一种高线性度采样开关电路.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115987267A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310123629.4(22)申请日2023.02.15(71)申请人江苏科技大学地址212008江苏省镇江市梦溪路2号(72)发明人李效龙郭强俊刘旭王一坷刁奕文任森林(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243专利代理师郭俊玲(51)Int.Cl.H03K17/687(2006.01)H03M1/06(2006.01)H03M1/46(2006.01)H03K17/14(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种高线性度采样开关电路(57)摘要一种高线性度采样开关电路，包括电荷放电模块、电荷泵模块、栅压自举模块、采样开关模块、互补开关模块和采样隔离模块。在保持阶段，电荷泵模块将栅压自举模块电路预充电，电荷放电模块使采样开关模块关断。在采样阶段，栅压自举模块与采样开关构成的自举开关回路导通，将开关管的栅压抬至2倍电源电压与输入信号之和，使导通阻抗大为减小。采用电压跟随器将采样开关与电容极板隔离，其中采样开关衬底采用衬偏消除技术，相对于传统的栅压自举开关电路，有效减小寄生电容，开关管的体效应通过衬偏消除技术进一步优化。采样隔离模块通过电压跟随器隔离数模转换器电容阵列切换时极板电压变化对采样管的影响，提高了整个采样开关电路的线性度。CN115987267ACN115987267A权利要求书1/2页1.一种高线性度采样开关电路，其特征在于：包括电荷放电模块、电荷泵模块、栅压自举模块、采样开关模块、互补开关模块、采样隔离模块；栅压自举模块分别与电荷放电模块、电荷泵模块和采样开关模块连接，互补开关模块设置在采样开关模块中，采样开关模块与采样隔离模块连接；其中，所述采样隔离模块用于对采样开关模块隔离DAC电容阵列极板电压变化影响，所述电荷泵模块对栅压自举模块深度导通，并在采样阶段使得采样管栅极电压提高至2倍电源电压与输入信号之和，即2VDD+VIN；所述电荷放电模块对所述采样电路进行复位，所述栅压自举模块使采样开关管的栅源电压恒定；所述互补开关模块使得在输入信号频率增大时，导通电阻变小；所述采样开关电路由第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五PMOS管M5、第六NMOS管M6、第七PMOS管M7、第八NMOS管M8、第九PMOS管M9、第十NMOS管M10、第十一PMOS管M11、第十二NMOS管M12、第十三NMOS管M13、第十四NMOS管M14、第十五NMOS管M15、第十六PMOS管M16、第十七NMOS管M17、第十八PMOS管M18、第一储能电容C1、第二储能电容C2、自举电容Ch、负载电容CL、采样开关Ms以及电压跟随器构成。2.根据权利要求1所述的一种高线性度采样开关电路，其特征在于：所述采样开关模块中，所述第一NMOS管M1的源极分别与第十二NMOS管M12、第十一PMOS管M11相连，所述第一NMOS管M1的漏极与Ms开关管的源极相连，所述第一NMOS管M1的栅极与第十二NMOS管M12的栅极、第八NMOS管M8的源极、Ms开关管的栅极相连；所述Ms开关管的源极与第一NMOS管M1的漏极、第十六PMOS管M16的漏极相连，所述Ms开关管的栅极分别与第一NMOS管M1的栅极、第十二NMOS管M12的栅极、第八NMOS管M8的源极相连，所述Ms开关管的漏极与电压跟随器的正相端、第十六PMOS管M16的源极相连。3.根据权利要求2所述的一种高线性度采样开关电路，其特征在于：所述采样开关模块中，所述第十四NMOS管M14的源极与第十五NMOS管的漏极相连，所述第十四NMOS管M14的漏极分别与M1及Ms的衬底相连，第十四NMOS管M14栅极接电压电压端；所述第十五NMOS管M15源极接地端，漏极与第十四NMOS管M14的源极相连，栅极接时钟控制信号CLKSB；其中，CLKSB与CLKS为反相不交叠时钟。4.根据权利要求1所述的一种高线性度采样开关电路，其特征在于：所述电荷放电模块包括第八NMOS管M8、第九PMOS管M9以及第十NMOS管M10，所述第八NMOS管M8的源极与第七PMOS管的漏极、以及第十二NMOS管M12、第一NMOS管M1、Ms开关管的栅极相连，所述第八NMOS管M8的漏极与第九PMOS管M9的漏极、第十NMOSM10管的源极相连，所述第八NMOS管M8的栅极与第九PMOS管的源极连接电源电压端。5.根据权利要求4所述的一种高线性度采样开关电路，其特征在于：所述电荷放电模块中，所述第九PMOS管M9与第十NMOS管M10的栅极接时钟控制信号CLKSB，所述第九PMOS管的漏极与第八N