CN109428574B - 可降低寄生电容大小变化程度的开关电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可降低寄生电容大小变化程度的开关电路，其包含：一主开关阵列，包含有分别设置于多个并联的主信号路径上的多个主开关组件，且该多个主信号路径皆耦接于一第一电路节点；一主开关控制电路，设置成控制该多个主开关组件的切换动作；一副开关阵列，包含有分别设置于多个并联的副信号路径上的多个副开关组件，且该多个副信号路径皆耦接于该第一电路节点；以及一副开关控制电路，设置成控制该多个副开关组件的切换动作，以使得该主开关阵列与该副开关阵列中被导通的开关组件总数维持在一临界数量以上。

Description

可降低寄生电容大小变化程度的开关电路

技术领域

本发明有关开关电路，尤指一种可降低寄生电容大小变化程度的开关电路。

背景技术

在许多集成电路中常会设置并联的多个开关组件，使得集成电路的电路操作特性可藉由选择性导通(turn on)或关断(turn off)特定数量的开关组件来加以改变。

前述选择性导通或关断特定数量的开关组件的动作，会导致集成电路中的寄生电容大小产生很大变化。有些集成电路的电路操作特性对于寄生电容的大小特别敏感，倘若不能有效降低寄生电容的大小变化程度，将会对集成电路的运作效能或操作精确性造成严重的负面影响。

发明内容

有鉴于此，如何有效降低集成电路中的寄生电容大小变化程度，实为业界有待解决的问题。

本说明书提供一种开关电路的实施例，其包含：一主开关阵列，包含有分别设置于多个并联的主信号路径上的多个主开关组件，且该多个主信号路径皆耦接于一第一电路节点；一主开关控制电路，设置成控制该多个主开关组件的切换动作；一副开关阵列，包含有分别设置于多个并联的副信号路径上的多个副开关组件，且该多个副信号路径皆耦接于该第一电路节点；以及一副开关控制电路，耦接于该主开关控制电路，并设置成控制该多个副开关组件的切换动作，以使得该主开关阵列与该副开关阵列中被导通的开关组件总数维持在一临界数量以上。

上述实施例的优点之一，是藉由副开关控制电路对副开关阵列的控制，可使主开关阵列与副开关阵列中被导通的开关组件总数维持在一临界数量以上，能够降低同时被导通的开关组件的数量变化程度，进而降低开关组件的切换动作对于寄生电容大小的影响。

上述实施例的另一优点，是藉由降低开关电路的相关寄生电容的大小变化程度，可有效提升开关电路所在的集成电路的运作效能或操作精确性。

本发明的其他优点将搭配以下的说明和图式进行更详细的解说。

附图说明

图1为本发明一实施例的开关电路简化后的功能方块图。

图2为本发明另一实施例的开关电路简化后的功能方块图。

具体实施方式

以下将配合相关图式来说明本发明的实施例。在图式中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。

图1为本发明一实施例的开关电路100简化后的功能方块图。开关电路100包含一主开关阵列110、一主开关控制电路130、一副开关阵列140、以及一副开关控制电路150。

主开关阵列110包含有多个并联的主信号路径(例如图1中绘示的主信号路径111、112、与113)，以及分别设置于多个并联的主信号路径上的多个主开关组件(例如图1中绘示的主开关组件114、115、与116)。主开关控制电路130设置成控制主开关阵列110中的多个主开关组件的切换动作。副开关阵列140包含有多个并联的副信号路径(例如图1中绘示的副信号路径141、142、与143)，以及分别设置于多个并联的副信号路径上的多个副开关组件(例如图1中绘示的副开关组件144、145、与146)。副开关控制电路150耦接于主开关控制电路130，并设置成控制副开关阵列140中的多个副开关组件的切换动作，以使得主开关阵列110与副开关阵列140中被导通的开关组件总数维持在大于零的一临界数量以上。

如图1所示，主开关阵列110中的主信号路径111耦接于电路节点101与103之间，主信号路径112耦接于电路节点101与104之间，而主信号路径113耦接于电路节点101与105之间。副开关阵列140中的副信号路径141耦接于电路节点101与106之间，副信号路径142耦接于电路节点101与107之间，而副信号路径143耦接于电路节点101与108之间。

在图1的实施例中，电路节点102、103、104、105、106、107、与108可以是不同的电路节点。实作上，前述的电路节点102可以是一固定电位端(例如，接地端)。

在实际电路中，电路节点101与102之间通常会存在一寄生电容120。换言之，前述的寄生电容120、主开关阵列110中的所有主信号路径、以及副开关阵列140中的所有副信号路径，都是属于并联关系。

另外，主开关阵列110中的每个主信号路径上，可以设置与该主信号路径上的主开关组件串联的电路模块。另一方面，副开关阵列140中的每个副信号路径上，也可以设置与该副信号路径上的副开关组件串联的电路模块。

例如，在图1的实施例中，主信号路径111上设置有与主开关组件114串联的主电路模块117，主信号路径112上设置有与主开关组件115串联的主电路模块118，主信号路径113上设置有与主开关组件116串联的主电路模块119，副信号路径141上设置有与副开关组件144串联的副电路模块147，副信号路径142上设置有与副开关组件145串联的副电路模块148，而副信号路径143上设置有与副开关组件146串联的副电路模块149。

实作上，前述的每一主开关组件或副开关组件，皆可用适当的晶体管来实现。每一个主电路模块或副电路模块，皆可用适当的单一电路组件或多个电路组件的组合来实现。例如，每个主电路模块可用单一的模拟电路组件(例如，电阻、电容、电感等)来实现，可用多个模拟电路组件的组合来实现，可用单一的数字电路组件(例如，逻辑门、晶体管、正反器等)来实现，可用多个数字电路组件的组合来实现，也可用模拟电路组件与数字电路组件的组合来实现。

另外，前述的主开关控制电路130与副开关控制电路150，皆可用各种合适的电路来实现。例如，主开关控制电路130与副开关控制电路150皆可用微处理器或微控制器来实现。在某些实施例中，副开关控制电路150也可以用多个逻辑门的组合或是多个信号转换电路的组合来实现。

前述开关电路100中的所有功能方块可整合在同一集成电路中。

在运作时，开关电路100所在的集成电路的电路操作特性(例如，等效电阻值、等效电容值、等效电感值、增益值、操作带宽、频率响应等等)，可藉由改变主开关阵列110中被导通的主开关组件数量来加以改变。因此，主开关控制电路130可藉由编程(program)主开关阵列110中的多个主开关组件的控制信号的方式，来调整开关电路100所在的集成电路的电路操作特性。

另一方面，副开关控制电路150可藉由编程前述的多个副开关组件的控制信号的方式，来调整副开关阵列110中被导通的副开关组件数量，以使得主开关阵列110与副开关阵列140中被导通的开关组件总数维持在一临界数量以上。实作上，副开关控制电路150可由主开关控制电路130所产生的主开关组件的控制信号，得知主开关阵列110中要被导通的主开关组件数量。或者，主开关控制电路130也可以将主开关阵列110中要被导通的主开关组件数量通过适当格式的信号，传送给副开关控制电路150，使得副开关控制电路150可得知主开关阵列110中要被导通的主开关组件数量。

请注意，前述副开关阵列140中的副开关组件总数(亦即，副信号路径总数)，可以与主开关阵列110中的主开关组件总数(亦即，主信号路径总数)相同，也可以与主开关阵列110中的主开关组件总数不同。

在副开关阵列140中的副开关组件总数与主开关阵列110中的主开关组件总数相同的实施例中，副开关控制电路150可将前述的临界数量设置成与主开关阵列110中的主开关组件总数相同。例如，假设主开关阵列110中共有N个主开关组件，且副开关阵列140中共有N个副开关组件，则副开关控制电路150可用N个并联的反相器来实现，用于将主开关阵列110中的N个主开关组件的控制信号分别进行反相处理，以做为副开关阵列140中的N个副开关组件的控制信号。如此一来，便可将主开关阵列110与副开关阵列140中同时被导通的开关组件的总数量维持在N个。

在副开关阵列140中的副开关组件总数小于主开关阵列110中的主开关组件总数的实施例中，副开关控制电路150可将前述的临界数量设置成小于主开关阵列110中的主开关组件总数。例如，副开关控制电路150可依据实际电路应用的环境而定，将前述的临界数量设置为大于或等于主开关阵列110中的主开关组件总数的十分之一、三分之一、二分之一、三分之二、或是百分之八十。

在主开关控制电路130将主开关阵列110中的全部主开关组件都导通的情况下，副开关控制电路150可以将副开关阵列140中的全部副开关组件都关断，以使开关电路100中同时被导通的开关组件总数控制在一预定数量以内(在本例中为主开关阵列110中的主开关组件总数)。相反地，在主开关控制电路130将主开关阵列110中的全部主开关组件都关断的情况下，副开关控制电路150则可将副开关阵列140中的部分或全部副开关组件导通，以使开关电路100中同时被导通的开关组件总数维持在前述的临界数量以上。

如此一来，藉由副开关阵列140与副开关控制电路150的搭配，可将开关电路100中同时被导通的开关组件的数量变化程度有效控制在一预定范围之内。

虽然主开关控制电路130对主开关阵列110中的主开关组件的切换动作，会改变寄生电容120的大小，但副开关控制电路150对副开关阵列140的切换动作，可使主开关阵列110与副开关阵列140中被导通的开关组件总数维持在较稳定的范围内(亦即能够降低开关电路100中同时被导通的开关组件的数量变化程度)，进而降低了主开关阵列110的切换动作对于寄生电容120的大小变化所造成的影响。

另一方面，由于前述开关电路100的架构降低了相关寄生电容120的大小变化程度，所以能够有效提升开关电路100所在的集成电路的运作效能或操作精确性。

请注意，前述图1的电路架构只是一示范性的实施例，并非局限本发明的实际实施方式。

例如，图2为本发明另一实施例的开关电路100简化后的功能方块图。在图2的实施例中，主开关阵列110中的多个主信号路径111、112、与113，都是耦接于电路节点101与102之间，且副开关阵列140中的多个副信号路径141、142、与143，也都是耦接于电路节点101与102之间。在此实施例中，前述的寄生电容120、主开关阵列110中的所有主信号路径、以及副开关阵列140中的所有副信号路径，同样也都是属于并联关系。

实作上，只要不改变前述寄生电容120、主开关阵列110、以及副开关阵列140三者间的并联关系，个别主信号路径与个别副信号路径的耦接关系，也可以视实际电路需要而加以调整。

另外，在某些实施例中，亦可将前述副开关阵列140中的多个副电路模块全部省略或部分省略，以节省电路的复杂度。

前述有关图1中的其他组件的连接关系、实施方式、运作方式、以及相关优点等说明，亦适用于图2的实施例。为简洁起见，在此不重复叙述。

在说明书及申请专利范围中使用了某些词汇来指称特定的组件，而本领域内的技术人员可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及申请专利范围并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及权利要求中所提及的「包含」为开放式的用语，应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一组件耦接于第二组件，则代表第一组件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二组件，或通过其它组件或连接手段间接地电性或信号连接至第二组件。

在说明书中所使用的「和/或」的描述方式，包含所列举的其中一个项目或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的含义。

以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

【符号说明】

100 开关电路

101～108 电路节点110主开关阵列

111～113 主信号路径

114～116 主开关组件

117～119 主电路模块

120 寄生电容

130 主开关控制电路

140 副开关阵列

141～143 副信号路径

144～146 副开关组件

147～149 副电路模块

150 副开关控制电路

Claims (7)

1.一种用于降低寄生电容(120)的电容大小变化程度的开关电路(100)，包含：

一主开关阵列(110)，包含有分别设置于并联的多个主信号路径(111、112、113)上的多个主开关组件(114、115、116)，且所述多个主信号路径(111、112、113)皆耦接于一第一电路节点(101)；

一主开关控制电路(130)，设置成控制所述多个主开关组件(114、115、116)的切换动作；

一副开关阵列(140)，包含有分别设置于并联的多个副信号路径(141、142、143)上的多个副开关组件(144、145、146)，且所述多个副信号路径(141、142、143)皆耦接于所述第一电路节点(101)；以及

一副开关控制电路(150)，耦接于所述主开关控制电路(130)，并设置成控制所述多个副开关组件(144、145、146)的切换动作，以使得所述主开关阵列(110)与所述副开关阵列(140)中被导通的开关组件总数维持在一临界数量以上，

其中，所述多个主信号路径(111、112、113)、所述多个副信号路径(141、142、143)以及所述寄生电容(120)配置为并联连接，并且其中，所述副开关阵列(140)中的副开关组件总数小于所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数。

2.如权利要求1所述的开关电路(100)，其中，所述临界数量大于或等于所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数的十分之一。

3.如权利要求1所述的开关电路(100)，其中，所述临界数量大于或等于所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数的三分之一。

4.如权利要求1所述的开关电路(100)，其中，所述临界数量大于或等于所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数的二分之一。

5.如权利要求1所述的开关电路(100)，其中，所述临界数量大于或等于所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数的三分之二。

6.如权利要求1所述的开关电路(100)，其中，所述临界数量大于或等于所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数的百分之八十。

7.如权利要求1所述的开关电路(100)，其中，所述临界数量与所述主开关阵列(110)中的主开关组件总数相同。

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