專利名稱：開關(guān)電路和用于操作開關(guān)電路的方法
開關(guān)電路和用于操作開關(guān)電路的方法技術(shù)領(lǐng)域
概括而言，本申請涉及半導(dǎo)體開關(guān)，并且更為具體地，涉及恒定柵極到源極電壓VGS開關(guān)。
背景技術(shù)：
金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件可以作為用于耦合電信號的開關(guān)來使用。通常，MOSFET開關(guān)顯示很少或者沒有偏移電壓，而在雙極開關(guān)或其他固態(tài)開關(guān)中可以發(fā)現(xiàn)偏移電壓。典型地，MOSFET開關(guān)的導(dǎo)通電阻(Rm)很低，并且斷路電阻(Rtjff)很高。在現(xiàn)代的器件中，Rm可采用歐姆量級，并且Rtjff可以是很多兆歐姆。在MOSFET開關(guān)中，Ron可以是器件的柵極到源極電壓(Vgs)的函數(shù)。由于!^是^的函數(shù)，那么在其他條件相同的情況下，如果Vgs是常數(shù)，則Ron當(dāng)然也是常數(shù)。當(dāng)這類開關(guān)器件用于音頻信號時(shí)，如果Rm隨著輸入信號電壓電平變化，那么跨越開關(guān)所傳遞的信號的保真度會受到消極影響。開關(guān)的音頻保真度的一個(gè)度量是由該開關(guān)所引入的總諧波失真(THD)。變化的1^可以增加THD。
在輸入信號電壓變化的情況下保持MOSFET Ron恒定是Pollitt提出的題為“Constant Impedance MOSFET Switch” 的美國專利 US4, 093，874 (在本文中，稱為 “874 專利”)的一個(gè)目的。然而，874專利使用邏輯信號電壓值(其開啟/閉合開關(guān))來確定Vgs電平。然而，由于電源電壓(其產(chǎn)生邏輯信號電壓)隨著負(fù)載改變，邏輯信號電壓值可以改變。Vgs的改變可以改變Ron,并且因此限制了 874專利的有效動態(tài)范圍。發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┝艘环N開關(guān)電路，其定義了接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)，在所述接通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在所述斷路狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)隔離，所述開關(guān)電路包括:第一場效應(yīng)晶體管(FET)，其被配置成在所述接通狀態(tài)時(shí)，將所述第一節(jié)點(diǎn)耦合到所述第二節(jié)點(diǎn)；以及電源，其被配置成提供第一電源電壓以對所述FET進(jìn)行控制，其中，所述電源的參考電壓被耦合到所述FET的電位阱，以在所述接通期間維持所述FET的柵極到源極電壓為恒定。
本申請還提供了一種用于操作開關(guān)電路的方法，所述開關(guān)電路包括接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)，在所述接通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在所述斷路狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)隔離，所述方法包括:使用電荷泵來提供第一電源電壓；使用所述 第一電源電壓來控制場效應(yīng)晶體管(FET)，所述FET耦合在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間；以及使所述FET的電位阱參考所述電荷泵的參考電壓，以在所述接通狀態(tài)期間維持所述FET的柵極到源極電壓為恒定。
除其他以外，本申請討論了一種信號開關(guān)電路，其包括第一場效應(yīng)晶體管(FET)和電荷泵電路，第一場效應(yīng)晶體管(FET)被配置成在接通狀態(tài)時(shí)，將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，電荷泵被配置成提供第一電源電壓以控制FET，其中，電荷泵電路的參考電壓被耦合到FET的電位阱，以在接通期間維持FET的柵極到源極電壓為恒定。
本節(jié)意在提供本專利申請的主題的概述。其并非意在提供本申請的排他性或窮盡性的解釋。本文包括了詳細(xì)的描述，以提供關(guān)于本專利申請的進(jìn)一步信息。


在附圖中(這些附圖不一定是按照比例繪制的)，相似的數(shù)字可以描述不同的視圖中的類似組件。具有不同字母后綴的相似數(shù)字可以表示類似組件的不同實(shí)例。附圖通過舉例說明而非限制的方式概括地示出了本文中討論的各個(gè)實(shí)施例。
圖1概括地示出了示例性的開關(guān)電路。
具體實(shí)施方式
在兩個(gè)電路節(jié)點(diǎn)之間傳導(dǎo)信號是多種晶體管開關(guān)應(yīng)用中的一種應(yīng)用。除其他以夕卜，本申請的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到使用晶體管來在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳導(dǎo)信號的方法和裝置，以使得由于晶體管柵極到源極電壓Vgs變化所引起的信號失真最小化。此外，與現(xiàn)有的開關(guān)方法和裝置相比而言，下文所討論的方法和裝置可以降低用于操作開關(guān)的功率量。
圖1概括地示出了示例性的開關(guān)電路100，開關(guān)電路100被配置成在第一狀態(tài)下(例如，接通狀態(tài))，在節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間傳導(dǎo)信號，而在第二狀態(tài)下(例如，斷路狀態(tài))，將節(jié)點(diǎn)A從節(jié)點(diǎn)B隔離。在某些示例中，可以在節(jié)點(diǎn)A或者節(jié)點(diǎn)B處施加或接收信號。在某些示例中，開關(guān)電路100可以包括調(diào)整緩沖器101，以將輸入驅(qū)動到電源102(例如，鎖存電荷泵、開關(guān)放大器、派里可尼pelleconi電荷泵等)。
在一個(gè)示例中，電源102可以提供電源電壓Vep2，以控制傳輸晶體管MO的柵極。在傳輸晶體管MO的接通狀態(tài)期間，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間的傳輸晶體管MO的導(dǎo)通電阻可以是相當(dāng)?shù)偷摹Ｔ趥鬏斁w管MO的斷路狀態(tài)期間，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間的傳輸晶體管MO的斷路電阻可以是相當(dāng)高的。在一個(gè)示例中，通過電阻MO可以包括場效應(yīng)晶體管(FET)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)FET。
除了傳輸晶體管MO之外，開關(guān)電路100包括第一晶體管Ml和第二晶體管M2，第一晶體管Ml和第二晶體管M2被配置成將節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B與導(dǎo)通晶體管MO的電位阱(well)相耦合。在某些示例中，第一晶體管Ml和第二晶體管M2可以包括場效應(yīng)晶體管(FET)，例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS) FET。
在一個(gè)示例中，電源102的參考電壓Veptl可以耦合到傳輸晶體管MO的電位阱。在這種配置中，由于在節(jié)點(diǎn)A和B處，信號共模在接地電壓之上和之下變化，傳輸晶體管MO的跨越柵極和源極的電壓(Vgs)保持大體上恒定。當(dāng)傳輸晶體管啟用時(shí)，傳輸晶體管MO的這個(gè)大體上恒定的Ves可以降低傳輸晶體管MO的導(dǎo)通電阻Ron的變化。即便信號在接地電壓之上和之下變化，大體上恒定的Rw可以允許傳輸晶體管MO在節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間傳導(dǎo)信號，而具有很少失真或沒有失真。在某些示例中，在電源電壓Vep2和旁路電容的初始充電之后，即使有任何靜態(tài)功率，開關(guān)電路100的消耗也可以很少。
在某些示例中，調(diào)整緩沖器101可以接收經(jīng)調(diào)整的電源電壓V.，經(jīng)調(diào)整的電源電壓V.在工藝、電壓和溫度(PVT)變化的情況下為大體上恒定。在某些示例中，電源102可以包括串行I禹合的第一和第二電荷泵103和104。電荷泵可以提供電源電壓VCP2, Vcp2是輸入信號擺幅的大約2倍。在此示例中，電荷泵103，104和調(diào)整緩沖器101可以將時(shí)鐘輸入CLK轉(zhuǎn)換成電源電壓Vcp2。在一個(gè)示例中，電源102的最大負(fù)電壓(most negative voltage)(例如，第一電荷泵103的參考電壓Vcki)可以被I禹合到傳輸晶體管MO的電位講以及第一和第二晶體管M1，M2。當(dāng)傳輸晶體管MO被啟用時(shí)，傳輸晶體管MO的電位阱可以追蹤信號，以使得傳輸晶體管柵極到源極電壓(Vgs)可以保持大體上恒定。在一個(gè)示例中，電源102的最大負(fù)電壓(例如，參考電壓VaJ可以被直接耦合到傳輸晶體管MO的電位阱。在一個(gè)示例中，可以使用頻率相關(guān)阻抗(例如，低通濾波器)來將電源102的最大負(fù)電壓(例如，參考電壓Vero)稱合到傳輸晶體管MO的電位講，以允許參考電壓^^!跟隨信號的共模。在一個(gè)示例中，調(diào)整緩沖器101可以包括調(diào)整電源(regulated voltage supply)。
在一個(gè)示例中，在傳輸lkHz，4.5伏峰到峰音頻信號時(shí)，傳輸晶體管MO的Rm可以變化大約30毫歐或者更少。在某些示例中，傳輸晶體管可以耦合到并且轉(zhuǎn)換多種信號和信號源的傳輸，多種信號和信號源包括但是不限于通用串行總線(USB)數(shù)據(jù)線、移動高清鏈接(MHL)數(shù)據(jù)線、包括模擬音頻信號和模擬視頻信號在內(nèi)的模擬信號，等等。
在某些示例中，集成電路可以包括傳輸晶體管MO，第一和第二晶體管Ml和M2，以及電源102。在一個(gè)不 例中，集成電路可以包括傳輸晶體管MO,第一和第二晶體管Ml和M2,電源102和調(diào)整緩沖器101。
在某些示例中，開關(guān)電路100可以包括使能輸入緩沖器105、低電壓電路106、變換器和開關(guān)控制電路107，其中，使能輸入緩沖器105被配置成對所接收的使能信號(ENABLE)進(jìn)行緩沖，變換器和開關(guān)控制電路107被配置成對使能輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并且將經(jīng)緩沖和轉(zhuǎn)換的使能輸入信號提供給傳輸晶體管MO。在一個(gè)示例中，開關(guān)電路100可以包括第三晶體管M3，第三晶體管M3被配置成在傳輸晶體管MO被禁用時(shí)，將傳輸晶體管MO的電位阱耦合到低電壓電路106。在一個(gè)示例中，第三晶體管M3可以包括場效應(yīng)晶體管(FET)，例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS) FET。
在某些示例中，低電壓電路106的輸出可以提供在低電壓電路106處接收的最大負(fù)電壓電平。將傳輸晶體管MO的電位講I禹合到低電壓電路106輸出可以保證傳輸晶體管MO在不啟用時(shí)保持高阻抗。圖1的示例示出了低電壓電路106接收系統(tǒng)電源電壓VSS和在節(jié)點(diǎn)B處出現(xiàn)的信號，并且提供一個(gè)表示系統(tǒng)電源電壓VSS或在節(jié)點(diǎn)B處出現(xiàn)的信號這兩者中的較低電壓電平的輸出。在一個(gè)示例中，低電壓電路106可以接收在節(jié)點(diǎn)A處出現(xiàn)的信號，而不是在節(jié)點(diǎn)B處出現(xiàn)的信號。在一個(gè)示例中，低電壓電路106可以接收系統(tǒng)電源電壓VSS、出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)B處的電壓、出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)A處的電壓，并且可以在輸出端處提供一個(gè)輸出，該輸出表示系統(tǒng)電源電壓VSS、出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)B處的電壓、或出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)A處的電壓這三者中的最低電壓電平。
在一個(gè)示例中，集成電路可以包括傳輸晶體管MO、第一和第二晶體管Ml和M2、第三晶體管M3、電源102、調(diào)整緩沖器101。在一個(gè)示例中，集成電路可以包括傳輸晶體管MO、第一和第二晶體管Ml和M2、電源102、調(diào)整緩沖器101、使能緩沖器105、低電壓電路106以及轉(zhuǎn)換器和開關(guān)控制電路107。
額外灃意事項(xiàng)&示例
在示例I中，一種開關(guān)電路(例如，定義了接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)的開關(guān)電路)，在接通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在斷路狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)隔離，開關(guān)電路可以包括:第一場效應(yīng)晶體管(FET)，其被配置成在接通狀態(tài)時(shí)，將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)；以及電源，其被配置成提供第一電源電壓以對FET進(jìn)行控制，并且其中，電源的參考電壓被耦合到FET的電位阱，以在接通期間維持FET的柵極到源極電壓為恒定。
在示例2中，權(quán)利要求1的開關(guān)電路可選地包括第二 FET，其被耦合到第一節(jié)點(diǎn)；第三FET，其被耦合到第二節(jié)點(diǎn)；并且其中，第二 FET和第三FET被配置成在導(dǎo)通狀態(tài)期間，將電源的參考電壓耦合到第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)。
在示例3中，根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)電路，其中，第一FET、第二 FET、第三FET和所述電源可選地包括在集成電路中。
在示例4中，根據(jù)示例1-3中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的電源可選地包括:第一電荷泵和第二電荷泵。
在示例5中，根據(jù)示例1-4中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的第一和第二電荷泵可選地被配置成接收經(jīng)調(diào)整的電源電壓。
在示例6中,根據(jù)示例1-4中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)電路可選地包括時(shí)鐘緩沖器，其被配置成接收第一電荷泵時(shí)鐘信號，并且使用經(jīng)調(diào)整的電源電壓來提供第二電荷泵時(shí)鐘信號。
在示例7中，根據(jù)示例1-6中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的電荷泵的參考電壓和第一電源電壓之間的差可選地被配置成大于施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓擺幅。
在示例8中，根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)電路，可選地包括轉(zhuǎn)換電路，其被配置成使FET的控制信號參考第二電源電壓或施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號中的較低電壓。
在示例9中，根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)電路，可選地包括低電壓電路，其被配置成在施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓低于第二電源電壓時(shí)，將施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號提供給轉(zhuǎn)換電路。
在示例10中，根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)電路，可選地包括第四FET，其被配置成在施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓電平低于第二電源電壓時(shí)，將電源的參考電壓耦合到施加在第一節(jié)點(diǎn)上的信號。
在示例11中，根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)電路，優(yōu)選地包括開關(guān)控制緩沖器，其被配置成從轉(zhuǎn)換電路接收控制信號，以向FET提供第一控制信號，并且向第四FET提供第二控制信號。
在示例12中，根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的第一 FET，可選地被配置成耦合到以下至少之一:通用串行總線(USB)數(shù)據(jù)線、移動高清鏈接(MHL)數(shù)據(jù)線或音頻信號。
在示例13中，一種用于操作開關(guān)電路的方法，開關(guān)電路包括接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)，在接通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在斷路狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)隔離，方法可包括:使用電荷泵來提供第一電源電壓；使用第一電源電壓來控制場效應(yīng)晶體管(FET)，F(xiàn)ET耦合在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間；以及使FET的電位阱參考電荷泵的參考電壓，以在接通狀態(tài)期間維持FET的柵極到源極電壓為恒定。
在示例14中，根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法可選地包括:在接通狀態(tài)期間，使用第二 FET來將電荷泵的參考電壓耦合到第一節(jié)點(diǎn)。
在示例15中，根據(jù)權(quán)利要求1-14中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法可選地包括:在接通狀態(tài)期間，使用第三FET來將電荷泵的參考電壓耦合到第二節(jié)點(diǎn)。
在示例16中，根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的提供第一電源電壓可選地包括:在電荷泵處接收經(jīng)調(diào)整的電源電壓。
在示例17中，根據(jù)權(quán)利要求1-16中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法可選地包括:使用轉(zhuǎn)換電路來使得FET的控制信號參考第二電源電壓或施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓中的較低電壓。
在示例18中，根據(jù)權(quán)利要求1-17中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的對控制信號進(jìn)行參考包括:當(dāng)施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓低于第二電源電壓時(shí)，在轉(zhuǎn)換電路處接收施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號。
在示例19中，根據(jù)權(quán)利要求1-18中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法可選地包括:當(dāng)施加到第一節(jié)點(diǎn)的信號的電壓電平低于第二電源電壓時(shí)，使用第四FET來將施加到第一節(jié)點(diǎn)上的信號與參考電壓耦合。
在示例20中，根據(jù)權(quán)利要求1-19中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法可選地包括:從開關(guān)控制緩沖器提供FET的控制信號，并且從開關(guān)控制緩沖器提供第四FET的控制型號。
上文的詳細(xì)描述包括對附圖的參考，附圖形成了詳細(xì)描述的一部分。附圖通過示例的方式示出了其中可以實(shí)踐本申請的具體實(shí)施例。這些實(shí)施例也可以被稱為“示例”。這些示例可以包括除了那些示出或描述之外的元素。然而，本發(fā)明人還考慮了其中僅提供了所示出并且描述的那些元素。此外，關(guān)于特定的示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)或者關(guān)于其他示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)，本發(fā)明人還考慮了使用所示出或描述的那些元素(其一個(gè)或多個(gè)方面)的任意組合或排列的示例。
本文所涉及的所有出版物、專利及專利文件全部作為本文的參考內(nèi)容，盡管它們是分別加以參考的。如果本文與參考文件之間存在用途差異，則將參考文件的用途視作本文的用途的補(bǔ)充；若兩者之間存在不可調(diào)和的差異，則以本文的用途為準(zhǔn)。
在本文中，與專利文件通常使用的一樣，術(shù)語“一”或“某一”表示包括一個(gè)或多個(gè)，但其他情況或在使用“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”時(shí)應(yīng)除外。在本文中，除非另外指明，否則使用術(shù)語“或”指無排他性的或者，使得“A或B”包括:“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“在其中”等同于各個(gè)術(shù)語“包括”和“其中”的通俗英語。同樣，在本文中，術(shù)語“包含”和“包括”是開放性的，即，系統(tǒng)、設(shè)備、物品或步驟包括除了權(quán)利要求中這種術(shù)語之后所列出的那些部件以外的部件的，依然視為落在該條權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。而且，在下面的權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等僅僅用作標(biāo)簽，并非對對象有數(shù)量要求。
本文所述的方法示例至少部分可以是機(jī)器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的。一些示例可包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或機(jī)器可讀介質(zhì)，其被編碼有可操作為將電子裝置配置為執(zhí)行如上述示例中所述的方法的指令。這些方法的實(shí)現(xiàn)可包括代碼，例如微代碼，匯編語言代碼，高級語言代碼等。該代碼可包括用于執(zhí)行各種方法的計(jì)算機(jī)可讀指令。所述代碼可構(gòu)成計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的部分。此外，所述代碼可例如在執(zhí)行期間或其它時(shí)間被有形地存儲在一個(gè)或多個(gè)易失或非易失性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。這些有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于，硬盤、移動磁盤、移動光盤(例如，壓縮光盤和數(shù)字視頻光盤)，磁帶，存儲卡或棒，隨機(jī)存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)等。
上述說明的作用在于解說而非限制。例如，上述示例(或示例的一個(gè)或多個(gè)方面)可結(jié)合使用。可以在理解上述說明書的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有技術(shù)的某種常規(guī)技術(shù)來執(zhí)行其他實(shí)施例。遵照37C.F.R.§ 1.72(b)的規(guī)定提供摘要，允許讀者快速確定本技術(shù)公開的性質(zhì)。提交本摘要時(shí)要理解的是該摘要不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或意義。同樣，在上面的具體實(shí)施方式
中，各種特征可歸類成將本公開合理化。這不應(yīng)理解成未要求的公開特征對任何權(quán)利要求必不可少。相反，本發(fā)明的主題可在于的特征少于特定公開的實(shí)施例的所有特征。因此，下面的權(quán)利要求據(jù)此并入具體實(shí)施方式
中，每個(gè)權(quán)利要求均作為一個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例，并且可設(shè)想到這些實(shí)施例可以在各種組合或排列中彼此結(jié)合。應(yīng)參看所附的權(quán)利要求，以及這些權(quán)利要 求所享有的等同物的所有范圍，來確定本申請的范圍。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電路，其定義了接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)，在所述接通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在所述斷路狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)隔離，所述開關(guān)電路包括: 第一場效應(yīng)晶體管(FET)，其被配置成在所述接通狀態(tài)時(shí)，將所述第一節(jié)點(diǎn)耦合到所述第二節(jié)點(diǎn)；以及 電源，其被配置成提供第一電源電壓以對所述FET進(jìn)行控制， 其中，所述電源的參考電壓被耦合到所述FET的電位阱，以在所述接通期間維持所述FET的柵極到源極電壓為恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，包括: 第二 FET，其被耦合到所述第一節(jié)點(diǎn)； 第三FET，其被耦合到所述第二節(jié)點(diǎn)；以及 其中，所述第二 FET和所述第三FET被配置成在所述導(dǎo)通狀態(tài)期間，將所述電源的所述參考電壓耦合到所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電路，其中，所述第一FET、所述第二 FET、所述第三FET和所述電源包括在集成電路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電路，其中，所述電源包括第一電荷泵和第二電荷泵，并且 其中，所述第一電荷泵和所述第二電荷泵被配置成接收經(jīng)調(diào)整的電源電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的開關(guān)電路，其中，所述第一電源電壓和所述電源的所述參考電壓之間的差被配置成大于施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓擺幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，包括: 轉(zhuǎn)換電路，其被配置成使所述FET的控制信號參考第二電源電壓或施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的信號中的較低電壓；以及 低電壓電路，其被配置成在施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓低于所述第二電源電壓時(shí)，將施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的所述信號提供給所述轉(zhuǎn)換電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電路，包括: 第四FET，其被配置成在施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的所述信號的電壓電平低于所述第二電源電壓時(shí)，將所述電源的所述參考電壓耦合到施加在所述第一節(jié)點(diǎn)上的所述信號；以及 開關(guān)控制緩沖器，其被配置成從所述轉(zhuǎn)換電路接收所述控制信號，以向所述FET提供第一控制信號，并且向所述第四FET提供第二控制信號。
8.一種用于操作開關(guān)電路的方法，所述開關(guān)電路包括接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)，在所述接通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在所述斷路狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)隔離，所述方法包括: 使用電荷泵來提供第一電源電壓； 使用所述第一電源電壓來控制場效應(yīng)晶體管(FET)，所述FET耦合在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間；以及 使所述FET的電位阱參考所述電荷泵的參考電壓，以在所述接通狀態(tài)期間維持所述FET的柵極到源極電壓為恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括:在所述接通狀態(tài)期間，使用第二 FET來將所述電荷泵的所述參考電壓耦合到所述第一節(jié)點(diǎn)；以及 在所述接通狀態(tài)期間，使用第三FET來將所述電荷泵的所述參考電壓耦合到所述第二節(jié)點(diǎn)， 其中，所述提供第一電源電壓包括在所述電荷泵處接收經(jīng)調(diào)整的電源電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括: 使用轉(zhuǎn)換電路來使得所述FET的控制信號參考第二電源電壓或施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的信號的電壓中的較低電壓； 當(dāng)施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的所述信號的電壓低于所述第二電源電壓時(shí)，在所述轉(zhuǎn)換電路處接收施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的所述信號；以及 當(dāng)施加到所述第一節(jié)點(diǎn)的所述信號的電壓電平低于所述第二電源電壓時(shí)，使用第四FET來將施加到所述第一節(jié)點(diǎn)上的所述信號與所述參考電壓耦合。
全文摘要
本申請涉及開關(guān)電路和用于操作開關(guān)電路的方法。除其他以外，本申請討論了一種開關(guān)電路，其定義了接通狀態(tài)和斷路狀態(tài)，在所述接通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)耦合到第二節(jié)點(diǎn)，并且在所述斷路狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路將所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)隔離，所述開關(guān)電路包括第一場效應(yīng)晶體管(FET)，其被配置成在所述接通狀態(tài)時(shí)，將所述第一節(jié)點(diǎn)耦合到所述第二節(jié)點(diǎn)；以及電源，其被配置成提供第一電源電壓以對所述FET進(jìn)行控制，其中，所述電源的參考電壓被耦合到所述FET的電位阱，以在所述接通期間維持所述FET的柵極到源極電壓為恒定。
文檔編號H03K17/16GK103178818SQ20121055865
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者科奈斯·P·斯諾登 申請人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司