CN103905022A

CN103905022A - 一种可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路

Info

Publication number: CN103905022A
Application number: CN201410076652.3A
Authority: CN
Inventors: 刘成军
Original assignee: DONGGUAN BOYONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN BOYONG TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明公开了一种可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路，其包括NMOS管N1、NMOS管N2、NMOS管N3、NMOS管N4、NMOS管N5，PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3，电容C0，传输门SW0，非门NG1、非门NG2、非门NG3。本发明通过各个电子元器件的巧妙连接，使模拟开关电路的输入电压信号VIN等于输出电压信号VOUT，从而实现电压信号无损失传递，保证开关前后的信号有良好的线性度，使电压信号传递不失真。

Description

一种可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路

技术领域

本发明涉及模拟开关技术领域，尤其涉及一种可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路。

背景技术

模拟开关主要是完成信号链路中的信号切换功能，大多采用MOS管的开关方式实现了对信号链路关断或者打开。譬如：用于传递电压信号模拟开关，其通过开关信号来控制关断或者打开，当开关信号为低电平时，模拟开关关断，为非信号传递过程；当开关信号为高电平时，模拟开关打开，为信号传递模式，输入端的电压信号可以传递至输出端。

但是，现有技术中的模拟开关不能实现无损失地传递电压信号，尤其在信号接近电源和地时，开关前后的信号失真严重。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种可保证开关前后的信号有良好的线性度、可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路。

为了实现上述目的，本发明提供一种可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路，包括NMOS管（即N型MOS管）N1、NMOS管N2、NMOS管N3、NMOS管N4、NMOS管N5，PMOS管（即P型MOS管）P1、PMOS管P2、PMOS管P3，电容C0，传输门SW0，非门NG1、非门NG2、非门NG3；

所述非门NG1输入端与开关信号EN连接，非门NG1输出端与非门NG2输入端连接，非门NG2输出端与PMOS管P1栅极、NMOS管N1栅极、非门NG3输入端连接，PMOS管P1源极与电源VDD、PMOS管P2源极、NMOS管N3栅极连接，PMOS管P1漏极与PMOS管P3栅极、NMOS管N1漏极连接，NMOS管N1源极与电容C0负极、传输门SW0一端、NMOS管N2漏极连接，非门NG3输出端与NMOS管N2栅极连接，NMOS管N2源极接地VSS，PMOS管P2漏极与PMOS管P3源极、电容C0正极连接，PMOS管P2栅极与PMOS管P3漏极、NMOS管N5栅极、NMOS管N3源极连接，NMOS管N3漏极与NMOS管N4源极连接，NMOS管N4栅极与开关信号EN_N连接，NMOS管N4漏极接地VSS，NMOS管N5源极与传输门SW0另一端、输入电压信号VIN连接，NMOS管N5漏极与输出电压信号VOUT连接。

较佳地，所述开关信号EN与开关信号EN_N反相。

本发明有益效果在于：

本发明通过各个电子元器件的巧妙连接，使模拟开关电路的输入电压信号VIN等于输出电压信号VOUT，从而实现电压信号无损失传递，保证开关前后的信号有良好的线性度，使电压信号传递不失真。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

请参考图1，本发明可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路，包括NMOS管N1、NMOS管N2、NMOS管N3、NMOS管N4、NMOS管N5，PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3，电容C0，传输门SW0，非门NG1、非门NG2、非门NG3。

其中，非门NG1输入端与开关信号EN连接，非门NG1输出端与非门NG2输入端连接，非门NG2输出端与PMOS管P1栅极、NMOS管N1栅极、非门NG3输入端连接，PMOS管P1源极与电源VDD、PMOS管P2源极、NMOS管N3栅极连接，PMOS管P1漏极与PMOS管P3栅极、NMOS管N1漏极连接，NMOS管N1源极与电容C0负极、传输门SW0一端、NMOS管N2漏极连接，非门NG3输出端与NMOS管N2栅极连接，NMOS管N2源极接地VSS，PMOS管P2漏极与PMOS管P3源极、电容C0正极连接，PMOS管P2栅极与PMOS管P3漏极、NMOS管N5栅极、NMOS管N3源极连接，NMOS管N3漏极与NMOS管N4源极连接，NMOS管N4栅极与开关信号EN_N连接，NMOS管N4漏极接地VSS，NMOS管N5源极与传输门SW0另一端、输入电压信号VIN连接，NMOS管N5漏极与输出电压信号VOUT连接。

其中，开关信号EN与开关信号EN_N反相。即如果开关信号EN为高电平（逻辑1），则开关信号EN_N为低电平（逻辑0）。

假设电容C0负极电压为V1、电容C0正极电压为V2、NMOS管N3源极电压为V3、NMOS管N4源极电压为V4、PMOS管P3栅极电压为V5，则本发明的工作原理，如下：

1、开关信号EN为低电平时，此时为非信号传递过程，开关信号EN_N保持高电平；所以NMOS管N2导通，V1被拉到为接地VSS；PMOS管P1导通，V5被拉到接电源VDD，所以PMOS管P3不导通，NMOS管N4导通，而NMOS管N3一直处于导通状态，则有V3=V4=VSS，所以PMOS管P2导通，则V2被拉到接电源VDD，这样，电容C0正极（即上极板）接到电源VDD、电容C0负极（即下极板）接到地VSS，所以电容C0两端的压降为VDD-VSS；

2、开关信号EN为高电平时，此时进入信号传递模式，此时，NMOS管N1导通、NMOS管N2截止、传输门SW0导通，所以V5=V1=VIN，由于电容C0两端压降不能突变，必须保持在VDD-VSS，

所以此时V2=VDD-VSS+VIN，

PMOS管P3的Vgs=V5-V2=-VDD+VSS，

PMOS管P3导通，则有V3=V2=VDD-VSS+VIN，

NMOS管N5的Vgs=V3-VIN=VDD-VSS，

NMOS管N5导通，VOUT=VIN，实现了电压传递，且NMOS管N5的Vgs为恒定值，无论VIN怎么变化，即使接近电源和地，也能实现信号的无损失传递。

因此，本发明可以使模拟开关电路的输入电压信号VIN等于输出电压信号VOUT，从而实现电压信号无损失传递，保证开关前后的信号有良好的线性度，使电压信号传递不失真。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路，其特征在于：包括NMOS管（N1）、NMOS管（N2）、NMOS管（N3）、NMOS管（N4）、NMOS管（N5），PMOS管（P1）、PMOS管（P2）、PMOS管（P3），电容（C0），传输门（SW0），非门（NG1）、非门（NG2）、非门（NG3）；

所述非门（NG1）输入端与开关信号（EN）连接，非门（NG1）输出端与非门（NG2）输入端连接，非门（NG2）输出端与PMOS管（P1）栅极、NMOS管（N1）栅极、非门（NG3）输入端连接，PMOS管（P1）源极与电源（VDD）、PMOS管（P2）源极、NMOS管（N3）栅极连接，PMOS管（P1）漏极与PMOS管（P3）栅极、NMOS管（N1）漏极连接，NMOS管（N1）源极与电容（C0）负极、传输门（SW0）一端、NMOS管（N2）漏极连接，非门（NG3）输出端与NMOS管（N2）栅极连接，NMOS管（N2）源极接地（VSS），PMOS管（P2）漏极与PMOS管（P3）源极、电容（C0）正极连接，PMOS管（P2）栅极与PMOS管（P3）漏极、NMOS管（N5）栅极、NMOS管（N3）源极连接，NMOS管（N3）漏极与NMOS管（N4）源极连接，NMOS管（N4）栅极与开关信号（EN_N）连接，NMOS管（N4）漏极接地（VSS），NMOS管（N5）源极与传输门（SW0）另一端、输入电压信号（VIN）连接，NMOS管（N5）漏极与输出电压信号（VOUT）连接。

2.根据权利要求1所述的可实现电压信号无损失传递的模拟开关电路，其特征在于：所述开关信号（EN）与开关信号（EN_N）反相。