DE4300984B4 - Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe - Google Patents
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Abstract
Analoge
Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe in Form einer integrierten Schaltung,
umfassend:
(a) einen Abtast-MOSFET (6), dessen Drainelektrode mit einer Ausgangsleitung (12) verbunden ist, dessen Sourceelektrode so angeschlossen ist, dass sie eine analoge Eingangsspannung (VIN1) empfängt, und der eine Gateelektrode und eine Körperelektrode aufweist, gekennzeichnet durch
(b) eine erste Einrichtung (11) zum Aufrechterhalten einer konstanten Spannung zwischen der Körperelektrode und der Sourceelektrode;
(c) eine zweite Einrichtung (21, 24), die zwischen die Gateelektrode und die Sourceelektrode geschaltet ist, um eine konstante Gate/Source-Spannung am Abtast-MOSFET als Antwort auf einen konstanten Strom (I), der durch diese zweite Einrichtung fließt, aufrechtzuerhalten; und
(d) eine dritte Einrichtung (26, 27, 31), die mit der zweiten Einrichtung verbunden ist, um zu erzwingen, dass der konstante Strom im Wesentlichen unabhängig von der analogen Eingangsspannung durch die zweite Einrichtung fließt.
(a) einen Abtast-MOSFET (6), dessen Drainelektrode mit einer Ausgangsleitung (12) verbunden ist, dessen Sourceelektrode so angeschlossen ist, dass sie eine analoge Eingangsspannung (VIN1) empfängt, und der eine Gateelektrode und eine Körperelektrode aufweist, gekennzeichnet durch
(b) eine erste Einrichtung (11) zum Aufrechterhalten einer konstanten Spannung zwischen der Körperelektrode und der Sourceelektrode;
(c) eine zweite Einrichtung (21, 24), die zwischen die Gateelektrode und die Sourceelektrode geschaltet ist, um eine konstante Gate/Source-Spannung am Abtast-MOSFET als Antwort auf einen konstanten Strom (I), der durch diese zweite Einrichtung fließt, aufrechtzuerhalten; und
(d) eine dritte Einrichtung (26, 27, 31), die mit der zweiten Einrichtung verbunden ist, um zu erzwingen, dass der konstante Strom im Wesentlichen unabhängig von der analogen Eingangsspannung durch die zweite Einrichtung fließt.
Description
- Die Erfindung betrifft MOSFET-Abtastschaltstufen, insbesondere eine Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe, die mit einer einzigen Versorgungsspannung arbeitet, ein Eingangssignal erhält, das im Bereich zwischen einem Wert über und einem Wert unter der Massespannung liegt, und die dennoch im MOSFET über den gesamten Bereich der Eingangsspannungen einen konstanten Kanalwiderstand erzeugt, was demgemäß zu niedriger harmonischer Gesamtverzerrung eines abgetasteten Eingangssignals führt.
- Die JP-A 61099998 offenbart eine MOSFET-Abtastschaltstufe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
- Eine weitere gattungsgemäße MOSFET-Abtaststufe ist aus der DE-A 41 25 411 bekannt.
-
2 zeigt Anschlüsse während des "Nachlauf"- oder "Abtast"-Modus eines herkömmlichen analogen Abtastschalters, der einen n-Kanal-MOSFET6 aufweist, dessen Gateelektrode mit einer Spannung +V verbunden ist, dessen Source über eine Leitung17 so angeschlossen ist, daß sie eine analoge Eingangsspannung VIN empfängt, und dessen Drain über einen Abtastkondensator13 mit einer Ausgangsleitung15 verbunden ist. Die Leitung15 ist mit einem durch ein Bezugszeichen15 gekennzeichneten CDAC(Kondensator-D/A-Wandler)-Schaltkondensatorarray und einem Komparator verbunden, dessen Ausgang mit einem (nichtdargestellten) Register für sukzessive Approximation verbunden ist. - Ein Problem bei der Schaltung gemäß
2 geht dahin, daß die Gate/Source-Spannung (die teilweise den Kanalwiderstand RDS des MOSFET6 bestimmt) relativ niedrig ist und typischerweise nur einige wenige Volt beträgt. Die Gate/Source-Spanung des MOSFET6 ändert sich mit Änderungen der Spannung vIN beträchtlich, was dazu führt, daß sich der Kanalwiderstand des Abtast-MOSFET6 ändert. Ferner hängt die Schwellenspannung VTH des MOSFET6 , die ebenfalls den Kanalwiderstand beeinflußt, stark von der Spannung zwischen der Sourceelektrode und der Körperelektrode ab. Die Source/Körper-Spannung schwankt mit Änderungen von VIN beträchtlich, was weitere Änderungen des Kanalwiderstandes des Abtast-MOSFET6 als Funktion der Eingangsspannung VIN hervorruft. Demgemäß wird harmonische Verzerrung mit beträchtlichem Ausmaß im abgetasteten Wert der Spannung VIN erzeugt, die im Abtastkondensator13 gespeichert wird, wenn dieser über den nichtlinearen Kanalwiderstand RDS des Abtast-MOSFET6 geladen wird. - Wenn die Leitung
15 mit dem Kondensatorarray eines CDAC (Kondensator-D/A-Wandler) verbunden ist, erzeugt eine derartige harmonische Verzerrung Fehler im digitalen Ausgangswort, das durch den A/D-Wandler erzeugt wird, um die zeitlich variable analoge Eingangsspannung VIN zu repräsentieren. - Es wäre wünschenswert, eine analoge Abtastschaltstufe anzugeben, die in einem Schalt-MOSFET selbst dann einen konstanten Kanalwiderstand erzeugt, wenn die Schaltung mit einer einzigen Spannungsversorgung von 5 Volt arbeitet, und selbst dann, wenn das analoge Eingangssignal z. B. ein sinusförmiger Signalzug mit bipolaren Werten zwischen +10 Volt und –10 Volt ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine MOSFET-Abtastschaltstufe anzugeben, die das Einführen harmonischer Verzerrungen in die Abtastrepräsentation einer analogen Ein gangsspannung vermeidet, aber dennoch mit einer einzigen Versorgungsspannung auskommt.
- Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine analoge Abtastschaltstufe für einen CDAC in einem A/D-Wandler anzugeben, der mit einer einzigen Spannungsversorgung von 5 Volt bei einer analogen Eingangsspannung arbeitet, die Werte einnimmt, die wesentlich über und unter der Massespannung liegen, wobei die von der Abtastschaltstufe in die abgetastete Spannung eingeführte harmonische Verzerrung sehr klein ist.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nachlaufgenauigkeit sowohl der Spannung der Körperelektrode als auch der Spannung der Gateelektrode relativ zur Spannung der Sourceelektrode des Abtast-MOSFET
6 zu erzielen, die bei der Nyquistfrequenz nur etwa 10 bis 20 Millivolt beträgt. - Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstantstromquellenschaltung mit hoher Eingangsimpedanz anzugeben, die einen konstanten Wert des Ausgangsstroms bei sehr niedriger Ausgangsspannung von z. B. nur 0,3 Volt aufrechterhalten kann.
- Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben.
- Eine Ausführungsform weist drei Operationsverstärker, einen Abtast-MOSFET sowie einen ersten und einen zweiten weiteren MOSFET auf, wobei dafür gesorgt wird, daß ein konstanter Strom durch den zweiten MOSFET fließt. Dadurch hält der zweite Operationsverstärker eine konstante Gate/Source-Spannung des Abtast-MOSFET aufrecht, die im wesentlichen zu einer konstanten Gate/Source-Spannung des ersten MOSFET führt, wodurch der Kanalwiderstand des Abtast- MOSFET selbst bei sich ändernder analoger Eingangsspannung konstantgehalten wird, was zu geringer harmonischer Gesamtverzerrung innerhalb der Abtastschaltstufe führt. Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es unten beschrieben wird, ist die Abtastschaltstufe innerhalb eines A/D-Wandlers mit sukzessiver Approximation enthalten, der ein CDAC-Schaltkondensatorarray, einen Komparator und ein Register für sukzessive Approximation aufweist.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
1 ist ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Bootstrap-Abtastschalters. -
2 ist ein schematisches Schaltbild eines herkömmlichen MOSFET-Abtastschalters. -
3 ist ein schematisches Schaltbild eines der Operationsverstärker in1 . - Gemäß
1 empfängt eine Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe1 über eine Leitung17 eine sinusförmige Eingangsspannung VIN, die zwischen +10 Volt und –10 Volt schwankt. Ein Widerstand von 20 kOhm ist zwischen die Leitung17 und eine Leitung5 geschaltet. Ein Widerstand3 von 4 kOhm ist zwischen eine Bezugsspannung von +2,5 Volt und die Leitung5 geschaltet. Ein Widerstand4 von 10 kOhm ist zwischen die Leitung5 und Masse geschaltet. Von dem durch die Widerstände2 ,3 und4 gebildeten Spannungsteiler wird aus der um ±10 Volt schwankenden Spannung VIN auf der Leitung5 eine herabgesetzte Eingangsspannung VIN1 erzeugt, deren Signalpegel zwischen 0,3 Volt und 2,8 Volt liegen. - Die Sourceelektrode eines n-Kanal-Abtast-MOSFET
6 ist über die Leitung5 mit den nichtinvertierenden Eingängen von Operationsverstärkern11 und21 verbunden. Eine Körperelektrode des Abtast-MOSFET6 ist über einen Schalter29A und eine Leitung10 mit dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers11 verbunden. Die Draineleketrode des Abtast-MOSFET6 ist über eine Leitung12 mit einem Anschluß eines Abtastkondensators13 verbunden, dessen anderer Anschluß mit der Leitung15 verbunden ist. Die Leitung12 ist über einen Schalter14A mit einer Bezugsspannung VREF verbunden, die mit der oben genannten Versorgungsspannung von +2,5 Volt übereinstimmen kann oder bei der es sich um eine andere Spannung handeln kann. Die Leitung12 ist über einen Schalter14B mit Masse verbunden. Der Schalter14A schließt sich auf eine Spannung VTEST1 hin, und der Schalter14B schließt sich auf eine Spannung VTEST2 hin, um ein Testen des höchstsignifikanten Bits zu bewirken, wie dies in1 dargestellt ist, wobei mit dem höchstsignifikanten Bit eines CDAC(Kondensator-D/A-Wandler)-Kondensatorarrays begonnen wird, das den Abtastkondensator13 und ein Schaltkondensatorarray beinhaltet, das durch das Bezugszeichen16 gekennzeichnet ist. Der Test wird durch den Komparator19 und ein Register für sukzessive Approximation SAR30 ausgeführt. Die Leitung15 ist über einen Schalter14C mit der Spannung +VREF verbunden, bei der es sich um dieselbe handeln kann wie die Bezugsspannung von +2,5 Volt oder um eine andere Spannung. Der Schalter14C schließt auf eine Spannung VABTAST hin. Ein Schalter29B verbindet die Körperelektrode des Abtast-MOSFET6 mit Masse. Ein Schalter29A schließt auf eine Spannung VCONTROL hin. Der Schalter29B schließt auf die SpannunV CONTROL hin. - Derjenige Teil des CDAC-Arrays, das durch das Bezugszeichen
16 gekennzeichnet wird, ist zwischen die Leitung15 und Masse geschaltet. Die Leitung15 ist auch mit einem Komparator19 verbunden, dessen Ausgang mit dem Register für sukzessive Approximation SAR30 verbunden ist, das (nichtdargestellte) Schalter im Schaltkondensatorarray16 sowie die Schalter14A und14B steuert, um dadurch einen A/D-Wandler zu bilden. Typischerweise vergleicht der Komparator19 die Spannung auf der Leitung15 beim Testen des aktuellen Bits mit einer Spannung, die von einem trimmbaren D/A-Wandler59 geliefert wird. - Die Gateelektrode des Abtast-MOSFET
6 ist über eine Leitung20 und einen Schalter22 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers21 verbunden. Der Schalter22 schließt sich auf das Steuersignal VCONTROL hin. Die Leitung ist auch über einen Schalter23 mit Masse verbunden. Der Schalter23 schließt sich auf das SignalV CONTROL hin. Der Ausgang des Operationsverstärkers21 ist auch mit der Gateelektrode des n-Kanal-MOSFET24 verbunden. - Die Drainelektrode des MOSFET
24 ist mit einer Leitung zur positiven Spannungsversorgung verbunden. Die Sourceelektrode des MOSFET24 ist über eine Leitung25 mit dem invertierenden Eingang der Operationsverstärkers21 und mit der Drainelektrode des n-Kanal-MOSFET26 verbunden. Die Sourceelektrode eines MOSFET26 ist über eine Leitung28 mit einem Anschluß eines einstellbaren Widerstandes27 sowie mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers31 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes ist mit Masse verbunden. - Der Ausgang des Operationsverstärkers
31 ist an die Gateelektrode des MOSFET26 angeschlossen. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers31 ist über eine Leitung32 mit der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen33 und34 verbunden, die in Reihe zwischen die Bezugsspannung von +2,5 V und Masse geschaltet sind, um auf der Leitung32 und demgemäß auf der Leitung28 einen Pegel von 0,2 Volt zu erzeugen. Die Bezugsspannung von 2,5 Volt kann dieselbe sein wie die Spannung VREF, oder es kann eine andere Spannung sein, und der Pegel von 0,2 Volt kann durch einen anderen Wert ersetzt werden. - Es ist zu beachten, daß der Kanalwiderstand des Abtast-MOSET
6 in bezug auf Änderungen von VIN sehr nichtlinear ist. Problematisch ist auch die Tatsache, daß die parasitäre Kapazität7A von der Source des Abtast-MOSFET6 zu ihrer p-Wanne oder ihrer Körperelektrode eine relativ große, nichtlineare pn-Übergang-Kapazität ist. Entsprechend ist die parasitäre Kapazität7B vom Drain zur p-Wanne oder zur Körperelektrode des Abtast-MOSFET6 eine relativ große, nichtlineare pn-Übergang-Kapazität. Auch parasitäre Kapazitäten7C und7D sind etwas nichtlinear. Da die parasitären Kapazitäten7A –D groß und nichtlinear sind, wird angenommen, daß ein Teil des Eingangsstroms, der den Abtastkondensator13 laden soll, verlorengeht, da er die parasitären Kondensatoren7A –7D lädt. - Wenn im Betrieb die Schalter
14C ,22 und29A geschlossen werden und die verbleibenden Schalter in1 offenbleiben, führt das Abtasten der verkleinerten, sich zeitlich verändernden Eingangsspannung VIN1 auf der Leitung5 durch den Abtast-MOSFET6 zu einer Wiedergabe von VIN1 mit geringer Verzerrung am Abtastkondensator13 . Dies, da der Operationsverstärker11 die Körperelektrodenspannung des Abtast-MOSFET6 auf nahezu der Sourcespannung VIN1 hält und da der Operationsverstärker21 die Gate/Source-Spannung des Abtast-MOSFET6 auf einem konstanten Wert hält, der nahezu der konstanten Gate/Source-Spannung des MOSFET24 entspricht. Das Letztere wird dadurch erzielt, daß der Operationsverstärker21 im wesentlichen gleiche Spannungen auf den Leitungen5 und25 aufrechterhält. - Die Gate/Source-Spannung des MOSFET
24 wird trotz der sich stark ändernden Werte der Spannungen VIN und VIN1 dadurch auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten, daß dafür gesorgt wird, daß der Strom I, der durch den MOSFET24 fließt, im wesentlichen konstant ist. Der konstante Wert des Stroms I hält notwendigerweise den Kanalwiderstand und damit die Gate/Source-Spannung des MOSFET24 nahezu konstant, solange der MOSFET24 in seinem Stromsättigungs-Betriebsbereich verbleibt, und auch vorausgesetzt, daß die Kanallänge des MOSFET24 ausreichend lang dafür ist, daß eine merkliche Änderung der Spannung VGS des MOSFET24 beim konstanten Strom I vermieden wird, wenn sich die Drain/Source-Spannung des MOSFET24 mit Änderungen der Spannung VIN1 ändert (es ist zu beachten, daß der MOSFET24 theoretisch durch eine andere Widerstandsvorrichtung ersetzt werden könnte, die zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers21 geschaltet ist, solange der Strom I auf einem geeigneten konstanten Wert gehalten wird, damit die Spannung VGS des MOSFET6 konstantgehalten wird.) Da der Minimalwert der Spannung VIN10 ,3 Volt beträgt, wird die Spannung auf der Leitung28 durch den Operationsverstärker31 auf einer niedrigeren Spannung gehalten, die zu 0,2 Volt gewählt ist, wobei der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers durch die Spannungsteilerschaltung33 ,34 auf 0,2 Volt gehalten wird. Der Operationsverstärker31 liefert daher die erforderliche Gate/Source-Spannung für den MOSFET26 , um den konstanten Strom I zu liefern, wie er erforderlich ist, um den konstanten Spannungsabfall von 0,2 Volt am Widerstand27 trotz großer Schwankungen der Drainspannung des MOSFET26 auf der Leitung25 aufrechtzuerhalten. - Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung betragen die Breite und Länge des Kanals des Abtast/MOSFET
6 500 μm bzw. 3 μm. Die Breite und Länge des Kanals des MOSFET24 betragen 24 μm bzw. 12 μm, wodurch eine Gate/Source-Spannung von ungefähr 1,5 Volt für einen Wert des Stroms I von ungefähr 30 μA erzeugt wird. Der MOSFET26 weist eine Kanalbreite von 500 μm und eine Kanallänge von 3 μm auf. - Während des Betriebs der Schaltung von
1 im "Nachlauf"-Modus sind die Ausgänge der Operationsverstärker11 und21 über die Schalter29A und22 mit der Körperelektrode bzw. der Gateelektrode des Abtast-MOSFET6 verbunden. Der Schalter14C ist geschlossen, so daß die der Spannung VIN1 folgende oder "nachlaufende" Spannung auf der Leitung12 am Abtastkondensator13 abfällt. Die Schalter29B ,23 ,14A und14B sind alle offen. - Um vom Nachlaufmodus in den "Halte"-Modus umzuschalten (bei dem der Wert der Spannung VIN1 am Abtastkondensator
13 zur Umwandlung in einen digitalen Wert genau "erfaßt" wird), wird der Schalter14C geöffnet. Dann werden die Schalter22 und29A geöffnet, um die Ausgänge der Operationsverstärker11 und12 von der Körperelektrode bzw. der Gateelektrode des Abtast-MOSFET6 abzutrennen. Die Schalter23 und29B werden geschlossen, um die Körperelektrode und die Gateelektrode des Abtast-MOSFET6 mit Masse zu verbinden, um sicherzustellen, daß er völlig abgeschaltet ist. Dann können die Schalter14A und14B selektiv während herkömmlicher sukzessiver Approximation geöffnet und geschlossen werden, mit der die aktuell am Abtastkondensator13 erfaßte Spannung Bit für Bit getestet wird, wobei mit dem höchstsignifikanten Bit begonnen wird, bis der Inhalt des SAR30 den aktuell abgetasteten Wert der Spannung VIN1 und damit den Wert der Spannung VIN repräsentiert. - Es ist zu beachten, daß die abgetastete Eingangsspannung an mehr Kondensatoren als nur dem Kondensator
13 für das höchstsignifikante Bit erfaßt werden kann. Der Fachmann erkennt, daß die Schaltungsanordnung so ausgebildet werden kann, daß die Eingangsspannung an zweien oder dreien oder sogar allen Bitkondensatoren des CDAC abgetastet werden kann. - Es ist zu beachten, daß beim CMOS-Herstellprozeß, wie er für das Ausführungsbeispiel von
1 verwendet wird, kein p-Kanal-Sourcefolgertransistor statt des Operationsverstärkers11 verwendet werden könnte, da die Körperelektrode eines solchen p-Kanal-Sourcefolger-MOSFET auf +5 Volt liegen würde. Daher würde eine beträchtliche Schwankung in der Source/Körper-Spannung und demgemäß in der Schwellenspannung des Sourcefolger-MOSFET bei Änderungen von VIN vorliegen, was zu beträchtlicher Nichtlinearität und harmonischer Verzerrung der abgetasteten Ausgangsspannung führen würde. Der Lösungsansatz zum Erzielen von Linearität des Kanalwiderstandes eines analogen Abtastschalters, wie er in der oben genannten Anmeldung beschrieben wurde, kann nicht verwendet werden, wenn asynchrones Schalten des Abtast-MOSFET erforderlich ist, solange nicht eine freilaufende Taktschaltung bereitgestellt wird, um die Bootstrap-Schaltung zu betreiben, die in jener Patentanmeldung offenbart wird. - Die Realisierung der drei Operationsverstärker
11 ,21 und31 ist unkompliziert.3 zeigt eine Realisierung für den Operationsverstärker21 . In3 bilden p-Kanal-MOSFETs40 und41 ein Differenzbildungs-Eingangspaar mit Lastvorrichtungen, die von n-Kanal-MOSFETs42 bzw.43 in Diodenschaltung gebildet werden. Der Strom durch den MOSFET43 wird vom n-Kanal-MOSFET54 so gespiegelt, daß er durch einen n-Kanal-Kaskode-MOSFET53 fließt, dessen Drainelektrode mit einer Ausgangsleitung57 verbunden ist. Ein Kondensator55 und ein Widerstand56 mit 5 kOhm bilden ein Kompensationsnetzwerk. Der Strom durch den Last-MOSFET42 in Diodenschaltung wird von einem n-Kanal-MOSFET45 durch einen Kaskode-MOSFET46 einen p-Kanal-MOSFET47 in Diodenschaltung gespiegelt, bei dem es sich um die Steuereinrichtung eines pnp-Stromspiegels mit dem p-Kanal-MOSFET52 handelt. Der Drain des MOSFET52 ist mit der Ausgangsleitung57 verbunden. Diese Konfiguration sorgt für hohe Ausgangsimpedanz auf der Leitung57 , was erwünscht ist, um die Leerlauf schleifenverstärkung des Operationsverstärkers zu erhöhen, um die Nachführung der Spannungen der Körperelektrode und der Gateelektrode des MOSFET6 relativ zu seiner Sourcespannung zu verbessern. Die p-Kanal-MOSFETs48 ,44 und51 bilden einen Stromspiegel, um einen konstanten Ruhestrom IBIAS durch die n-Kanal-MOSFETs49 und50 in Diodenschaltung zu erzeugen, die die Kaskode-MOSFETs46 und53 mit Ruhestrom versorgen. - Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung gibt eine Abtastschaltung mit einer einzigen Versorgungsspannung an, welche Schaltung sehr genaues Bootstrapping einer analogen Eingangsspannung VIN1 an die Körperelektrode und die Gateelektrode des Abtast-MOSFET
6 innerhalb einer Abweichung von nur 10 bis 20 Millivolt von der analogen Eingangsspannung VIN1 bei der Nyquistfrequenz ergibt, ohne daß es zu übermäßiger harmonischer Verzerrung kommt, wie sie bei einer Änderung des Kanalwiderstandes des Abtast-MOSFET beim herkömmlichen Lösungsansatz wie in2 hervorgerufen würde. Dieses Ergebnis wird selbst dann erzielt, wenn sich die Eingangsspannung sowohl über als auch unter die Massespannung ändert.
Claims (4)
- Analoge Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe in Form einer integrierten Schaltung, umfassend: (a) einen Abtast-MOSFET (
6 ), dessen Drainelektrode mit einer Ausgangsleitung (12 ) verbunden ist, dessen Sourceelektrode so angeschlossen ist, dass sie eine analoge Eingangsspannung (VIN1) empfängt, und der eine Gateelektrode und eine Körperelektrode aufweist, gekennzeichnet durch (b) eine erste Einrichtung (11 ) zum Aufrechterhalten einer konstanten Spannung zwischen der Körperelektrode und der Sourceelektrode; (c) eine zweite Einrichtung (21 ,24 ), die zwischen die Gateelektrode und die Sourceelektrode geschaltet ist, um eine konstante Gate/Source-Spannung am Abtast-MOSFET als Antwort auf einen konstanten Strom (I), der durch diese zweite Einrichtung fließt, aufrechtzuerhalten; und (d) eine dritte Einrichtung (26 ,27 ,31 ), die mit der zweiten Einrichtung verbunden ist, um zu erzwingen, dass der konstante Strom im Wesentlichen unabhängig von der analogen Eingangsspannung durch die zweite Einrichtung fließt. - Analoge Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe in Form einer integrierten Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung einen ersten MOSFET (
24 ) aufweist, der an die Einrichtung zum Erzwingen des konstanten Stroms angeschlossen ist, um die konstante Gate/Source-Spannung am Abtast-MOSFET während der Abtastperiode zu erzeugen. - Analoge Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe in Form einer integrierten Schaltung nach Anspruch 1, wobei (i) eine Spannungsteiferschaltung (
2 ,3 ,4 ) ein analoges Eingangssignal (VIN) an die Sourceelektrode (5 ) des Abtast-MOSFET koppelt; (ii) die erste Einrichtung einen ersten Operationsverstärker (11 ) einschließt, dessen nichtinvertierender Eingang mit der Sourceelektrode des Abtast-MOSFET verbunden ist und dessen invertierender Eingang mit seinem Ausgang und einer Körperelektrode des Abtast-MOSFET verbunden ist; (iii) die zweite Einrichtung einen zweiten Operationsverstärker (21 ) einschließt, dessen Ausgang mit der Gateelektrode des Abtast-MOSFET verbunden ist und dessen nichtinvertierender Eingang an die Sourceelektrode des Abtast-MOSFET angeschlossen ist; (iv) die zweite Einrichtung ferner einen ersten MOSFET (24 ) einschließt, dessen Gateelektrode mit der Gateelektrode des Abtast-MOSFET verbunden ist, dessen Drainelektrode so angeschlossen ist, dass sie eine positive Versorgungsspannung empfängt, und dessen Sourceelektrode mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist; und (v) die dritte Einrichtung einen zweiten MOSFET (26 } einschließt, dessen Drainelektrode mit der Sourceelektrode des ersten MOSFET verbunden ist; einen Widerstand (27 ), der zwischen die Sourceelektrode des zweiten MOSFET und eine Bezugsspannungsleitung geschaltet ist; und einen dritten Operationsverstärker (31 ), dessen Ausgang mit der Gateelektrode des zweiten MOSFET verbunden ist, dessen nichtinvertierender Eingang mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist, und dessen invertierender Eingang mit der Sourceelektrode des zweiten MOSFET verbunden ist; wodurch ein konstanter Strom (I) durch den ersten MOSFET fließt und dessen Gate/Source-Spannung konstanthält, wodurch die Gate/Source-Spannung des Abtast-MOSFET selbst bei großen Schwankungen des analogen Eingangssignals konstantgehalten wird. - Analoge Bootstrap-MOSFET-Abtastschaltstufe in Form einer integrierten Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsteilerschaltung einen ersten Widerstand (
2 ), der das analoge Eingangssignal an die Sourceelektrode des Abtast-MOSFET koppelt, einen zweiten Widerstand (4 ), der die Sourceelektrode des Abtast-MOSFET mit einer Massespannungsleitung verbindet, und einen dritten Widerstand (3 ) aufweist, der die Sourceelektrode des Abtast-MOSFET mit einer Bezugsspannungsleitung verbindet.
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