BE1024217B1

BE1024217B1 - ANALOG SWITCH CIRCUIT

Info

Publication number: BE1024217B1
Application number: BE2016/5343A
Authority: BE
Inventors: Bert Serneels; Eldert Geukens; Jan Verstreken; Tim Piessens
Original assignee: Icsense Nv
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2017-12-19
Also published as: BE1024217A1

Abstract

Het analoog schakelcircuit bevat - een eerste en tweede schakelterminal om respectievelijk een zwevende voedingsspanning en zwevende grondspanning aan te leggen, - een aanschakelcircuit om de zwevende voedings- en zwevende grondspanning te ontvangen, alsook een eerste biasstroom (Ion) om het schakelcircuit in werking te stellen, - een afschakelcircuit om de zwevende grondspanning te ontvangen evenals een tweede biasstroom (Ioff) om het schakelcircuit buiten werking te stellen, - een eerste schakeltransistor met een gate op een gatespanning (Vgate), source op een sourcespanning (Vint) en een drain. Het afschakelcircuit trekt de gate en source naar de zwevende grondspanning, wanneer de tweede biasstroom ontvangen wordt. Het aanschakelcircuit creëert, wanneer de eerste biasstroom ontvangen wordt, een gate-sourcespanning tussen de gate en source door stroom te sturen door een weerstand en creëert een hogere spanning dan de sourcespanning. De weerstand is verbonden met een circuit om de sourcespanning na te bootsen.The analog switching circuit comprises - a first and second switching terminal for applying a floating supply voltage and floating ground voltage, respectively - a switching circuit for receiving the floating supply and floating ground voltage, as well as a first bias current (Ion) for activating the switching circuit - a switch-off circuit to receive the floating ground voltage and a second bias current (Ioff) to deactivate the switch circuit - a first switch transistor with a gate at a gate voltage (Vgate), source at a source voltage (Vint) and a drain. The shutdown circuit pulls the gate and source to the floating ground voltage when the second bias current is received. The switch-on circuit, when the first bias current is received, creates a gate source voltage between the gate and source by driving current through a resistor and creates a higher voltage than the source voltage. The resistor is connected to a circuit to simulate the source voltage.

Description

Analoog SchakelcircuitAnalogue switching circuit

Gebied van de uitvinding [0001] De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het vakgebied van analoge schakelcircuits zoals die in talloze toepassingen aangewend worden. Enkele voorbeelden zijn schakelmatrices en testschakelaars.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of analog switching circuits such as those employed in numerous applications. Some examples are switching matrices and test switches.

Achtergrond van de uitvinding [0002] Analoge schakelaars schakelen een analoog signaal aan en uit overeenkomstig een controlesignaal. Om zo'n schakeling te ontwerpen wordt gebruik gemaakt van transistoren met beperkt stuurvermogen en een gepaste schakelsnelheid.Background of the Invention Analog switches switch an analog signal on and off according to a control signal. To design such a circuit, transistors with limited control power and an appropriate switching speed are used.

[0003] Een voorbeeld van zo'n schakelcircuit is te vinden in US2015/008978. Het toont een CMOS analoge schakelaar. Wanneer een voedingsspanning wordt aangelegd, genereert de switch biasspanningen aan beide uiteinden van de MOS transistor, die aanschakelt naar een substraatnode van de MOS, of wordt de substraatspanning van de MOS gebiast naar de grondspanning tijdens het afschakelen. De substraatspanning van het MOS device in zwevende toestand blijft gebiased naar de grondspanningstoestand, zelfs wanneer abnormaal hoge spanningen worden aangelegd aan beide uiteinden van het MOS device.An example of such a switching circuit can be found in US2015 / 008978. It shows a CMOS analog switch. When a supply voltage is applied, the switch generates bias voltages at both ends of the MOS transistor, which turns on to a substrate node of the MOS, or the substrate voltage of the MOS is biased to the ground voltage during the shutdown. The substrate voltage of the MOS device in floating state remains biased towards the ground voltage state, even when abnormally high voltages are applied to both ends of the MOS device.

[0004] Een ander voorbeeld is te vinden in US2016/043720, waar een halfgeleider IC getoond wordt die een hogespannings analoog schakelcircuit toont.Another example can be found in US2016 / 043720, where a semiconductor IC is shown showing a high-voltage analog switching circuit.

[0005] Er is behoefte aan een analoog schakelcircuit waarin vermeden wordt om de punten waartussen geschakeld wordt te belasten.There is a need for an analog switch circuit in which it is avoided to load the points between which is switched.

Samenvatting van de uitvinding [0006] Het is een doel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een analoog schakelcircuit voor te stellen dat in staat is om lekstromen te voorkomen en daarbij ook belasting van de punten waartussen wordt geschakeld te vermijden.Summary of the Invention It is an object of embodiments of the present invention to propose an analog switch circuit that is capable of preventing leakage currents and thereby also avoiding load on the points being interconnected.

[0007] Het bovenstaande doel wordt verwezenlijkt door een analoog schakelcircuit zoals hieronder beschreven.The above object is achieved by an analog switching circuit as described below.

[0008] In een eerste aspect heeft de uitvinding betrekking op een analoog schakelcircuit bevattend - een eerste schakelterminal om een zwevende voedingsspanning aan te leggen, - een tweede schakelterminal om een zwevende grondspanning aan te leggen, - een aanschakelcircuit ingericht om een eerste biasstroom te ontvangen om het analoog schakelcircuit in werking te stellen en om de zwevende voedingsspanning en de zwevende ground te ontvangen, - een afschakelcircuit ingericht om een tweede biasstroom te ontvangen om het analoog schakelcircuit buiten werking te stellen en om de zwevende grondspanning te ontvangen, - een eerste schakeltransistor met een gate node werkzaam op een gatespanning, source node werkzaam op een sourcespanning en een drain node op een drainspanning, waarbij het afschakelcircuit is ingericht om de gate node op de gatespanning en de source node op de sourcespanning naar de zwevende grondspanning te trekken, wanneer de tweede biasstroom ontvangen wordt, en waarbij het aanschakelcircuit, wanneer de eerste biasstroom ontvangen wordt, is ingericht om een gate-source spanning te creëren tussen de gate node en de source node door stroom te sturen door een elektrische component bevat in het aanschakelcircuit en ingericht om een hogere spanning te creëren dan de sourcespanning, waarbij de electrische component verbonden is met een circuit aangepast om de sourcespanning na te bootsen.In a first aspect, the invention relates to an analog switch circuit comprising - a first switch terminal to apply a floating supply voltage, - a second switch terminal to apply a floating ground voltage, - a switch circuit adapted to receive a first bias current to activate the analog switch circuit and to receive the floating supply voltage and the floating ground, - a switch-off circuit adapted to receive a second bias current to disable the analog switch circuit and to receive the floating ground voltage, - a first switch transistor with a gate node operating on a gate voltage, source node operating on a source voltage and a drain node on a drain voltage, the disconnection circuit being adapted to pull the gate node on the gate voltage and the source node on the source voltage to the floating ground voltage when the second bias stream is received, and wherein the switch-on circuit, when the first bias current is received, is arranged to create a gate-source voltage between the gate node and the source node by driving current through an electrical component contained in the switch-on circuit and arranged to create a higher voltage than the source voltage , wherein the electrical component is connected to a circuit adapted to simulate the source voltage.

[0009] Met het voorgestelde analoog schakelcircuit wordt het inderdaad mogelijk om lekstromen te voorkomen. Het circuit volgens de uitvinding kan werken als schakelaar tussen de source node en de drain node van de transistor waarbij de spanning tussen de source en drain node kan variëren tussen de zwevende voedingsspanning en de zwevende grondspanning zonder dat die twee nodes belast worden met een stroom.With the proposed analog switch circuit it is indeed possible to prevent leakage currents. The circuit according to the invention can act as a switch between the source node and the drain node of the transistor, wherein the voltage between the source and drain node can vary between the floating supply voltage and the floating ground voltage without the two nodes being charged with a current.

[0010] In een voorkeursuitvoeringsvorm is het analoog schakelcircuit voorzien van een tweede schakeltransistor rug-aan-rug geplaatst met de eerste schakeltransistor. In dit geval wordt de spanning tussen de drain node van beide schakeltransistoren tussen voornoemde grenzen gehouden, waarbij eveneens het vermelde effect van geen belasting van de twee drain nodes bekomen wordt.In a preferred embodiment, the analog switching circuit is provided with a second switching transistor placed back-to-back with the first switching transistor. In this case, the voltage between the drain node of both switching transistors is kept between the aforementioned limits, whereby the stated effect of no load on the two drain nodes is also obtained.

[0011] In een uitvoeringsvorm is de elektrische component een weerstand. Bij voorkeur heeft de weerstand een waarde die aangepast is aan de eerste biasstroom.In one embodiment, the electrical component is a resistor. The resistor preferably has a value adapted to the first bias current.

[0012] In een andere uitvoeringsvorm bevat het afschakelcircuit een derde schakeltransistor als schakelaar tussen de gatespanning en de sourcespanning.In another embodiment, the disconnect circuit includes a third switch transistor as a switch between the gate voltage and the source voltage.

[0013] In een typische uitvoeringsvorm bedraagt de gate-sourcespanning 5V.In a typical embodiment, the gate source voltage is 5V.

[0014] In een verdere uitvoeringsvorm zijn de eerste en tweede schakelterminal elk voorzien van een diode als bescherming tegen een te hoge of te lage spanning op de drain node van de eerste schakeltransistor of, indien ze beide aanwezig zijn, de drain nodes van de eerste en tweede schakeltransistor.In a further embodiment, the first and second switching terminal are each provided with a diode as protection against too high or too low a voltage on the drain node of the first switching transistor or, if they are both present, the drain nodes of the first and second switching transistor.

[0015] Om de uitvinding en de verwezenlijkte voordelen ten opzichte van de stand van de techniek samen te vatten, werden bepaalde doelen en voordelen van de uitvinding hierboven beschreven. Het spreekt uiteraard voor zich dat alle dergelijke doelen of voordelen niet noodzakelijk worden verwezenlijkt overeenkomstig een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding. Derhalve zullen personen die geschoold zijn in deze materie bijvoorbeeld erkennen dat de uitvinding kan worden belichaamd of uitgevoerd op een manier die één voordeel of groep van voordelen verwezenlijkt of optimaliseert zoals hierin beschreven, zonder noodzakelijk andere doelen of voordelen te verwezenlijken die hierin worden beschreven of gesuggereerd.In order to summarize the invention and the realized advantages over the prior art, certain objects and advantages of the invention have been described above. It goes without saying that all such objectives or advantages are not necessarily achieved in accordance with a specific embodiment of the invention. Thus, for example, persons skilled in the art will recognize that the invention may be embodied or embodied in a manner that achieves or optimizes one advantage or group of benefits as described herein, without necessarily realizing other goals or benefits described or suggested herein. .

[0016] De bovenstaande en andere aspecten van de uitvinding zullen duidelijk worden en nader toegelicht worden met verwijzing naar de uitvoeringsvorm(en) die hierna worden beschreven.The above and other aspects of the invention will become clear and further explained with reference to the embodiment (s) described below.

Korte beschrijving van de tekeningen [0017] De uitvinding zal nu verder worden beschreven, bij wijze van voorbeeld, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen.Brief Description of the Drawings The invention will now be further described, by way of example, with reference to the accompanying drawings.

[0018] Fig.1 geeft een blokschema wer van een analoog schakelcircuit volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a block diagram of an analog switching circuit according to the invention.

[0019] Fig.2 illustreert een uitvoeringsvorm een analoog schakelcircuit volgens de uitvinding..Fig. 2 illustrates an embodiment of an analog switching circuit according to the invention.

[0020] Fig.3 illustreert een meer gedetailleerd schema van een uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding.Fig. 3 illustrates a more detailed diagram of an embodiment of the present invention.

Gedetailleerde beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormen [0021] De onderhavige uitvinding zal worden beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen en verwijzend naar bepaalde tekeningen, doch de uitvinding is hiertoe niet beperkt, maar wordt alleen beperkt door de conclusies.Detailed Description of Illustrative Embodiments The present invention will be described with reference to specific embodiments and with reference to certain drawings, but the invention is not limited thereto, but is only limited by the claims.

[0022] Bovendien worden de termen eerste, tweede, enzovoort in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om een onderscheid te maken tussen soortgelijke elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, hetzij in de tijd, in de ruimte, wat betreft belang of op eender welke andere manier. Het moet worden begrepen dat de gebruikte termen onderling verwisselbaar zijn onder de juiste omstandigheden en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding die hierin worden beschreven in staat zijn om te werken in andere volgordes dan hierin beschreven of geïllustreerd.In addition, the terms first, second, etc. are used in the description and in the claims to distinguish between similar elements and not necessarily for describing a sequence, either in time, in space, in importance or in any other way. It is to be understood that the terms used are interchangeable under proper conditions and that the embodiments of the invention described herein are capable of operating in sequences other than those described or illustrated herein.

[0023] Het moet worden opgemerkt dat de term "omvattende" zoals gebruikt in de conclusies niet mag worden geïnterpreteerd als beperkt tot de middelen die daarna zijn opgegeven; het sluit geen andere elementen of stappen uit. Het moet dus worden geïnterpreteerd als een specificatie van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, eenheden, stappen of onderdelen waarnaar wordt verwezen, maar het sluit de aanwezigheid of toevoeging van één of meer andere kenmerken, eenheden, stappen of onderdelen of groepen daarvan niet uit. Daarom mag het bereik van de uitdrukking "een apparaat omvattende middelen A en B" niet worden beperkt tot apparaten die alleen bestaan uit onderdelen A en B. Het betekent dat met betrekking tot de onderhavige uitvinding, de enige relevante onderdelen van het apparaat A en B zijn.It is to be noted that the term "comprising" as used in the claims should not be interpreted as being limited to the means specified thereafter; it does not exclude other elements or steps. It must therefore be interpreted as a specification of the presence of the listed features, units, steps or components referred to, but it does not exclude the presence or addition of one or more other features, units, steps or components or groups thereof. Therefore, the scope of the expression "a device comprising means A and B" should not be limited to devices consisting only of parts A and B. It means that with regard to the present invention, the only relevant parts of device A and B to be.

[0024] Verwijzingen in deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een bepaalde eigenschap, structuur of kenmerk beschreven in samenhang met de uitvoeringsvorm is inbegrepen in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Vermeldingen van de frase "in één uitvoeringsvorm" of "in een uitvoeringsvorm" op verschillende plaatsen in deze specificatie verwijzen niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoeringsvorm, maar het is wel mogelijk. Verder kunnen de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken op eender welke geschikte manier in één of meer uitvoeringsvormen worden gecombineerd, zoals voor de gemiddelde vakman uit deze openbaring duidelijk zal zijn.References in this specification to "one embodiment" or "an embodiment" means that a particular feature, structure, or feature described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Statements of the phrase "in one embodiment" or "in an embodiment" at different places in this specification do not necessarily all refer to the same embodiment, but it is possible. Furthermore, the specific features, structures or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments, as will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.

[0025] Op een soortgelijke manier moet worden opgemerkt dat in de beschrijving van voorbeelduitvoeringsvormen van de uitvinding verschillende kenmerken van de uitvinding soms worden gegroepeerd in een enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan om de openbaarmaking te stroomlijnen en het begrip van een of meer van de verschillende inventieve aspecten te vergemakkelijken. Deze methode van openbaarmaking mag echter niet worden geïnterpreteerd als een uiting van een intentie dat de geclaimde uitvinding meer kenmerken vereist dan uitdrukkelijk vermeld in elke conclusie. Zoals weergegeven in de volgende conclusies, liggen de inventieve aspecten in minder dan alle kenmerken van een enkele voorgaande geopenbaarde uitvoeringsvorm. Derhalve worden de conclusies die volgen op de gedetailleerde beschrijving hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, waarbij elke conclusie op zichzelf staat als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.In a similar manner, it should be noted that in the description of exemplary embodiments of the invention, various features of the invention are sometimes grouped in a single embodiment, figure, or description thereof to streamline disclosure and understanding of one or more of the facilitate various inventive aspects. However, this method of disclosure should not be interpreted as an expression of an intention that the claimed invention requires more features than expressly stated in each claim. As shown in the following claims, the inventive aspects lie in less than all the features of a single preceding disclosed embodiment. Therefore, the claims that follow the detailed description are hereby explicitly included in this detailed description, wherein each claim stands on its own as a separate embodiment of this invention.

[0026] Bovendien, aangezien sommige uitvoeringsvormen die hierin worden beschreven sommige, maar niet andere kenmerken bevatten die zijn opgenomen in andere uitvoeringsvormen, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld om te vallen binnen het bereik van de uitvinding en verschillende uitvoeringsvormen te vormen, zoals zal worden begrepen door iemand die geschoold is in dit vakgebied. Zo kan bijvoorbeeld in de volgende conclusies eender welke van de geclaimde uitvoeringsvormen worden gebruikt in eender welke combinatie.In addition, since some embodiments described herein include some, but not other, features included in other embodiments, combinations of features of different embodiments are intended to fall within the scope of the invention and form different embodiments, such as will be understood by someone skilled in this field. For example, in the following claims, any of the claimed embodiments can be used in any combination.

[0027] Het moet worden opgemerkt dat het gebruik van bepaalde terminologie bij het beschrijven van bepaalde aspecten van de uitvinding niet impliceert dat de terminologie hierin wordt geherdefinieerd om te worden beperkt tot eender welke specifieke eigenschappen van de kenmerken of aspecten van de uitvinding waarmee die terminologie is geassocieerd.It should be noted that the use of particular terminology in describing certain aspects of the invention does not imply that the terminology herein is redefined to be limited to any specific features of the features or aspects of the invention with which that terminology is associated.

[0028] In de beschrijving die hier wordt gegeven, worden talrijke specifieke details uiteengezet. Het wordt echter begrepen dat uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen worden uitgewerkt zonder deze specifieke details. In andere gevallen werden goed gekende methoden, structuren en technieken niet in detail weergegeven om het begrip van deze beschrijving niet te belemmeren.In the description given here, numerous specific details are set forth. However, it is understood that embodiments of the invention can be worked out without these specific details. In other cases, well-known methods, structures and techniques were not shown in detail in order not to obstruct the understanding of this description.

[0029] De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een analoog schakelcircuit dat toelaat te schakelen tussen twee punten waartussen de spanning kan variëren binnen bepaalde grenzen zonder dat die punten belast worden.The present invention relates to an analog switching circuit that allows switching between two points between which the voltage can vary within certain limits without those points being loaded.

[0030] In tegenstelling tot bestaande oplossingen waarbij grote weerstanden, en bijgevolg grote tijdsconstanten nodig zijn, biedt de onderhavige uitvinding een oplossing zonder enige lekstroom en met lage tijdsconstante.In contrast to existing solutions where large resistors, and therefore large time constants, are required, the present invention provides a solution without any leakage current and with a low time constant.

[0031] Fig.1 toont een eerste uitvoeringsvorm van een analoog schakelcircuit volgens de uitvinding. Er is een eerste schakelterminal voorzien om een zwevende voedingsspanning aan te leggen. Via een tweede schakelterminal wordt een zwevende grondspanning gecreëerd. Een aanschakelcircuit ontvangt een bias current Ion die het analoog schakelcircuit kan in werking stellen. Dit aanschakelcircuit krijgt de zwevende voedingsspanning en de zwevende ground binnen. Het afschakelcircuit ontvangt een bias current Ioff waarmee het analoog schakelcircuit buiten werking gesteld kan worden. Het analoog schakelcircuit bevat verder een schakeltransistor met een gate node met gate spanning Vgate, een source node werkzaam op een source spanning Vint en een drain node. Wanneer de biasstroom Ioff ontvangen wordt, trekt het afschakelcircuit de gate node op de gate spanning en de source node op de source spanning naar de zwevende grondspanning. Wanneer de biasstroom Ion ontvangen wordt, creëert het aanschakelcircuit een gate-source spanning tussen de gate node en de source node door stroom te sturen door een weerstand in het aanschakelcircuit. Het aanschakelcircuit is ingericht om een hogere spanning te creëren dan de source spanning, waarbij de weerstand die een bijkomende spanningsval realiseert, verbonden is met een circuit aangepast om de source spanning Vint na te bootsen. De spanning Vint wordt gereproduceerd zonder stroom te trekken, met ander woorden zonder de source te belasten.Fig. 1 shows a first embodiment of an analog switching circuit according to the invention. A first switching terminal is provided for applying a floating supply voltage. A floating ground voltage is created via a second switching terminal. A switch-on circuit receives a bias current ion which can activate the analog switch circuit. This switch-on circuit receives the floating supply voltage and the floating ground. The switch-off circuit receives a bias current Ioff with which the analog switch circuit can be deactivated. The analog switching circuit further comprises a switching transistor with a gate node with gate voltage Vgate, a source node operating on a source voltage Vint and a drain node. When the bias current Ioff is received, the disconnection circuit pulls the gate node at the gate voltage and the source node at the source voltage to the floating ground voltage. When the bias current Ion is received, the switch-on circuit creates a gate-source voltage between the gate node and the source node by driving current through a resistor in the switch-on circuit. The switch-on circuit is arranged to create a higher voltage than the source voltage, the resistor realizing an additional voltage drop being connected to a circuit adapted to simulate the source voltage Vint. The voltage Vint is reproduced without drawing current, in other words without burdening the source.

[0032] Fig.2 toont een uitvoeringsvorm van het analoog schakelcircuit als een zgn. back-to-back schakelaar (rug-aan-rug schakelaar), waarbij de gates van beide transistoren op spanning Vgate staan en de beide sources op Vint.Fig. 2 shows an embodiment of the analog switch circuit as a so-called back-to-back switch (back-to-back switch), wherein the gates of both transistors are on voltage Vgate and the two sources on Vint.

[0033] De weerstand in het aanschakelcircuit, nodig voor de spanningsval realisatie tussen de source spanning Vint en de gate spanning Vgate, is aangepast aan de biasstroom Ion. Dit wil zeggen dat het type weerstand en de eenheden waar de weerstand is in opgebouwd, dezelfde zijn als die van de weerstand die gebruikt wordt om de biasstroom Ion te genereren. Op deze manier is de spanningsval tussen de source spanning Vint en de gate spanning Vgate onafhankelijk gemaakt van de weerstandsprocesvariatie.The resistor in the switch-on circuit, necessary for the voltage drop realization between the source voltage Vint and the gate voltage Vgate, is adapted to the bias current Ion. This means that the type of resistor and the units in which the resistor is built up are the same as those of the resistor used to generate the ion bias current. In this way, the voltage drop between the source voltage Vint and the gate voltage Vgate is made independent of the resistance process variation.

[0034] Een meer gedetailleerde uitvoeringsvorm is bij wijze van voorbeeld getoond in Fig.3. De figuur geeft een implementatie weer van rug-aan-rug schakelaars die twee hogespannings NMOS schakeltransistoren gebruiken, die 80 Volt spanning tusen drain en gate of tussen drain en source kunnen weerstaan, maar slechts 5.5 V gate-source spanning, waarbij hun source met elkaar verbonden zijn. Een NMOS implementatie biedt het voordeel van kleinere oppervlakte ten opzichte van een implementatie in PMOS. Het circuit is stroomgecontroleerd. Om het circuit in niet-geleidende toestand te brengen worden de gate knoop op spanning Vgate en de source node op spanning Vint naar de negatieve charge pump spanning (Vm13) getrokken. Een PMOS transistor wordt gebruikt als schakelaar tussen Vgate en Vint. Alzo wordt verzekerd dat het circuit snel naar een niet-geleidende toestand kan gebracht worden.A more detailed embodiment is shown by way of example in Fig. 3. The figure shows an implementation of back-to-back switches that use two high-voltage NMOS switch transistors, which can withstand 80 Volt voltage between drain and gate or between drain and source, but only 5.5 V gate-source voltage, where their source with each other be connected. An NMOS implementation offers the advantage of a smaller surface area compared to an implementation in PMOS. The circuit is current controlled. To bring the circuit into non-conductive state, the gate node on voltage Vgate and the source node on voltage Vint are pulled to the negative charge pump voltage (Vm13). A PMOS transistor is used as a switch between Vgate and Vint. This ensures that the circuit can be quickly brought to a non-conductive state.

[0035] Om het circuit in geleidende toestand te brengen wordt een gate-source spanning van 5V gecreëerd door stroom te sturen door een weerstand. Normaal zou deze weerstand geplaatst worden tussen Vgate en Vint. Om er evenwel voor te zorgen dat de lek zo laag mogelijk blijft, wordt in deze uitvinding voor een andere oplossing gekozen. Vint wordt nagebootst via een differentieel inputpaar en de gatespanning refereert aan deze node. De stroom nodig om deze spanning op te bouwen, wordt geleverd door de positieve charge pump Vbws.To make the circuit conductive, a gate-source voltage of 5V is created by driving current through a resistor. Normally this resistor would be placed between Vgate and Vint. However, in order to ensure that the leakage remains as low as possible, a different solution is chosen in this invention. Vint is simulated via a differential input pair and the gate voltage refers to this node. The current required to build up this voltage is supplied by the positive charge pump Vbws.

[0036] Het interval van de ingangsspanning gaat van Vm13 tot Vbsw. Het aanleggen van een spanning lager dan VM13 of hoger dan Vbsw zal het biasing netwerk van de rug-aan-rug schakelaar in triode duwen, waarbij de switch automatisch hoogimpedant wordt.The input voltage interval ranges from Vm13 to Vbsw. Applying a voltage lower than VM13 or higher than Vbsw will triode the biasing network of the back-to-back switch, whereby the switch automatically becomes high impedant.

[0037] De schakelaar is direct verbonden met een pin onderworpen aan "iso-pulsen" die bekend zijn uit o.a. de standaard ISO7637. Dit zijn bijvoorbeeld snelle en trage transientpulsen met spanningen die kunnen oplopen tot verscheidene honderden Volt, positief of negatief. Een extern protectiecircuit beperkt deze pulsen, maar aan de ingang van het schakelcircuit kunnen deze pulsen nog steeds een amplitude hebben van 60 Volt en meer. Teneinde al de transistoren in hun veilig werkingsgebied te houden worden de voedingsspanning en de grond ontkoppeld van de chargepumps door middel van diodes.The switch is directly connected to a pin subjected to "iso-pulses" which are known from, among others, the standard ISO7637. These are, for example, fast and slow transient pulses with voltages that can go up to several hundred volts, positive or negative. An external protection circuit limits these pulses, but at the input of the switching circuit these pulses can still have an amplitude of 60 volts and more. In order to keep all the transistors in their safe operating range, the supply voltage and the ground are disconnected from the charge pumps by means of diodes.

[0038] In een mogelijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding zijn er geen digitale inputs in het schakelcircuit. Het enable signaal voor de schakelaar wordt gebruikt in het biasing circuit dat de aan en uit inputstromen genereert voor de schakelaar.In a possible embodiment of the present invention there are no digital inputs in the switching circuit. The enable signal for the switch is used in the biasing circuit that generates the on and off input currents for the switch.

[0039] Hoewel de uitvinding werd geïllustreerd en in detail werd beschreven in de tekeningen en voorgaande beschrijving, moeten dergelijke illustraties en beschrijvingen als illustratie of voorbeeld worden beschouwd en niet restrictief. De voorgaande beschrijving verklaart bepaalde uitvoeringsvormen van de uitvinding in detail. Het moet echter worden opgemerkt dat hoe gedetailleerd het voorgaande ook in de tekst is opgenomen, de uitvinding op vele manieren kan worden uitgevoerd. De uitvinding is niet beperkt tot de geopenbaarde uitvoeringsvormen.Although the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and previous description, such illustrations and descriptions are to be considered as illustrative or exemplary and not restrictive. The foregoing description explains certain embodiments of the invention in detail. It should be noted, however, that no matter how detailed the foregoing is included in the text, the invention can be practiced in many ways. The invention is not limited to the disclosed embodiments.

[0040] Andere variaties op de geopenbaarde uitvoeringsvormen kunnen worden begrepen en uitgevoerd door personen die geschoold zijn in dit domein en door de geclaimde uitvinding in de praktijk te brengen, door een studie van de tekeningen, de openbaarmaking en de bijgevoegde conclusies. In de conclusies sluit het woord "omvattende" geen andere elementen of stappen uit en het onbepaald lidwoord "een" sluit geen meervoud uit. Een enkele processor of andere eenheid kan de functies van verschillende items in de conclusies vervullen. Alleen al het feit dat bepaalde maatregelen worden opgesomd in onderling verschillende afhankelijke conclusies, betekent niet dat een combinatie van die maatregelen niet kan worden gebruikt om voordeel te halen. Een computerprogramma kan worden opgeslagen/verdeeld op een geschikt medium, zoals een optisch opslagmedium of halfgeleidermedium geleverd met of als onderdeel van andere hardware, maar kan ook worden verdeeld in andere vormen, zoals via het internet of andere bekabelde of draadloze telecommunicatiesystemen. Eventuele verwijzingen in de conclusies mogen niet worden opgevat als een beperking van de reikwijdte.Other variations on the disclosed embodiments may be understood and performed by persons skilled in the art and by practicing the claimed invention, through a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps and the indefinite article "a" does not exclude a plural. A single processor or other unit can perform the functions of different items in the claims. The mere fact that certain measures are listed in mutually different dependent claims does not mean that a combination of those measures cannot be used to benefit. A computer program can be stored / distributed on a suitable medium, such as an optical storage medium or semiconductor medium supplied with or as part of other hardware, but can also be distributed in other forms, such as via the internet or other wired or wireless telecommunication systems. Any references in the claims should not be construed as limiting the scope.

Claims

Conclusions

1. An analog switch circuit comprising - a first switch terminal to apply a floating supply voltage, - a second switch terminal to apply a floating ground voltage, - a switch circuit adapted to receive a first bias current (Ion) to operate said analog switch circuit and to receive said floating supply voltage and said floating ground voltage, - a disconnection circuit adapted to receive a second bias current (Ioff) to disable said analog switching circuit and to receive said floating ground voltage, said first bias current in said switching circuit and said second bias current in said switch-off circuit cannot be received together, - a first switching transistor with a gate node operating on a gate voltage (Vgate), source node operating on a source voltage (Vint) and a drain node on a drain voltage, said switching circuit being arranged to said gate n to draw ode on said gate voltage and said source node on said source voltage to said floating ground voltage when said second bias current is received, and wherein said switch-on circuit when said first bias current is received is arranged to create a gate-source voltage between said gate node and said source node by current passing through a resistor contained in said switch-on circuit and arranged to create a higher voltage than said source voltage, said resistor being connected to a circuit adapted to simulate said source voltage without said gate node and said source node with power.

An analog switching circuit as in claim 1, comprising a second switching transistor placed back-to-back with said first switching transistor.

An analog switching circuit as in claim 1 or 2, wherein said resistor has a value adapted to said first bias current.

An analog switching circuit as in any preceding claim, wherein said switching circuit comprises a third switching transistor as a switch between said gate voltage and said source voltage.

An analog switching circuit as in any preceding claim, wherein said gate source voltage is 5V.

An analog switching circuit as in any preceding claim, wherein said first and second switching terminal are each provided with a diode as protection against too high or too low a voltage on said drain node of said first switching transistor or, if both are present, said drain nodes of said first and second switching transistor.