电荷转移电路与方法技术

本公开涉及一种电荷转移电路与方法。该电荷转移电路包含：一第一电容；一第二电容；一MOS(金氧半导体)晶体管；以及一运算放大器。该第一电容经由该MOS晶体管耦接该第二电容；该运算放大器用来接收位于该第一电容的一电压，并用来输出一控制电压；以及该MOS晶体管由该控制电压控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般而言涉及电荷转移

技术介绍
本
技术人员能够了解本公开内容中微电子领域的用语与基本概念，所述用语与基本概念像是「电压」、「信号」、「逻辑信号」、「时脉」、「相位」、「电荷」、「电流」、「晶体管」、「金氧半导体(metal oxide semiconductor,MOS)」、「P通道金氧半导体(PMOS)」、「N通道金氧半导体(NMOS)」、「源极」、「栅极」、「漏极」、「临界电压」、「电路节点」、「接地节点」、「运算放大器」、「虚拟接地(virtual ground)」、「电势能(electrical potential)」、「开关」、「开路(open circuit)」、「短路(short circuit)」、「单端电路(single-ended circuit)」以及「差动电路(differential circuit)」。诸如此类的用语与基本概念对本领域技术人员而言是显而易知的，因此相关细节在此将不予赘述。于本公开中，一逻辑信号是指一种具有两种状态的信号，所述两种状态分别是「高」与「低」，也可说是「1」与「0」。为了说明简洁，当一逻辑信号处于所述「高」(「低」)状态，我们可简称此逻辑信号为「高」(「低」)，或者简称此逻辑信号为「1」(「0」)。同样地，为了说明简洁，我们偶尔会省略引号，并简称该逻辑信号为高(低)，或简称此逻辑信号为1(0)，同时可以了解上述说明方式用于上下文脉络中说明该逻辑信号的一电平状态。当一逻辑信号为高时，该逻辑信号可被说为确立(asserted)。当一逻辑信号为低时，该逻辑信号可被说为停止确立(de-asserted)。一时脉信号是一循环的(周期性的)逻辑信号。为了说明简洁，于后述说明中，「时脉信号」可能被简称为「时脉」。图1显示一现有的电荷转移电路100的一示意图，其包含：一第一
电容CI；一第二电容CF；以及一运算放大器110。所述运算放大器110于一电路节点101上施加一虚拟接地状态(virtual ground condition)，从而使该第一电容CI所储存的一电荷转移至该第二电容CF。该现有的电荷转移电路100的原理为本领域技术人员所熟知，因此相关细节在此不予赘述。所述现有的电荷转移电路100的一问题为：该运算放大器110需要提供一输出电流IO，使该输出电流IO经由该第二电容CF被注入该电路节点101，藉此施加该虚拟接地状态于该电路节点101上，从而实现该电荷转移。为实现一快速的电荷转移，该运算放大器110应具有一高驱动能力，其可实现一大输出电流IO。一个具有高驱动能力的运算放大器是相当耗能的，因此若欲寻求一快速的电荷转移，前述现有的电荷转移电路100会相当耗能。基于上述问题，本领域所需的是一种相对节能的电荷转移电路。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例涉及经由一MOS(金氧半导体)晶体管将储存于一第一电容的电荷转移至一第二电容，其中该MOS晶体管的一栅极的一电压是由该第一电容的一电压的一放大信号所控制。于本专利技术的一实施例中，一电荷转移电路包含一第一电容、一第二电容、一MOS(金氧半导体)晶体管、以及一运算放大器，其中该第一电容经由该MOS晶体管耦接该第二电容；该运算放大器用来接收位于该第一电容的一电压，并用来输出一控制电压；以及该MOS晶体管由该控制电压控制。于一实施例中，该MOS晶体管是一PMOS晶体管(p通道金氧半导体晶体管)。于另一实施例中，该MOS晶体管是一NMOS晶体管(n通道金氧半导体晶体管)。于本专利技术的一实施例中，一电荷转移电路包含一第一电容、一第二电容、一MOS(金氧半导体)晶体管、一运算放大器、一第一开关由一第一时脉信号控制、一第二开关由一第二时脉信号控制、以及一第三开关由一第三时脉信号控制，其中当该第一时脉信号被确立(asserted)，该第一电容经由该第一开关接收一电荷；当该第二时脉信号被确立，该第二电容经由该第二开关被重置；当该第三时脉信号被确立，该第一电
容经由该MOS晶体管以及该第三开关耦接该第二电容；该运算放大器用来接收位于该第一电容的一电压，并用来输出一控制电压；以及该MOS晶体管由该控制电压控制。于一实施例中，该MOS晶体管是一PMOS晶体管(p通道金氧半导体晶体管)。于另一实施例中，该MOS晶体管是一NMOS晶体管(n通道金氧半导体晶体管)。于一实施例中，该第一时脉信号与该第三时脉信号未重叠(non-overlapping)，以及该第二时脉信号与该第三时脉信号未重叠。于本专利技术的一实施例中，一电荷转移方法包含下列步骤：储存位于一第一电容的一电压；重置位于一第二电容的一电压；经由一MOS(金氧半导体)晶体管，将该第一电容耦接至该第二电容；通过放大该第一电容的一电压，产生一控制电压；以及使用该控制电压以控制该MOS晶体管的一栅极。于一实施例中，该MOS晶体管是一PMOS晶体管(p通道金氧半导体晶体管)。于一实施例中，该MOS晶体管是一NMOS晶体管(n通道金氧半导体晶体管)。于一实施例中，储存位于该第一电容的该电压的步骤包含：经由一开关将该第一电容耦接至一输入电压，其中该开关由一时脉信号控制，该时脉信号在储存位于该第一电容的该电压时被确立(asserted)。于一实施例中，重置位于该第二电容的该电压的步骤包含：经由一开关将该第二电容耦接至一接地节点，其中该开关由一时脉信号控制，该时脉信号在重置位于该第二电容的该电压时被确立(asserted)。于一实施例中，将该第一电容耦接至该第二电容的步骤包含：经由该MOS晶体管与一开关的串联连接将该第一电容耦接至该第二电容，其中该开关由一时脉信号控制，该时脉信号在将该第一电容耦接至该第二电容时被确立(asserted)。于一实施例中，产生该控制电压的步骤包含：使用一运算放大器。附图说明图1显示一现有的电荷转移电路的示意图。图2A依据本专利技术的一实施例显示一电荷转移电路的示意图。图2B的示意图显示带有更多细节的图2A的电荷转移电路包含用来实现多相位操作的电路。图2C依据本专利技术的一替代实施例显示一电荷转移电路的示意图。图3依据本专利技术的一实施例显示一电荷转移电路的示意图符合一差动电路拓扑。图4依据本专利技术的一实施例显示一电荷转移方法的流程图。附图标记说明：100 现有的电荷转移电路101 电路节点110 运算放大器CI 第一电容CF 第二电容IO 输出电流200A 电荷转移电路201～203 电路节点210 运算放大器211～213 接地符号220 PMOS(p通道金氧半导体)晶体管CS 源始电容CD 终结电容200B 电荷转移电路203’ 电路节点214 接地节点221 第一开关222 第二开关223 第三开关CK1 第一时脉信号CK2 第二时脉信号’CK3 第三时脉信号VI 输入电压200C 电荷转移电路300 电荷转移电路301P、301M 电路节点302P、302M 电路节点303P、303M 电路节点310 差动运算放大器311～313 接地节点CSP、CSM 源始电容CDP、CDM 终结电容320P、320M PMOS晶体管400 电荷转移方法401～407 步骤具体实施方式本专利技术涉及电荷转移。尽管本说明书提及数个本专利技术的实施范例，其涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷转移电路，包含：一第一电容；一第二电容；一MOS晶体管；以及一运算放大器；其中该第一电容经由该MOS晶体管耦接该第二电容；该运算放大器用来接收位于该第一电容的一电压，并用来输出一控制电压；以及该MOS晶体管由该控制电压控制。

【技术特征摘要】
2015.05.22 US 14/719,4081.一种电荷转移电路，包含：一第一电容；一第二电容；一MOS晶体管；以及一运算放大器；其中该第一电容经由该MOS晶体管耦接该第二电容；该运算放大器用来接收位于该第一电容的一电压，并用来输出一控制电压；以及该MOS晶体管由该控制电压控制。2.如权利要求1所述的电荷转移电路，其中该MOS晶体管是一PMOS晶体管或一NMOS晶体管。3.如权利要求1所述的电荷转移电路，其中该运算放大器包含一差动放大器。4.如权利要求3所述的电荷转移电路，进一步包含：一第三电容；一第四电容；以及一第二MOS晶体管；其中该第三电容经由该第二MOS晶体管耦接该第四电容；该运算放大器用来接收位于该第三电容的一电压，并用来输出一第二控制电压；以及该第二MOS晶体管由该第二控制电压控制。5.一种电荷转移电路，包含：一第一电容；一第二电容；一MOS晶体管；一运算放大器；一第一开关，由一第一时脉信号控制；一第二开关，由一第二时脉信号控制；以及一第三开关，由一第三时脉信号控制；其中当该第一时脉信号被确立，该第一电容经由该第一开关接收一电
\t荷；...

【专利技术属性】
技术研发人员：林嘉亮，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71