本發(fā)明屬于模擬開關(guān)電路，涉及高精度柵壓自舉開關(guān)。

背景技術(shù)：

1、在模擬電路設(shè)計(jì)中，采樣保持電路往往位于整體電路的最前端，用于對電路的輸入信號進(jìn)行采樣，在信號鏈電路設(shè)計(jì)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)中都有著廣泛的應(yīng)用。單個mos管也可以作為最簡單的采樣開關(guān)，但是無論是pmos還是nmos都由于其獨(dú)特的電壓工作區(qū)間，使得在傳輸不同的電壓值的信號時導(dǎo)通阻抗會發(fā)生變化，這會極大的影響開關(guān)電路的性能和精度。為了解決上述問題，高精度電路設(shè)計(jì)常采用柵壓自舉開關(guān)作為開關(guān)電路，柵壓自舉開關(guān)是通過使用電容來使得mos管的柵極和源極兩端間的電壓差在整個采樣階段不發(fā)生改變，因此能夠有效優(yōu)化電路的線性度。

2、在常規(guī)的柵壓自舉開關(guān)電路中，開關(guān)管的柵極節(jié)點(diǎn)處由于連接有其他支路和其他mos管的襯底，其柵極會受到來自其他支路和其他mos管的襯底的寄生電容影響，使得開關(guān)管在采樣階段柵極和源極產(chǎn)生變化的電壓差，降低了電路在傳輸信號時的線性度。且該電路節(jié)點(diǎn)的充電速度還會影響開關(guān)管的開啟和關(guān)閉的速度，從而影響整體電路的響應(yīng)速度和對輸入信號的變化的采樣能力，進(jìn)而影響整體電路的精度。

3、綜上所述，對于提升柵壓自舉開關(guān)的信號建立速度和采樣精度，必須進(jìn)行一定程度的改進(jìn)，通過改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)柵壓自舉開關(guān)的精度提升和信號建立速度的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供高精度柵壓自舉開關(guān)，具有信號建立速度快，采樣精度高的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，包括第一充電模塊和第二充電模塊，第一充電模塊一端與電源連接，另一端接地，第一充電模塊連接信號傳輸模塊，信號傳輸模塊連接有開關(guān)管，開關(guān)管為n型mos管，第一充電模塊與電源連接的一端支路上連接有第一放電模塊，信號傳輸模塊連接有控制模塊；

3、第二充電模塊一端與電源連接，另一端接地，第一充電模塊與電源連接的一端支路上連接有第二放電模塊，第二充電模塊連接有輔助模塊，輔助模塊分別與信號傳輸模塊和控制模塊連接。

4、本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

5、第一充電模塊包括從電源到接地端依次串聯(lián)的第四mos管、電容器和第三mos管，第四mos管的源極連接電源，漏極連接電容器，柵極與第一放電模塊連接，第三mos管的源極接地，漏極連接電容器，柵極連接有反向時鐘信號電路；

6、第二充電模塊包括從電源到接地端依次串聯(lián)的第十二mos管、電容組和第十mos管，第十二mos管的源極連接電源，漏極連接電容組，柵極與第二放電模塊連接，第十mos管的源極接地，漏極連接電容組，柵極連接有反向時鐘信號電路；

7、第十mos管與電容組之間的節(jié)點(diǎn)與電容器和第三mos管之間的節(jié)點(diǎn)連接；

8、第十二mos管和第四mos管為p型mos管，第十mos管和第三mos管為n型mos管。

9、第一放電模塊包括與第四mos管的柵極依次連接的第五mos管和第六mos管，第五mos管的漏極與第四mos管的柵極連接，第五mos管的源極連接第六mos管的漏極，且第六mos管的源極接地，第五mos管的柵極與電源連接，第六mos管的柵極與反向時鐘信號電路連接；

10、第二放電模塊包括與第十二mos管的柵極依次連接的第十三mos管和第十四mos管，第十三mos管的漏極連接第十二mos管的柵極，第十三mos管的源極連接第十四mos管的漏極，且第十四mos管的源極接地，第十三mos管的柵極與電源連接，第十四mos管的柵極與反向時鐘信號電路連接；

11、第五mos管、第六mos管、第十四mos管和第十三mos管均為n型mos管。

12、信號傳輸模塊包括連接在第四mos管和電容器之間支路上的第七mos管，且第七mos管的源極與該支路連接，第七mos管的漏極連接開關(guān)管的柵極，且該連接線路上通過支路與第四mos管和第五mos管之間的支路連接，且第七mos管的柵極與控制模塊連接，電容器和第三mos管之間的節(jié)點(diǎn)還連接有第二mos管，且第二mos管的源極該與該節(jié)點(diǎn)連接，第二mos管的漏極與開關(guān)管的源極連接，第二mos管的柵極與輔助模塊連接；

13、輔助模塊包括連接在第十二mos管和電容組之間支路上的第十一mos管，且第十一mos管的源極與該支路連接，第十一mos管的漏極與第二mos管的柵極連接，且該連接線路上通過支路與第十三mos管和第十二mos管之間的支路連接，第十一mos管的柵極與控制模塊連接；

14、第二mos管為n型mos管，第七mos管和第十一mos管均為p型mos管。

15、控制模塊包括依次連接在電容器和第三mos管之間支路上的第九mos管和第八mos管，第九mos管的漏極與第八mos管的漏極連接，且該線路上通過支路分別連接第十一mos管和第七mos管的柵極，第八mos管的源極連接電源，第九mos管和第八mos管的柵極均與時鐘信號電路連接；

16、第九mos管為n型mos管，第八mos管為p型mos管。

17、第四mos管、第七mos管、第十一mos管和第十二mos管的襯底相互連接，且該連接線路與第十二mos管和電容組之間的線路連接。

18、開關(guān)管靠近第二mos管的一側(cè)連接電路中的輸入接口，另一端連接輸出接口。

19、電容組由若干個電容并聯(lián)組成。

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明在傳統(tǒng)柵壓自舉開關(guān)的基礎(chǔ)上增加了輔助電容支路，用于對mos管的柵極快速充電，增加的輔助支路通過將柵壓自舉開關(guān)的開關(guān)管柵極節(jié)點(diǎn)處的其它支路接至輔助電容支路，使得柵壓自舉開關(guān)的開關(guān)管的柵極節(jié)點(diǎn)處的等效電容減小，從而提升電路的信號建立速度。通過引入額外的電容對電路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行快速充電，從而提升電路的信號建立速度。通過將信號主通路上的個別mos管的襯底接至輔助電容支路，減少mos管的襯底對于電路信號主通路的電容寄生影響，減少了電路的電容寄生效應(yīng)和噪聲。

技術(shù)特征：

1.高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，包括第一充電模塊（17）和第二充電模塊（18），所述第一充電模塊（17）一端與電源連接，另一端接地，所述第一充電模塊（17）連接信號傳輸模塊（19），所述信號傳輸模塊（19）連接有開關(guān)管（1），開關(guān)管（1）為n型mos管，所述第一充電模塊（17）與電源連接的一端支路上連接有第一放電模塊（20），所述信號傳輸模塊（19）連接有控制模塊（21）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述第一充電模塊（17）包括從電源到接地端依次串聯(lián)的第四mos管（4）、電容器（15）和第三mos管（3），所述第四mos管（4）的源極連接電源，漏極連接電容器（15），柵極與第一放電模塊（20）連接，所述第三mos管（3）的源極接地，漏極連接電容器（15），柵極連接有反向時鐘信號電路；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述第一放電模塊（20）包括與第四mos管（4）的柵極依次連接的第五mos管（5）和第六mos管（6），所述第五mos管（5）的漏極與第四mos管（4）的柵極連接，所述第五mos管（5）的源極連接第六mos管（6）的漏極，且第六mos管（6）的源極接地，所述第五mos管（5）的柵極與電源連接，所述第六mos管（6）的柵極與反向時鐘信號電路連接；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述信號傳輸模塊（19）包括連接在第四mos管（4）和電容器（15）之間支路上的第七mos管（7），且第七mos管（7）的源極與該支路連接，所述第七mos管（7）的漏極連接開關(guān)管（1）的柵極，且該連接線路上通過支路與第四mos管（4）和第五mos管（5）之間的支路連接，且第七mos管（7）的柵極與控制模塊（21）連接，所述電容器（15）和第三mos管（3）之間的節(jié)點(diǎn)還連接有第二mos管（2），且第二mos管（2）的源極該與該節(jié)點(diǎn)連接，所述第二mos管（2）的漏極與開關(guān)管（1）的源極連接，所述第二mos管（2）的柵極與輔助模塊（23）連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述控制模塊（21）包括依次連接在電容器（15）和第三mos管（3）之間支路上的第九mos管（9）和第八mos管（8），所述第九mos管（9）的漏極與第八mos管（8）的漏極連接，且該線路上通過支路分別連接第十一mos管（11）和第七mos管（7）的柵極，所述第八mos管（8）的源極連接電源，所述第九mos管（9）和第八mos管（8）的柵極均與時鐘信號電路連接；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述第四mos管（4）、第七mos管（7）、第十一mos管（11）和第十二mos管（12）的襯底相互連接，且該連接線路與第十二mos管（12）和電容組（16）之間的線路連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)管（1）靠近第二mos管（2）的一側(cè)連接電路中的輸入接口，另一端連接輸出接口。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，所述電容組（16）由若干個電容并聯(lián)組成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了高精度柵壓自舉開關(guān)，包括第一充電模塊和第二充電模塊，第一充電模塊一端與電源連接，另一端接地，第一充電模塊連接信號傳輸模塊，信號傳輸模塊連接有開關(guān)管，開關(guān)管為N型MOS管，第一充電模塊與電源連接的一端支路上連接有第一放電模塊，信號傳輸模塊連接有控制模塊；第二充電模塊一端與電源連接，另一端接地，第一充電模塊與電源連接的一端支路上連接有第二放電模塊，第二充電模塊連接有輔助模塊，輔助模塊分別與信號傳輸模塊和控制模塊連接。本發(fā)明通過引入額外的充電電容并更改傳統(tǒng)柵壓自舉開關(guān)中個別MOS管的襯底接法，使得柵壓自舉開關(guān)具有更高的精度和信號建立速度。

技術(shù)研發(fā)人員：郭仲杰,周金權(quán),許睿明,劉綏陽,王藝哲,李維維
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8