一种用于切换时变输入信号的开关电路，该开关电路包括：包含N沟道MOSFET(MB)和P沟道MOSFE(MA)的至少一个开关，所述N沟道MOSFET(MB)和P沟道MOSFE(MA)均具有被配置成接收用于改变所述开关的导通/关断状态的驱动信号的栅极；以及驱动电路(5DC)，所述驱动电路被配置和设置成选择性施加用于改变所述开关的导通/关断状态的一对驱动信号，所述驱动电路被配置和设置生成作为下述内容的函数的驱动信号：(a)足够改变所述开关的导通/关断状态的一对DC信号分量，以及(b)作为出现在每个MOSFET的源极端子上的信号的至少部分复制的一对时变信号分量(Vonn，Vonp)，以使得当分别向所述n沟道和p沟道MOSFET的栅极施加DC信号时，所述驱动信号将处于保持所述开关的导通/关断状态并且将每个MOSFET的栅极—源极电压保持在MOSFET的栅极—源极击穿限制内的适当水平。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体描述了一种可编程增益放大器，更具体而言描述了一种低噪声、动态开关驱动器，其用于包括但不限于具有利用高电压、互补金属氧化物半导体(CMOS)开关实现的离散可控增益设置的低失真可编程增益放大器的应用。
技术介绍
低失真可编程增益放大器具有许多应用。例如，它们用于处理模拟音频信号，其中保持信号的完整性很重要。图1中示出了一种现有技术低失真可编程增益放大器的实施。 可以是AC或DC的输入信号被施加到输入端VIN。输出信号出现在输出端VOTT。在该实施例中，高增益运算放大器A1被配置成同相放大器。这种配置对于反相配置的低噪声应用是优选的，这是因为反馈网络可以生成低阻抗来使得它的热噪声贡献最小化，而不危及放大器的输入阻抗，其可以经由电阻器独立设置。运算放大器A1周围的反馈网络通过选择性地控制相应的电子开关元件S1到、，被分接到多个点中的任意一个。这些开关元件典型地均由互补金属氧化物半导体(CMOS)器件构成。控制信号(&到(；)通过导通相关的开关来选择期望的增益。这种方案的优点在于由输入电压中的变化引起的电子开到、的导通电阻的变化不会影响输出信号的线性，这是因为没有信号电流流经这些开关。这使得失真最小化，只要电子开关S1到Sn中的一个且仅一个在任何一个时刻即时导通。然而，这些开关中的每一个开关的导通电阻向放大器的总输入噪声贡献了热噪声。降低CMOS电子开关的导通电阻(并由此减少放大器的输入噪声)的一种方式为增加组成开关的CMOS器件的物理宽度。然而，在集成电路中，开关的宽度的增加导致了增加的芯片面积。由于图1中示出的方法对每个期望的增益设置都需要一个开关，由集成电路中的开关所占用的必需面积可能是重大的问题。CMOS电子开关的另一方面在于现代CMOS工艺通常不允许在开关的栅级与沟道 (源极与漏极)之间施加大电压，即使对于所谓的“高电压”CMOS工艺。这能够限制可以由 CMOS电子开关切换的模拟电压，因而限制最大的模拟电压Vin，所述模拟电压Vin可以被施加到开关的输入端。因此，期望提供一种用于低失真可编程增益放大器的动态开关驱动器，其克服或至少基本减少前述缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种用于切换时变输入信号的开关电路。所述开关电路包括至少一个开关，其包括N沟道MOSFET和P沟道M0SFET，均具有被配置为接收用于改变开关的导通/关断状态的驱动信号的栅极；以及驱动电路，所述驱动电路被配置和设置成选择性施加用于改变所述开关的导通/关断状态的一对驱动信号，所述驱动电路被配置和设置成生成作为下述内容的函数的驱动信号(a)足够改变所述开关的导通/关断状态的一对DC信号分量，以及(b)作为出现在每个MOSFET的源极端子上的信号的至少部分复制的一对变化信号分量，使得当分别向η沟道MOSFET和ρ沟道MOSFET的栅极施加DC 信号时，驱动信号将处于保持开关的导通/关断状态并且将每个MOSFET的栅极一源极电压保持在MOSFET的栅极一源极击穿限制内的适当水平。根据本专利技术的另一方面，一种切换时变输入信号的方法采用包括N沟道MOSFET和 P沟道MOSFET的至少一个开关，所述N沟道MOSFET和P沟道MOSFET均具有被配置成接收用于改变开关的导通/关断状态的驱动信号的栅极。所述方法包括通过生成作为下述内容的函数的驱动信号(a)足够改变所述开关的导通/关断状态的一对DC信号分量，以及 (b)作为出现在每个MOSFET的源极端子上的信号的至少部分复制的一对时变信号分量，来选择性施加用于改变所述开关的导通/关断状态的驱动信号，使得当分别向η沟道MOSFET 和ρ沟道MOSFET的栅极施加DC信号时，所述驱动信号将处于保持所述开关的导通/关断状态并且将每个MOSFET的栅极一源极电压保持在MOSFET的栅极一源极击穿限制内的适当水平。尽管此处参考了切换“Ac信号”，但是应该理解，术语“Ac信号”并不意味着被限制于返回到接地(没有DC分量)的信号，而是还包括其幅值随时间变化的任意时变信号，并且能够包括任一极性的DC信号，以及其幅值可以包括DC分量以便随着时间推移包括两个极性的信号附图说明参考附图，其中具有相同附图标记的元件由始至终代表相同的元件，并且其中图1是现有技术的低失真可编程增益放大器的实施方式的部分示意的部分方框图；图2是根据共同未决申请所描述的以及在这里进一步描述的教导所构建的更节约面积的单端放大器的一个实施例的部分示意的部分方框图；图3是可以被用作图2实施例中所示的每一个开关的CMOS传输栅极的部分示意的部分方框图；图4是用于图2中示出的开关栅极Sfl 、的示例关断一电压波形的幅值一时间示意图；图5是用于图2中示出的开关栅极、 SFn的示例导通一电压波形的幅值一时间示意图6是用于图2中示出的开关栅极S1 &的示例导通一电压波形的幅值一时间示意图；图7是用于图2中示出的开关栅极S1 &的示例关闭一电压波形的幅值一时间示意图；图8是可以被用于操作在共同未决申请中所描述的类型的放大器、例如图2中所示出的放大器的开关驱动器的一个实施例的方框图；图9是可以被实施作为图8中示出的开关驱动器的一部分、用于操作图3中示出的CMOS传输栅极的N沟道MOSFET的N沟道栅极驱动电路的一个实施例的示意图；以及图10是可以被实施作为图8中示出的开关驱动器的一部分、用于操作图3中示出的CMOS传输栅极的P沟道MOSFET的P沟道栅极驱动电路的一个实施例的示意图。具体实施例方式在附图中，图2是在共同未决申请中描述的更节约面积的可编程增益放大器的实施例的示意图。高增益运算放大器A1被配置为同相放大器，输入电压Vin被施加到放大器的同相输入端。电阻器Rin基本设定了放大器的输入阻抗。电阻器R1到Rn+1串联连接在放大器A1的输出端与系统接地端或参考节点之间，并且包括经由一系列分立的分压器提供反馈的中心抽头电阻器串，所述分立的分压器经由电子开关S1到、来选择。控制信号Ca到 Ccm用于通过打开电子开关S1到、中的相应一个来选择一系列单独的闭环增益设置中的一个，以使得沿着中心抽头电阻器串的单个点连接到放大器Al的反相输入端。此外，电阻器 Rfi到Rfm中的一个或多个在它们经由电子开关、到^11与电阻器R1并联连接时修改闭环增益。控制信号Cfi到Cfm分别确定开关、到Sfm的状态，选择性打开它们中的一个或多个以将那些电阻器Rfi到Rfm(相应的开关$已经为其打开)与电阻器R1并联连接。电子开关S1到、以及、和SFM均包括CMOS传输栅极。如图3中所示的，这种传输栅极包括并联的N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管。P沟道MOSFET Ma的一个源极一漏极端子连接到N沟道MOSFET Mb的一个源极一漏极端子。的剩余源极一漏极端子也连接到一起。在操作中，P沟道MOSFET Ma的主体连接被连接到电压Vdd，其正性大于任一个P沟道MOSFET Ma的源极一漏极端子上的最大期望电压。N沟道MOSFET Mb的主体连接被连接到电压Vss，其负性大于任一个N沟道MOSFET Mb的源极一漏极端子上的最大期望电压。这些通常是与包含这些开关中的一个或多个的集成电路一起使用的正电源电压和负电源电压。每个传输栅极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·K·赫伯特，
申请(专利权)人：塔特公司，
类型：发明
国别省市：
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