CN1191681C - 电子电路及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子线路包含具有给定不精确度标称电导的第一电子元件，该电路还包含至少一个和元件并联的附加场效应晶体管，该电子线路的电导是可调节的。所有场效应晶体管的源极接至公共源极，所有场效应晶体管的漏极接至公共漏极，并且控制单元单独控制每个场效应晶体管的栅极电压。最好通过将每个场效应晶体管的栅极电压接至公共栅极或公共源极来控制栅极电压。元件可用于构成开关或放大器，或者控制与本发明中电子线路串联的、包含其它电子元件的电路的电导。

Description

电子电路及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子电路设计，并且尤其侧重于诸如开关或放大器等电子元件的电导控制。
背景
在许多电子线路中广泛使用机械式继电器。长期以来，人们一直希望用固态电路或开关代替机械式继电器，所说的固态电路或开关可用硅元件集成得到，这种电路比传统的机械式继电器有诸多优点：
它们通常在电路板上占用较少的空间。
它们能够更高度地集成，从而也更具灵活性。
它们通常能够比机械式继电器更快地从断状态转换成开状态，反之亦然。
用固态开关设计电子系统的主要缺点在于它们的导通状态电阻远高于机械式继电器。此外，还有一些应用中的导通电阻必须有一个精确值，而此时用固态开关方案难以做到。
在一些应用中，广泛地一起使用两个开关，例如，在电话网中连接或断开一个用户和用户电路之间的信号环路时，在这种情况下，使两个开关的电阻大致相同非常重要，因为两个开关之间导通电阻的差别将有损信号环路的径向平衡，使得网络对共模噪音更敏感。要保持信号环路径向平衡在可接受的水平上，两个开关的电阻之差应保持低于1Ω。在一条用户电路中可以一起使用许多开关，例如用于测试时，这些开关彼此应尽可能地匹配。信号环路中的开关还必须双向工作。就是说，它们必须能够传导两个方向的电流，处理正负两种高电压。
运用两个镜像晶体管时，例如在差分放大器或线路驱动器中，也要求精确调谐镜像晶体管，以使通过放大器或驱动器本身引入差分信号的误差最小化，这时，在线性区域(此时沟道电导和导通电阻被限定)和饱和区域(跨导被限定)均很好调谐的晶体管输出特性非常重要。
进一步讲，因为高线性的要求，即便在低压时，开关的压降也是低的，与双极方案相比，场效应晶体管(FETs)更适宜于实现开关。线性要求用于掩盖信号的畸变。
场效应晶体管是单极性、多电极的半导体，由四个区域组成，通常被称为地、源极、漏极和体。通常体区和源极区域连接在一起。电流可以通过在源极和漏极之间的导电沟道流动，由作用于栅极的一个电场调制。在晶体管间引入一个适当的偏差就会引起电荷载体从源极向漏极流动，也就是说，电流是由栅极电压和源极/漏极电压之差所控制。
单个晶体管的误差是由制造流程和所使用材料的特性决定的。一个晶体管的电导的不精确度大约是10％。被成对使用的两个开关的导通电阻的误差应保持低于1Ω。因此，通常晶体管的导通电阻高达10Ω时才会如此使用。
为了减小开关导通电阻的不精确度，导通电阻的绝对值应保持低值。例如，当用于电话网络中连接和切断信号环路时，要满足不匹配值低于1Ω的要求，导通电阻需要低于20Ω或甚至低于10Ω。其高电压下的性能也应该很好，对开关而言其击穿电压高于300V。对导通电阻和高击穿电压的要求使基于场效应晶体管的开关前景广阔。
模拟应用中的常用晶体管开关由两只并联连接的沟道类型相反的场效应晶体管组成。两只晶体管的漏极和源极分别连在一起；以作为开关的端子，而晶体管的栅极则用于控制通/断。一般地，n型晶体管在正向栅极对源极电压下导通而在负向栅极对源极电压下开断(反之对p型晶体管成立)。这样的晶体管开关的导通特性无论对n型和p型晶体管的电导率变化均很敏感。
为满足上述高度线性、高击穿电压、开关的导通电阻低度不匹配的要求，同时晶体管的电导也低度不匹配，现在的器件都尺寸过大，以便保持总导通电阻低于真正需要的那样。
发明内容
本发明的目标之一是实现一种电导高度精确可调的电子元件，尤其是一种具有接近或高于300V击穿电压的高压元件。
本发明的目标之一是实现一种可非常精确调谐至期望电导的开关。
本发明的另一个目标是能够调谐基于两只晶体管的开关，或者是包括这种开关的两条传输线，使其实际上有同样的电导。
本发明的另一个目标是实现基于晶体管的开关，使其小于先前设计技术制造的开关。
本发明的另一个目标是实现满足高度线性的基于晶体管的开关。
本发明的另一个目标是实现良好平衡的差分放大器。
本发明中的这些目标，由一个包含给定不精确度标称电导的第一电子元件的电子线路实现，该线路包含至少一只与该元件并联连接的附加的场效应晶体管，还包含调节电子线路电导的装置。
在优选实施例中，第一电子元件是场效应晶体管或电阻，或基于晶体管的元件。在优选实施例中，附加的场效应晶体管与第一只场效应晶体管同类型。
为实现双向电路，附加场效应晶体管可以是n型或p型场效应晶体管。
最好这样，所有场效应晶体管的源极连至公共源极，所有场效应晶体管的漏极接至公共漏极，并且控制单元独立地控制每只场效应晶体管的栅极电压。
第一附加场效应晶体管的标称电导应选择得与电子元件电导的不精确度大致相同。
每只随后的附加的场效应晶体管的标称电导大致减半。
与每只场效应晶体管的栅极连接的控制单元可以是电压可控的，或者通过与公共栅极或公共源极连接而可控。
晶体管组件可以和至少一个外部元件串联连接来调节该元件的电导。
还公开了一种电子开关，其包含一个第一和第二电子元件，它们每个都有特定不精确度的标称电导，两个电子元件的源极互相连接，所说的第一电子元件至少有一个附加的场效应晶体管与之并联，所说的第二电子元件也至少有一个附加的场效应晶体管与之并联，所提供的控制装置用于调整每个附加的场效应晶体管的电导。
还公开了另一种电子开关，其包含一个第一和第二电子元件，它们每个都有特定不精确度的标称电导，两个电子元件的源极接至一个公共源极，漏极接至一个公共漏极。第一电子元件是一个n型场效应晶体管，第二电子元件是一个p型场效应晶体管。所说的第一电子元件至少有一个同类型的附加的场效应晶体管与之并联，所说的第二电子元件至少有一个同类型的附加的场效应晶体管与之并联，每个附加的场效应晶体管的电导均可调节以使电子开关电导的不精确性最小化。
公开了一种制造和调整所说电子线路和电子开关的方法，其包含以下步骤：
———提供一个第一电子元件
———提供至少一个附加的晶体管，每个附加的晶体管有特定的标称电导，并且
———由一个电子调节装置控制所说电子线路的电导。
本发明有下列优点：
当成对使用基于晶体管的开关时使共模噪声最小化。
允许调整任意类型电子元件的电导。
减小基于晶体管的开关的尺寸。尺寸与晶体管导通电阻成反比。本发明中方法使得能够把导通电阻为20Ω甚至30Ω的晶体管用作开关中的主晶体管，这时开关尺寸仅为导通电阻为10Ω的晶体管为主晶体管情况下的一半或三分之一。如果所用的另一只晶体管也有相当高的电阻时，它们可造得相当小。因此整个开关的尺寸可显著减小。
它能在制造过程以后匹配两个开关。
它能在制造过程以后匹配整条传输线，也就是说，开关或任一其它与开关相连的电路均可匹配。
附图简述：
图1A示出了场效应晶体管的典型输出特性；
图1B示出了由于场效应晶体管电导不精确性造成的输出特性的差异；
图2A示出了先前技术的双向开关；
图2B示出了先前技术双向开关的另一个例子；
图2C示出了显示先前技术的差分放大器；
图3示出了本发明一个实施例中的一个晶体管组件，它本身也形成一个晶体管；
图4示出了本发明另一实施例中由一个电阻和多个晶体管组成的一个组件；
图5A示出了本发明第一实施例中调节晶体管组件电导的原理；
图5B示出了本发明第二实施例中调节晶体管组件电导的原理；
图6是本发明另一实施例中调节晶体管组件电导过程的流程图；
图7示出了本发明中的一个放大器；
图8示出了本发明一个实施例中的双向开关；
图9示出了本发明另一个实施例中的双向开关；
图10示出了在电话网络中用户和用户线路间信号环路中使用两个双向开关的情况；
实施例详述：
图1A是场效应晶体管的典型输出特性的示意图；三条曲线分别表示施以三个不同栅极电压VGS1，VGS2，VGS3时的输出。横轴和纵轴分别是场效应晶体管漏极和源极间电压VDS以及电流IDS。垂直点划线左边区域是晶体管的线性区，其中电流IDS随电压VDS增加而大致线性增加。垂直点划线右边区域是饱和区，其中电流IDS对于恒定的栅极电压VGS而大致恒定。
当晶体管用作开关时，通状态位于线性区域，也就是说在垂直点划线左侧，换句话说，对应于VDS的低值。用作通状态的区域在纵轴上以Ron标示。这既使正向压降VDS尽量低又使电流IDS和电压VDS呈线性晶体管特性。
在线性区域，对于恒定的VGS，沟道电导GD定义为：
GD＝dIDS/dVDS。
如果晶体管线性非常好，GD又可取为1/RON，RON是导通电阻。
一条虚线标示出晶体管用作放大器时的一条典型电阻性负载线。当用作放大器时，晶体管运行于图1A中的饱和区。在这一区域，漏极和源极间电流IDS由栅极电压VGS控制。晶体管的特性主要由其跨导GM刻画，也就是说，对恒定的VDS，GM＝dIDS/dVGS。
图1B是分别和图1A中栅极电压VGS1，VGS2和VGS3相同情况下的场效应晶体管典型输出特性，纵轴和水平轴分别是场效应晶体管漏极和源极间电流IDS和电压VDS。每个VGS对应三条不同曲线：中间的是实线，标示电导等于标称电导时的情况，也就是说G＝Gnom。较低虚线和较高的点划线表示出由于电导的非精确性而致的偏差情况，分别对应G＝Gnom-ΔG和Gnom+ΔG。
本发明能使元件的沟道电导GD和跨导GM较先前技术均可更好地调谐。因此，本文中所指的晶体管或开关的电导G既包含沟道电导GD、跨导GM又包含导通电阻RON。
图2A示出了先前技术中由两只场效应晶体管TR1和TR2串联得到的双向开关。场效应晶体管分别包含源极S1和S2，漏极D1和D2以及栅极G1和G2。第一晶体管TR1和第二晶体管TR2的源极S1、S2相连以使TR1和TR2彼此镜像，这样使开关可双向工作，而无须考虑开关两侧电压的方向。
图2B示出了先前技术中包含包含第一对晶体管TR3、TR4和第二对晶体管TR5、TR6的双向开关，其中每对晶体管包含一个n型和一个p型晶体管。对于第一对晶体管TR3和TR4，其源极和漏极分别相互连接构成公共源极和公共漏极。在第二对晶体管TR5和TR6中，其栅极和漏极分别相互连接。第一对中晶体管TR3的栅极连至第二对晶体管TR5、TR6的公共栅极。第一对中另一个晶体管TR4的栅极连至第二对晶体管TR5、TR6的公共漏极。
图2C示出了先前技术中由两只晶体管TR7、TR8组成的差分放大器。两只晶体管的源极相互连接并通过一个电阻接地。晶体管的栅极电压构成放大器的输入，漏极间电压构成放大器的输出。这一基本结构的为数不少的不同实现也已众所周知。在所有这些实现中两个晶体管的电导大致相等很重要。
图3示出了由晶体管T1、T2、...、TN连接而成的组件T，其连接方式使得它们可以以非常低的不精确性调整至特定电导。T包含一个第一晶体管T1，它总是被连接的，T还包含一些较小的晶体管T2、T3、...、TN，其中每个均可并联连接至第一晶体管T1。
所有晶体管T1、T2、T3、...、TN的源极S1、S2、S3、...、SN接至公共源极S，漏极D1、D2、D3、...、DN接至公共漏极D。
将被连接的晶体管的栅极G2、G3、...、GN接至第一晶体管T1的栅极G，因而该栅极也成为晶体管组件T的栅极；不被连接的那些将接至公共源极触点S。
这一装置在图3标示以控制单元CU，其中T2、T3、...、TN中的每个晶体管的栅极G2、G3、...、GN要么可连接至公共栅极G要么可连接至公共源极触点S。在图上以开关2、3、...、N示意性地标出，很明显，若不提供连接装置，每个晶体管可独立地构成开关。
可用多种不同方式构成开关2、3、...、N。一种相对简单的方式是每个开关用两只低压场效应晶体管构成，其中一个将栅极G2、G3、...、GN连至公共栅极G，另一个将栅极G2、G3、...、GN连至公共源极。这两只低压场效应晶体管必须控制得在任一时间只有一只关闭。如果这些低压场效应晶体管两侧电压总也不超过所发明开关的栅极和源极间最大电压，它们就总会在所发明开关的栅极加一个电压。与本发明中用于开关的高压场效应晶体管相比，它们可做得相当小。开关2、3、...、N的通断将可由CPU，EEPROM或类似单元的软件直接控制。
可选的是，开关2、3、...、N可用熔丝或反熔丝构成，在电导值调谐过程中将它们分别选为短接或断开。
因此，晶体管组件能象单只晶体管那样工作并可适用于任何晶体管的应用中。并且尤其适用于需要非常精确电导值的应用中，例如差分放大器或线路驱动器中。
图3中所用的是n型场效应晶体管。用p型场效应晶体管也可非常容易地理解。进而，场效应晶体管还可以是，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结场效应晶体管(JFET)、金属半导体场效应晶体管(MESFET)、水平或垂直双扩散MOSFET或相似元件。
图4示出了和图3所示相似的组件，但与图3中有主晶体管T1不同，图4中用电阻R1代替它。
拥有栅极G2’、G3’、...、GN’，源极S2’、S3’、...、SN’和漏极D2’、D3’、...、DN’的数个晶体管T2’、T3’、...、TN’以和图3中相同的方式相连，源极S2’、S3’、...、SN’连至公共源极S’和电阻的第一条腿，漏极D2’、D3’、...、DN’连至公共漏极D’和电阻的第二条腿。栅极G2’、G3’、...、GN’是可连接的，在控制单元CU’中通过开关2’、3’、...、N’分别接至公共栅极G’和公共源极S’。
以下将讲述如图3中所示把整个组件T视作具有电导G的一只晶体管时，如何在本发明的一个实施例中减小晶体管电导相对误差。首先假设电导G的误差在±ΔGmax之间。
第一晶体管T1的电导由下式决定：
G1＝G1nom±ΔG1                            (1)
式中ΔG1＜ΔGmax，G1nom是晶体管T1的标称电导。
因此电导G1的变化范围由G1nom-ΔG1max至G1nom+ΔG1max，晶体管组件的期望电导是
GF＝G1nom+ΔG1max。
晶体管T2的电导的相对不精确性为
ε2＝ΔG2max/G2nom                         (2)
选择晶体管T2使得
G2nom＝ΔG1max(1-ε2)                      (3)
如果在校准仪器中发现晶体管T1的实际电导满足
G1＜GF-ΔG1max，                           (4)
于是把晶体管T2连上。
这表明晶体管组件包的电导下限和上限为GF-ΔG1max(1+22)和GF。
变化范围为ΔG1max(1+2ε2)。
晶体管T3的电导具有相对不精确性：
ε3＝ΔG3max/G3nom                         (5)
选择晶体管T3使得
G3nom＝ΔG1max(1+2ε2)(1-ε3)/2            (6)
如果在校准仪器中发现由晶体管T1和T2组成的晶体管组件包的实际电导满足：
G1＜GF-ΔG1max(1+2ε2)/2                   (7)
于是把晶体管T3连上。
变化范围是ΔG1max(1+2ε2)(1+2ε3)/2。
晶体管T4的电导具有相对不精确性：
ε4＝ΔG4max/G4nom                         (8)
选择晶体管T4使得
G4nom＝ΔG1max(1+2ε2)(1+2ε3)(1-ε4)/4    (9)
如果在校准仪器中发现由晶体管T1、T2和T3组成的晶体管组件包的实际电导满足：
G1＜GF-ΔG1max(1+2ε2)(1+2ε3)/4          (10)
于是把晶体管T4连上。
变化范围是ΔG1max(1+2ε2)(1+2ε3)(1+2ε4)/4
对多个附加晶体管n，变化的范围为
ΔG1max(1+2ε2)(1+2ε3)......(1+2εn)/2(n-2)    (11)
当εi＜0.5时，范围随包中附加晶体管增加而减少。
这就意味着，如果相对误差小于0.5，理论上G的不精确性可任意小(随着每个额外的晶体管减小(1+2εi)/2)。当然，会有实际的限制，例如，最小的晶体管的最小可接受尺寸和很小的元件相对误差会较高。
图5A是式(1)-(11)中讨论的理由的示意性表示。
在第一纵轴A上，标示有主要晶体管T1的标称电导G1nom、G1nom上方的最大偏差G1nom+ΔG1max和G1nom下方同样距离的G1nom-ΔG1max。
在第二纵轴B上，在校准仪器中得到的主晶体管T1的实际电导高于G1nom。因此，这一电导位于第二纵轴B上G1nom和G1nom+ΔG1max限制的区域中。因此，第一附加晶体管T2不被连接。
在第三纵轴C上，标示出第一附加晶体管T2被连接的两种极端情况：在第一种情况下，第一晶体管的实际电导为最低的可能值，G1min＝G1-ΔG1max。第一附加晶体管因而被连接，得到总电导G1min+G2nom，不精确性为±ΔG2max。
在第二种情况下，第一晶体管的实际电导等于G1nom。连接第一附加晶体管得到总电导G1nom+G2nom不精确性±ΔG2max。因此，这种情况下组件的最大可能电导为：
G1nom+G2nom+ΔG2max＝G1nom+ΔG1max           (12)
这是组件的期望电导。
图5B是本发明另一实施例中晶体管组件调谐的示意表示。此处，虚线表示的组件总的期望电导Gshould选为高于G1+ΔG1max。例如ΔG1max的选择考虑与晶体管组件串联的一个或多个元件的不精确性。
连接的附加晶体管的选择准则因而与式(1)-(11)中论述、与图5A相关的情况略有不同。
在第一纵轴A’上，标示有主要晶体管T1的标称电导G1nom、G1nom上方的最大偏差G1nom+ΔG1max和G1nom下方同样距离的G1nom-ΔG1max。
在第二纵轴B’上，在校准仪器中得到的主晶体管T1的实际电导高于G1nom。因此，这一电导位于第二纵轴B上G1nom和G1nom+ΔG1max限制的区域中。因此，第一附加晶体管T2不被连接。
在第三纵轴C’上，标示出第一附加晶体管T2被连接的两种极端情况：在第一种情况下，第一晶体管的实际电导为最低的可能值，G1min＝G1-ΔG1max。第一附加晶体管因而被连接，得到总电导G1min+G2nom，不精确性为±ΔG2max。在第二种情况下，第一晶体管的实际电导等于G1nom。连接第一附加晶体管得到总电导G1nom+G2nom，不精确性±ΔG2max。
在第四纵轴D’上，主晶体管T1和第一附加晶体管T2一起的实际电导G12act已被测量。如果该电导值低于G1nom+G2nom/2，第二附加晶体管T3被连接，得到电导值G12act+G3nom±ΔG3max。
对每一个附加晶体管重复这些步骤。
由以上讨论可知晶体管的相对电导可按多个不同途径加以选择。确定哪些晶体管连接的准则随该相对电导和晶体管组件与主晶体管相比的期望总电导值而变化。
例如，即便期望电导为G1+ΔG1max，第一附加晶体管的标称电导也可等于ΔG1max。此时只有主晶体管的实际电导值小于G1nom-ΔG2max时第一附加晶体管才可被连接。
实际上，开始时所有晶体管均被连接而决定附加晶体管T2、T3、...、TN哪些断开也同样可行。这一过程示于图6中。
在前述实施例中，主晶体管T1总是连接的，然后依次确定附加晶体管连接或不连接，这一过程由最大的一个T2开始。在流程图中，晶体管的编号被代以X。X的初值是2，因而首先考虑第一附加晶体管T2的标称电导G2nom，然后递增X，考虑第二附加晶体管T3的标称电导G3nom，等等，直至N个附加晶体管全部考虑结束，这时X＝N。
步骤St1：测量整个组件的实际电导Gact并与期望电导Gnom比较。
步骤St2：Gact-Gnom＞Gxnom                    (13)
是否成立，若成立至步骤S3，否则至步骤S5。
步骤St3：断开正在考虑的晶体管TX。
步骤St4：测量断开TX后的新的实际电导Gact。
步骤St5：置X＝X+1，也就是考虑下一个附加晶体管。
步骤St6：是否还有剩余的附加晶体管，也就是X≤N？
如果是，至步骤S2，否则结束过程。
于是断开第二附加晶体管T3。对剩余的每个附加晶体管重复这一步骤。最后的实际电导G将是：
G＝Gnom±ΔGNmax                        (14)
ΔGNmax与最小附加晶体管TN的不精确性大体相等。
图7示出了本发明另一实施例中的一个放大器电路，用于根据本发明的一个实施例来调整一个连接的电导，晶体管TR101包含其中，与图4相似的晶体管组件与晶体管TR101串联使得可调整其电导。晶体管组件包含一个第一电阻R2和多个晶体管T102、T103、...、T1ON，其中每个均可独立地并联连接于电阻R2来调节组件的电导。这些晶体管的连接在控制单元CU100中进行。
在这种配置下，附加晶体管的相对电导可根据晶体管TR101和晶体管组件的主要元件的总的不精确性加以选择，在此处主要元件是电阻R2。
不采用图示的晶体管组件，而代以与图3中所示相似的晶体管组件也是可以的。
图8示出了根据本发明第一实施例的一个双向开关。该开关在原理上与图2A所示的情况相同，但将图2A中所示的晶体管TR1和TR2代以与图3中所示的T相似的晶体管包。
第一或主晶体管T11、T21分别包含于晶体管包TR1’、TR2’中，主晶体管T11、T21每个分别有多个附加晶体管T12、T13、...、T1N和T22、T23、...、T2N，可与主晶体管T11、T21并联连接。
所有晶体管T11、T12、T13、...、T1N和T21、T22、...、T2N的源极S11、S12、S13、...、S1N和S21、S22、...、S2N连接形成公共源极S12。主晶体管和所有与其可连接的附加晶体管的漏极连接在一起，也就是说，晶体管T11、T12、T13、...、T1N的漏极互相连接而晶体管T21、T22、T23、...、T2N的漏极互相连接。
附加晶体管T12、T13、...、T1N中每个的栅极均可分别连接至栅极G1和公共源极S12，连接是通过连接装置CU1中的开关12、13、...1N完成的。小晶体管T22、T23、...、T2N中每个的栅极均可分别连接至栅极G2和公共源极S12，连接是通过连接装置CU2中的开关22、23、...2N完成的。连接装置CU1和CU2可用一个装置实现，但图8中为清晰起见示为两个独立装置。显然若不提供连接装置，每个晶体管可独立实现开关。
为确定哪些较小晶体管应连接加入开关中，可使用参照图3和式(1)-(11)讨论的方法。连接方法也参照图5和图6加以讨论。
较小晶体管相对主晶体管的优选电导取决于每个晶体管的相对误差。较小晶体管中的首个T12应有和主晶体管T11的不精确性相同的标称电导。例如，如果主晶体管T11电导的不精确性为10％，首个较小晶体管T12的标称电导也应为主晶体管标称电导的10％。第二个较小晶体管T13的标称电导应大致为首个较小晶体管电导的一半，更精确地，标称电导应为首个较小晶体管电导的一半和其不精确性之和。
由于晶体管的物理尺寸与其电导大致成正比，每个晶体管的尺寸也将按与前述大致相同的比例减小。
图9示出了本发明第二个实施例中的一个开关。和前述相同，双向开关包含第一主晶体管TR201和第二主晶体管TR202，其源极互相连接。对于每个主晶体管TR201、TR202，分别有一个附加晶体管TR211、TR212。所有四个晶体管TR201、TR202、TR211、TR212的源极连接构成公共源极。第一主晶体TR201和第一附加晶体管T211的漏极互相连接，第二主晶体管TR202和第二附加晶体管T212的漏极互相连接，开关还包含控制装置CU200用于控制附加晶体管TR211和TR212的栅极电压。通过控制附加晶体管TR211和TR212的栅极电压，每个主晶体管TR201、TR202的电导可控。
本发明中的可调开关在用两个尽可能精确调谐的开关的应用中尤其有用。如前所述，差分放大器就是这样的一个应用。通讯网络中的用户线路是另一个重要应用。此处，最好考虑整条线路的电导，而不仅是开关本身的电导。
图10是本发明中开关用于通讯应用中的一个简示图。本发明中的第一开关SW1和第二开关SW2置于中继替代电路RRC中，分别用于开和关接至用户子机的一条用户入线和一条出线。用户线路通过用户线路接口电路SLIC由网络接至中继替代电路RRC。用户线路接口电路SLIC包含第一放大器A1和第二放大器A2，每条用户线路一个。
本应用中用户入线和出线的电阻，包含开关SW1和SW2、放大器A1和A2、电阻R4和R5以及其它为清楚其见省略的元件，应尽可能地低以降低噪声。因此，开关不仅应彼此调谐，还应对用户线路总电导调谐。如果采用本发明中的放大器，如图7所示放大器那样，放大器还可用于控制用户线路的电导。在本应用中用具有超过±30V击穿电压的晶体管是合适的。
两个开关SW1和SW2最好在同一芯片中实现，使得可能彼此精确地调整它们。

Claims (29)

1.一种电子线路，它包含具有给定不精确性的标称电导的第一电子元件(T1；R1；R2)，并且还包含至少一个与所说元件(T1；R1；R2)并联的附加场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)，其特征在于它包含：
通过控制每个附加场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)的栅极电压调整电子线路电导误差的装置(CU；CU’；CU100)。
2.权利要求1中的电子线路，其特征在于第一电子元件是一个场效应晶体管(T1)。
3.权利要求2中的电子线路，其特征在于附加场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)与第一场效应晶体管类型相同。
4.权利要求1、2或3中的电子线路，其特征在于第一电子元件能双向传导电流。
5.权利要求1中的电子线路，其特征在于第一电子元件是一个电阻(R1；R2)。
6.权利要求1、2或3中的电子线路，其特征在于第一电子元件(T1；R1；R2)和每个附加场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)均设计为可处理高电压。
7.权利要求1、2或3中的电子线路，其特征在于附加场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)可为n型和p型场效应晶体管中的一种。
8.权利要求1、2或3中的电子线路，其特征在于所有场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)的源极(S2、S3、...、SN；S2’、S3’、...、SN’；S102、S103、...、S10N)连至公共源极，所有场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)的漏极(D2、D3、...、DN；D2’、D3’、...、DN’；D102、D103、...、D10N)连至公共漏极，以及控制单元(CU；CU’；CU100)可单个控制每个场效应晶体管(T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)的栅极电压。
9.权利要求1、2或3中的电子线路，其特征在于：
——第一附加场效应晶体管(T2、T2’、T102)的标称电导大致等于第一电子元件(T1；R1；R2)电导的不精确度；
——每个随后的附加场效应晶体管(T3、...、TN；T3’、...、TN’；T103、...、T10N)的标称电导与前一个相比大致减半；
——控制单元(CU；CU’；CU100)将每个场效应晶体管(T1、T2、T3、...、TN；T2’、T3’、...、TN’；T102、T103、...、T10N)的栅极连至公共栅极或公共源极。
10.权利要求1、2或3中的电子线路，该电子电路与至少一个外部元件(TR101)串联连接，
——每个外部元件具有给定不精确度的标称电导；
——第一附加场效应晶体管(T102)的标称电导大致等于第一电子元件(T1；R1；R2)和至少一个外部元件的电导的不精确度之和；
——每个随后的附加场效应晶体管(T103、...、T10N)的标称电导与前一个相比大致减半；
——控制单元(CU100)将每个附加场效应晶体管(T102、T103、...、T10N)的栅极连至公共栅极或公共源极。
11.一种电子开关，它包含具有特定不精确度标称电导的第一电子元件(T11)和第二电子元件(T21)，此处
——两个电子元件(T11、T21)的源极(S11、S21)互相连接；
——所说的第一电子元件(T11)至少有一个与所说第一电子元件(T11)并联连接的附加场效应晶体管(T12、T13、...、T1N)。
——所说的第二电子元件(T21)至少有一个与所说第二电子元件(T21)并联连接的附加场效应晶体管(T22、T23、...、T2N)，其特征在于它包含：
——控制装置(CU1、CU2)通过控制每个附加场效应晶体管(T12、T13、...、T1N，T22、T23、...、T2N)的栅极电压来调节电子开关电导的误差。
12.一种电子开关，它包含具有特定不精确度标称电导的第一电子元件和第二电子元件，此处：
——这两个电子元件的源极连至公共源极，
——这两个电子元件的漏极连至公共漏极，
——第一电子元件是一个n-沟道场效应晶体管而第二电子元件是一个p-沟道场效应晶体管，
——所说的第一电子元件至少有一个与所说第一电子元件并联连接的同类型附加场效应晶体管，
——所说的第二电子元件至少有一个与所说第二电子元件并联连接的同类型附加场效应晶体管，其特征在于
——通过控制每个附加场效应晶体管的栅极电压可调节每个附加场效应晶体管的电导误差，来使电子开关电导的不精确度最小。
13.权利要求11或12中的电子开关，其特征在于第一和第二电子元件(T11、T21)是场效应晶体管。
14.权利要求13中的电子开关，其特征在于附加场效应晶体管(T12、T13、...、T1N、T22、T23、...、T2N)是和第一、第二场效应晶体管(T11、T21)同类型的场效应晶体管。
15.权利要求11中的电子开关，其特征在于开关可双向传导电流。
16.权利要求11中的电子开关，其特征在于第一和第二电子元件(T11、T21)以及所有附加场效应晶体管(T12、T13、...、T1N、T22、T23、...、T2N)均设计为可处理双极性电压。
17.权利要求16中的电子开关，其特征在于第一和第二电子元件(T11、T21)以及所有附加场效应晶体管(T12、T13、...、T1N、T22、T23、...、T2N)均设计为可处理正负两种极性的高电压。
18.权利要求11中的电子开关，其特征在于所有场效应晶体管(T11、T12、T13、...、T1N、T22、T23、...、T2N)的源极均接至公共源极，第一电子元件的漏极(D11)和与第一电子元件(T11)相关的附加场效应晶体管(T12、T13、...、T1N)的漏极(D12、D13、...、D1N)均一起连至第一公共漏极，第二电子元件(T21)的漏极(D21)和与第二电子元件(T21)相关的附加场效应晶体管(T22、T23、...、T2N)的漏极(D22、D23、...、D2N)均一起连至第二公共漏极，以及至少一个控制单元(CU1、CU2)单独控制每个场效应晶体管的栅极电压。
19.权利要求18中的电子开关，其特征在于：
——与第一电子元件相关的第一附加场效应晶体管的标称电导大致等于第一电子元件电导的不精确度。
——与第二电子元件相关的第一附加场效应晶体管的标称电导大致等于第二电子元件电导的不精确度。
——每个随后的附加场效应晶体管的标称电导与前一个相比大致减半。
——控制单元把每个场效应晶体管的栅极连至公共栅极或公共源极。
20.制造一种电子线路的方法，包含以下步骤：
——提供第一电子元件，
——提供至少一个附加晶体管，每个附加晶体管有特定的标称电导，其特征在于以下步骤
——由一个电子调节装置通过控制所说的附加晶体管的栅极电压来控制所说的电子线路的电导误差。
21.权利要求20中的方法，其特征在于提供一个场效应晶体管作为第一电子元件。
22.权利要求20中的方法，其特征在于提供一个电阻作为第一电子元件的步骤。
23.权利要求20-22任一个中的方法，其特征在于以下步骤：
提供场效应晶体管作为附加晶体管；
将所有场效应晶体管的源极接至公共源极；
将所有场效应晶体管的漏极接至公共漏极；
单独控制每个场效应晶体管的栅极电压。
24.权利要求23中的方法，其特征在于把每个场效应晶体管的栅极接至公共栅极或公共源极的步骤。
25.制造电子开关的方法，所说电子开关包含第一和第二电子元件，其中每个具有给定不精确度的特定标称电导，其特征在于以下步骤：
——为第一和第二电子元件的每个提供至少一个附加晶体管，每个附加晶体管具有特定的标称电导。
——通过电子调节装置调整开关的电导误差
26.权利要求25中的方法，其特征在于以下步骤：
提供场效应晶体管作为附加晶体管；
将所有场效应晶体管的源极接至公共源极；
将和第一电子元件相关的所有场效应晶体管的漏极一起连接，构成第一公共漏极；
将第二电子元件和与第二电子元件相关的附加场效应晶体管的漏极一起连接，构成第二公共漏极；
单独控制每个场效应晶体管的栅极电压。
27.权利要求26中的方法，其特征在于将每个场效应晶体管的栅极连至公共栅极或公共源极的步骤。
28.权利要求25-27任一个中的方法，其特征在于根据开关的期望电导来控制开关的电导误差的步骤。
29.权利要求25-27任一个中的方法，其特征在于根据开关的期望电导和至少一个和开关串联的其它元件来控制开关电导误差的步骤。
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