JP2000232348A - Sample-and-hold circuit - Google Patents

Sample-and-hold circuit

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JP2000232348A
JP2000232348A JP11033902A JP3390299A JP2000232348A JP 2000232348 A JP2000232348 A JP 2000232348A JP 11033902 A JP11033902 A JP 11033902A JP 3390299 A JP3390299 A JP 3390299A JP 2000232348 A JP2000232348 A JP 2000232348A
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control signal
sample
circuit
voltage
hold
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昌利 ▲高▼田
Masatoshi Takada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sample-and-hold circuit which suppresses an increase in chip cost, reduces influence due to clock feed through in a broadband and has a few errors by controlling to change the control voltage of a sample switch stepwise when the sample switch is turned off. SOLUTION: This sample-and-hold circuit 10 has a control circuit 12 controlling the control voltage of a sample switch SW in addition to the sample switch and a hold capacitor CH. The circuit 12 controls so as to change the control voltage stepwise when the switch SW is turned off. Then, the circuit 12 has an inverter 22, a delay circuit 24, an OR gate 26 and an inverter 28 in addition to a control signal generation circuit 18 generating a control signal PG controlling the control voltage of a PMOS 14 and a control signal generation circuit 20 generating a control signal NG controlling the control voltage of an NMOS 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サンプルホールド
回路におけるクロックフィードスルーの影響を低減させ
る技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for reducing the influence of clock feedthrough in a sample and hold circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、サンプルホールド回路は、ア
ナログ入力電圧をサンプリングするサンプルスイッチ
と、このサンプルスイッチによってサンプリングされた
アナログ入力電圧を保持し、これをアナログ出力電圧と
して出力するホールドコンデンサとにより構成される。
サンプルホールド回路では、サンプルスイッチを一旦オ
ンしてオフすることにより、サンプルスイッチをオフし
た時点でのアナログ入力電圧がホールドコンデンサに保
持される。
2. Description of the Related Art Generally, a sample and hold circuit includes a sample switch for sampling an analog input voltage and a hold capacitor for holding the analog input voltage sampled by the sample switch and outputting the analog input voltage as an analog output voltage. Be composed.
In the sample and hold circuit, by turning on and off the sample switch once, the analog input voltage at the time when the sample switch is turned off is held in the hold capacitor.

【0003】サンプルスイッチとしては通常トランジス
タが使用される。したがって、サンプルスイッチをオフ
させた時に、トランジスタのゲート・ソース間、ゲート
・ドレイン間に存在する寄生容量がホールドコンデンサ
に合成され、ホールドコンデンサに保持されるホールド
電圧が変動してしまう。このように、サンプルスイッチ
の寄生容量の影響により、ホールドコンデンサのホール
ド電圧が変動する現象をクロックフィードスルーとい
う。
A transistor is usually used as a sample switch. Therefore, when the sample switch is turned off, the parasitic capacitance existing between the gate and the source and between the gate and the drain of the transistor is combined with the hold capacitor, and the hold voltage held by the hold capacitor fluctuates. Such a phenomenon that the hold voltage of the hold capacitor fluctuates due to the influence of the parasitic capacitance of the sample switch is called clock feedthrough.

【0004】このクロックフィードスルーの影響によっ
て、ホールドコンデンサに保持されるホールド電圧の誤
差量はアナログ入力電圧の入力レベルに依存しており、
アナログ入力電圧が電源とグランドとの中間電位に近づ
くにつれて小さくなり、逆に、電源あるいはグランドに
近づくにつれて大きくなる傾向にある。このため、例え
ばサンプルホールド回路を用いるアナログデジタル変換
回路等では、リニアリティ等の諸特性の劣化につなが
る。
Due to the influence of the clock feedthrough, the error amount of the hold voltage held in the hold capacitor depends on the input level of the analog input voltage.
The analog input voltage tends to decrease as it approaches the intermediate potential between the power supply and the ground, and conversely, tends to increase as it approaches the power supply or the ground. Therefore, for example, in an analog-to-digital conversion circuit using a sample-and-hold circuit, various characteristics such as linearity are deteriorated.

【0005】従来のサンプルホールド回路では、クロッ
クフィードスルーの影響を低減するために、クロックフ
ィードスルーによるホールド電圧のずれが問題とならな
い程度までサンプルスイッチのトランジスタサイズを小
さくしたり、ホールドコンデンサの容量を増加させ、ホ
ールドコンデンサの容量とトランジスタの寄生容量との
比を大きくしている。また、ダミートランジスタやダミ
ー容量等を使用してクロックフィードスルーの影響を相
殺する方式等が広く用いられている。
In the conventional sample and hold circuit, in order to reduce the influence of clock feedthrough, the transistor size of the sample switch is reduced or the capacitance of the hold capacitor is reduced to such an extent that the shift of the hold voltage due to clock feedthrough does not cause a problem. The ratio between the capacitance of the hold capacitor and the parasitic capacitance of the transistor is increased. In addition, a method of using a dummy transistor, a dummy capacitor, or the like to cancel the influence of clock feedthrough is widely used.

【0006】また、例えば本出願人に係る特開平7−8
6935号公報には、容量増加用スイッチを介して、ア
ナログ出力電圧とグランドとの間に容量増加用コンデン
サを設け、サンプルスイッチをオフさせる時に、容量増
加用スイッチをオンさせて、容量増加用コンデンサとホ
ールドコンデンサを合成し、その容量値を増加させるこ
とにより、クロックフィードスルーによる影響を低減す
るサンプルホールド回路が提案されている。
[0006] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent No. 6935 discloses that a capacitor for increasing the capacitance is provided between the analog output voltage and the ground via a switch for increasing the capacitance, and the switch for increasing the capacitance is turned on when the sample switch is turned off. A sample-and-hold circuit has been proposed in which the effect of clock feedthrough is reduced by combining a capacitor with a hold capacitor and increasing the capacitance value.

【0007】しかし、これらの方式は、いずれもレイア
ウト面積の大幅な増加を伴うため、サンプルホールド回
路を多用する回路では、チップコストが著しく上昇する
という問題点がある。また、サンプルスイッチのトラン
ジスタのオン抵抗値Rやホールドコンデンサの容量値C
が大きくなり、時定数CRが大きくなるため、高速動作
させることができず、サンプルホールド回路の動作周波
数帯域を広帯域化するのが困難であるという問題点もあ
る。
However, all of these methods involve a significant increase in the layout area, so that a circuit using a lot of sample and hold circuits has a problem that the chip cost is significantly increased. Also, the on-resistance value R of the transistor of the sample switch and the capacitance value C of the hold capacitor
And the time constant CR becomes large, so that high-speed operation cannot be performed, and it is difficult to widen the operating frequency band of the sample-and-hold circuit.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、チップコストを
上昇させることなく、広帯域特性を維持しつつ、クロッ
クフィードスルーの影響によるアナログ出力電圧の誤差
を低減させることができるサンプルホールド回路を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems based on the prior art, and to improve the analog output voltage due to the influence of clock feedthrough while maintaining a wide band characteristic without increasing the chip cost. It is an object of the present invention to provide a sample-and-hold circuit that can reduce the error of (1).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、アナログ入力電圧をサンプリングするサ
ンプルスイッチと、このサンプルスイッチによってサン
プリングされる前記アナログ入力電圧を保持し、これを
アナログ出力電圧として出力するホールドコンデンサ
と、前記サンプルスイッチをオフさせる時、当該サンプ
ルスイッチのコントロール電圧を段階的に変化させるよ
う制御する制御回路とを有することを特徴とするサンプ
ルホールド回路を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a sample switch for sampling an analog input voltage, holding the analog input voltage sampled by the sample switch, and outputting the analog output voltage to an analog output. The present invention provides a sample and hold circuit comprising: a hold capacitor that outputs a voltage; and a control circuit that controls the control voltage of the sample switch to change stepwise when the sample switch is turned off. .

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明のサンプルホールド回路を詳細
に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a sample and hold circuit according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

【0011】図1は、本発明のサンプルホールド回路の
一実施例の構成回路図である。図示例のサンプルホール
ド回路10は、サンプルスイッチSW、ホールドコンデ
ンサCHの他、サンプルスイッチSWのコントロール電
圧を制御する制御回路12を有する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a sample and hold circuit according to the present invention. The sample and hold circuit 10 in the illustrated example has a control circuit 12 that controls a control voltage of the sample switch SW in addition to the sample switch SW and the hold capacitor CH.

【0012】まず、サンプルスイッチSWは、アナログ
入力電圧AINをサンプリングするもので、図示例の場
合、P型MOSトランジスタ(以下、PMOSという)
14およびN型MOSトランジスタ(以下、NMOSと
いう)16を有する。これらのPMOS14およびNM
OS16は、その両端が、アナログ入力電圧AINとア
ナログ出力電圧SHOUTとの間に並列接続され、その
ゲートには、後述する制御信号PGおよび制御信号NG
が各々入力されている。
First, the sample switch SW is for sampling the analog input voltage AIN. In the illustrated example, the sample switch SW is a P-type MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS).
14 and an N-type MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS) 16. These PMOS 14 and NM
The OS 16 has both ends connected in parallel between the analog input voltage AIN and the analog output voltage SHOUT, and has a gate connected to a control signal PG and a control signal NG described later.
Are respectively input.

【0013】ホールドコンデンサCHは、サンプルスイ
ッチSWによってサンプリングされるアナログ入力電圧
AINを保持し、これをアナログ出力電圧SHOUTと
して出力するもので、図示例の場合、その両端は、アナ
ログ出力電圧SHOUTとグランドVSSとの間に接続
されている。なお、サンプルスイッチSWおよびホール
ドコンデンサCHは従来公知のものであり、本発明で
は、従来公知のものがいずれも適用可能である。
The hold capacitor CH holds the analog input voltage AIN sampled by the sample switch SW and outputs this as an analog output voltage SHOUT. In the illustrated example, both ends are connected to the analog output voltage SHOUT and the ground. Connected to VSS. The sample switch SW and the hold capacitor CH are conventionally known, and any of the conventionally known ones can be applied to the present invention.

【0014】続いて、制御回路12は、サンプルスイッ
チSWをオフさせる時に、そのコントロール電圧を段階
的に変化させるよう制御するもので、図示例の場合、P
MOS14のコントロール電圧を制御する制御信号PG
を発生する制御信号発生回路18、NMOS16のコン
トロール電圧を制御する制御信号NGを発生する制御信
号発生回路20の他、インバータ22、遅延回路24、
ORゲート26およびインバータ28を有する。
Subsequently, when the sample switch SW is turned off, the control circuit 12 controls the control voltage so as to change the control voltage in a stepwise manner.
Control signal PG for controlling the control voltage of MOS 14
, A control signal generating circuit 20 for generating a control signal NG for controlling the control voltage of the NMOS 16, an inverter 22, a delay circuit 24,
It has an OR gate 26 and an inverter 28.

【0015】制御回路12において、まず、制御信号発
生回路18は、NMOSN11,N12,N2およびP
MOSP3を有する。NMOSN11,N12,N2
は、電源VDDとグランドVSSとの間に直列接続さ
れ、NMOSN12とNMOSN2との接続点が制御信
号PGとされている。NMOSN11,N12のゲート
にはインバータ22の出力である制御信号SCLK ̄が
入力され、NMOSN2のゲートには制御信号SCLK
が入力されている。また、PMOSP3は、電源VDD
と制御信号PGとの間に接続され、そのゲートにはOR
ゲート26の出力である制御信号SCLK2が入力され
ている。
In the control circuit 12, first, the control signal generation circuit 18 includes NMOSs N11, N12, N2 and P
MOSP3 is provided. NMOS N11, N12, N2
Are connected in series between the power supply VDD and the ground VSS, and a connection point between the NMOS N12 and the NMOS N2 is used as a control signal PG. The control signal SCLK #, which is the output of the inverter 22, is input to the gates of the NMOSs N11 and N12, and the control signal SCLK is input to the gate of the NMOS N2.
Is entered. The PMOS P3 is connected to the power supply VDD.
And the control signal PG.
The control signal SCLK2 which is the output of the gate 26 is input.

【0016】これに対して、制御信号発生回路20は、
PMOSP1,P21,P22およびNMOSN3を有
する。PMOSP1,P21,P22は、電源VDDと
グランドVSSとの間に直列接続され、PMOSP1と
PMOSP21との接続点が制御信号NGとされてい
る。PMOSP1のゲートにはインバータ22の出力で
ある制御信号SCLK ̄が入力され、PMOSP21,
P22のゲートには制御信号SCLKが入力されてい
る。また、NMOSN3は、制御信号NGとグランドV
SSとの間に接続され、そのゲートにはインバータ28
の出力が入力されている。
On the other hand, the control signal generation circuit 20
It has PMOSs P1, P21, P22 and NMOS N3. The PMOSs P1, P21, and P22 are connected in series between the power supply VDD and the ground VSS, and a connection point between the PMOS P1 and the PMOS P21 is used as a control signal NG. A control signal SCLK # output from the inverter 22 is input to the gate of the PMOS P1.
The control signal SCLK is input to the gate of P22. The NMOS N3 is connected to the control signal NG and the ground V
SS, and the gate of the inverter 28
Output is input.

【0017】前述のインバータ22には制御信号SCL
Kが入力されている。遅延回路24は所定数のバッファ
を直列接続したもので、その初段のバッファには制御信
号SCLKが入力され、その最終段のバッファの出力が
ORゲート26の一方の入力端子に入力されている。O
Rゲート26の他方の入力端子にも制御信号SCLKが
入力されており、その出力は、制御信号SCLK2とし
て、前述のようにPMOSP3のゲートに入力されてい
る他、インバータ28にも入力されている。
The inverter 22 has a control signal SCL.
K has been entered. The delay circuit 24 has a predetermined number of buffers connected in series. The control signal SCLK is input to the first buffer, and the output of the last buffer is input to one input terminal of the OR gate 26. O
The control signal SCLK is also input to the other input terminal of the R gate 26, and its output is input to the gate of the PMOS P3 as described above and also to the inverter 28 as the control signal SCLK2. .

【0018】以下、図2に示すタイミングチャートを参
照しながら、本発明のサンプルホールド回路の動作につ
いて説明する。
Hereinafter, the operation of the sample and hold circuit of the present invention will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0019】図2のタイミングチャートに示すように、
制御信号SCLKはサンプルスイッチSWを制御する制
御信号PG,NGを生成する為の源信号であり、制御信
号SCLK ̄は、制御信号SCLKがインバータ22に
より反転された信号である。また、制御信号SCLK2
は、ORゲート26により、制御信号SCLKと遅延回
路24によって所定の一定時間遅延された制御信号SC
LKとの論理和をとったもので、制御信号SCLKに対
して、その立ち下がりタイミングが、遅延回路24の遅
延時間に相当する時間だけ遅延されている。
As shown in the timing chart of FIG.
Control signal SCLK is a source signal for generating control signals PG and NG for controlling sample switch SW, and control signal SCLK # is a signal obtained by inverting control signal SCLK by inverter 22. Also, the control signal SCLK2
Is a control signal SCLK delayed by an OR gate 26 and a control signal SC delayed by a predetermined fixed time by a delay circuit 24.
The logical sum with LK is taken, and the fall timing of the control signal SCLK is delayed by a time corresponding to the delay time of the delay circuit 24.

【0020】まず、制御信号SCLKがローレベルから
ハイレベルに変化した時、制御信号SCLK ̄はハイレ
ベルからローレベルに変化し、制御信号SCLK2はロ
ーレベルからハイレベルに変化する。
First, when the control signal SCLK changes from the low level to the high level, the control signal SCLK # changes from the high level to the low level, and the control signal SCLK2 changes from the low level to the high level.

【0021】これに応じて、制御回路12では、制御信
号発生回路18のNMOSN11,N12およびPMO
SP3がオフし、NMOSN2がオンする。また、制御
信号発生回路20のPMOSP1がオンし、PMOSP
21,P22およびNMOSN3はオフする。したがっ
て、制御信号PGは、NMOSN2を介してグランドV
SSの電圧レベルまでディスチャージされ、制御信号N
Gは、PMOSP1を介して電源VDDの電圧レベルま
でチャージアップされる。これにより、サンプルスイッ
チSWのPMOS14およびNMOS16はいずれもオ
ンし、アナログ入力電圧AINは、サンプルスイッチS
Wを介してホールドコンデンサCHに保持されるととも
に、アナログ出力電圧SHOUTとして出力される。
In response, the control circuit 12 controls the NMOS N11, N12 and PMO of the control signal generation circuit 18
SP3 turns off and NMOS N2 turns on. Further, the PMOSP1 of the control signal generation circuit 20 turns on, and the PMOSP1
21, P22 and NMOS N3 are turned off. Therefore, the control signal PG is applied to the ground V via the NMOS N2.
It is discharged to the voltage level of SS and the control signal N
G is charged up to the voltage level of the power supply VDD via the PMOS P1. As a result, both the PMOS 14 and the NMOS 16 of the sample switch SW are turned on, and the analog input voltage AIN is changed to the sample switch S.
While being held by the hold capacitor CH via W, it is output as an analog output voltage SHOUT.

【0022】続いて、制御信号SCLKがハイレベルか
らローレベルに変化した時、制御信号SCLK ̄はロー
レベルからハイレベルに変化するが、前述のように、制
御信号SCLK2は、遅延回路24の遅延時間に相当す
る時間の後ハイレベルからローレベルに変化する。
Subsequently, when the control signal SCLK changes from a high level to a low level, the control signal SCLK # changes from a low level to a high level. After the time corresponding to the time, it changes from the high level to the low level.

【0023】まず、制御信号SCLKがハイレベルから
ローレベルに変化した段階では、制御信号発生回路18
のNMOSN2がオフし、NMOSN11,N12がオ
ンする。また、制御信号発生回路20のPMOSP2
1,P22がオンし、PMOSP1はオフする。この
時、図2のタイミングチャートに示すように、制御信号
SCLK2はまだハイレベルのままであり、インバータ
28の出力もローレベルのままであるから、PMOSP
3およびNMOSN3はオフしたままの状態を維持す
る。
First, at the stage when the control signal SCLK changes from the high level to the low level, the control signal generation circuit 18
NMOSN2 is turned off, and NMOSN11 and N12 are turned on. The PMOSP2 of the control signal generation circuit 20
1, P22 is turned on, and PMOS P1 is turned off. At this time, as shown in the timing chart of FIG. 2, the control signal SCLK2 is still at the high level, and the output of the inverter 28 is also at the low level.
3 and NMOS N3 remain off.

【0024】これに応じて、制御信号PGは、NMOS
N11,N12を介してチャージアップされ、制御信号
NGは、PMOSP21,P22を介してディスチャー
ジされる。制御信号PGおよび制御信号NGの電圧レベ
ルが変化すると、この電圧レベルの変化に応じて、サン
プルスイッチSWのPMOS14およびNMOS16の
クロックフィードスルーによる影響がホールドコンデン
サCHに発生し、図2のタイミングチャートに示すよう
に、アナログ出力電圧SHOUTの電圧レベルはアナロ
グ入力電圧AINの電圧レベルから変動する。
In response, the control signal PG is output from the NMOS
It is charged up through N11 and N12, and the control signal NG is discharged through PMOSs P21 and P22. When the voltage levels of the control signal PG and the control signal NG change, an influence of the clock feedthrough of the PMOS 14 and the NMOS 16 of the sample switch SW occurs in the hold capacitor CH in accordance with the change of the voltage levels. As shown, the voltage level of the analog output voltage SHOUT varies from the voltage level of the analog input voltage AIN.

【0025】しかし、制御信号PGは、NMOSN1
1,N12を介してチャージアップされるため、基板バ
イアス効果等の影響により、電源VDD−(NMOSの
しきい値+α)の中間電位までしかチャージアップされ
ず、アナログ入力電圧AINの電圧レベルが、|アナロ
グ入力電圧AIN−制御信号PGの電圧レベル|>PM
OSのしきい値となる場合、すなわち、アナログ入力電
圧AINの電圧レベルが電源VDDに近い場合、サンプ
ルスイッチSWのPMOS14はオンの状態を維持す
る。
However, the control signal PG is output from the NMOS N1
1 and N12, only the intermediate potential of the power supply VDD- (the threshold value of the NMOS + α) is charged up due to the influence of the substrate bias effect and the like, and the voltage level of the analog input voltage AIN becomes | Analog input voltage AIN-Voltage level of control signal PG |> PM
When the threshold value of the OS is reached, that is, when the voltage level of the analog input voltage AIN is close to the power supply VDD, the PMOS 14 of the sample switch SW is kept on.

【0026】同じく、制御信号NGは、PMOSP2
1,P22を介してディスチャージされるため、基板バ
イアス効果等の影響により、グランドVSS+(PMO
Sのしきい値+α)の中間電位までしかディスチャージ
されず、アナログ入力電圧AINの電圧レベルが、|ア
ナログ入力電圧AIN−制御信号NGの電圧レベル|>
NMOSのしきい値となる場合、すなわち、アナログ入
力電圧AINの電圧レベルがグランドVSSに近い場
合、サンプルスイッチSWのNMOS16はオンの状態
を維持する。
Similarly, the control signal NG is the PMOSP2
1 and P22, the ground VSS + (PMO
The discharge is performed only up to the intermediate potential of (the threshold value of S + α), and the voltage level of the analog input voltage AIN is | │analog input voltage AIN−voltage level of control signal NG│>
When the threshold value of the NMOS is reached, that is, when the voltage level of the analog input voltage AIN is close to the ground VSS, the NMOS 16 of the sample switch SW maintains the ON state.

【0027】したがって、アナログ入力電圧AINの電
圧レベルが電源VDDまたはグランドVSSに近い場合
には、サンプルスイッチSWがオン状態を維持するた
め、ホールドコンデンサCHのホールド電圧は、所定の
一定時間の後アナログ入力電圧AINの電圧レベルに戻
る。言い換えれば、遅延回路24の遅延時間は、ホール
ドコンデンサCHのホールド電圧が、アナログ入力電圧
AINの電圧レベルに戻るのに必要な所定の一定時間を
作るためのものである。
Therefore, when the voltage level of the analog input voltage AIN is close to the power supply VDD or the ground VSS, the sample switch SW is kept on, and the hold voltage of the hold capacitor CH is changed to the analog voltage after a predetermined time. It returns to the voltage level of the input voltage AIN. In other words, the delay time of the delay circuit 24 is for making a predetermined constant time necessary for the hold voltage of the hold capacitor CH to return to the voltage level of the analog input voltage AIN.

【0028】これに対して、アナログ入力電圧AIN
が、電源VDDとグランドVSSの中間電位に近い場合
には、サンプルスイッチSWのPMOS14およびNM
OS16はいずれもオフするため、クロックフィードス
ルーによる影響が発生する。しかし、この場合、クロッ
クフィードスルーによる影響は極く僅かであり、アナロ
グ出力電圧SHOUTの電圧変化量を許容範囲内に収め
ることができる。
On the other hand, the analog input voltage AIN
Is close to the intermediate potential between the power supply VDD and the ground VSS, the PMOS 14 and NM of the sample switch SW
Since the OS 16 is turned off, the influence of clock feedthrough occurs. However, in this case, the influence of the clock feedthrough is extremely small, and the voltage change amount of the analog output voltage SHOUT can be kept within an allowable range.

【0029】続いて、前述のように、制御信号SCLK
がハイレベルからローレベルに変化してから、遅延回路
24の遅延時間に相当する時間の後、制御信号SCLK
2がハイレベルからローレベルに変化し、インバータ2
8の出力はローレベルからハイレベルに変化する。
Subsequently, as described above, the control signal SCLK
Is changed from the high level to the low level, and after a time corresponding to the delay time of the delay circuit 24, the control signal SCLK
2 changes from high level to low level, and inverter 2
The output 8 changes from low level to high level.

【0030】これに応じて、制御信号発生回路18のP
MOSP3がオンし、制御信号PGは、このPMOSP
3を介して中間電位から電源VDDの電圧レベルまでチ
ャージアップされる。同じく、制御信号発生回路20の
NMOSN3もオンし、制御信号NGは、NMOSN3
を介して中間電位からグランドVSSの電圧レベルまで
ディスチャージされる。したがって、サンプルスイッチ
SWのPMOS14およびNMOS16はともにオフ
し、この時、クロックフィードスルーの影響により、ア
ナログ出力電圧SHOUTの電圧レベルはアナログ入力
電圧AINの電圧レベルから変動する。
In response, P of control signal generation circuit 18
MOSP3 is turned on, and the control signal PG is
3, the charge is charged up from the intermediate potential to the voltage level of the power supply VDD. Similarly, the NMOS N3 of the control signal generation circuit 20 is also turned on, and the control signal NG is
From the intermediate potential to the voltage level of the ground VSS. Therefore, both the PMOS 14 and the NMOS 16 of the sample switch SW are turned off. At this time, the voltage level of the analog output voltage SHOUT fluctuates from the voltage level of the analog input voltage AIN due to the influence of clock feedthrough.

【0031】しかしながら、本発明のサンプルホールド
回路10では、制御信号PGおよび制御信号NGを、一
旦、電源VDDとグランドVSSの中間電位に変化させ
た後、電源VDDおよびグランドVSSの電圧レベルに
変化させているため、すなわち、アナログ入力電圧AI
Nの電圧レベルが、電源VDDまたはグランドVSSの
電圧レベルに近い場合でも、アナログ入力電圧AINと
制御信号PGおよび制御信号NGとの電位差が小さいの
で、図2のタイミングチャートに示すように、クロック
フィードスルーによる影響は極く僅かであり、アナログ
出力電圧SHOUTの電圧変化量を許容範囲内に収める
ことができる。
However, in the sample and hold circuit 10 of the present invention, the control signal PG and the control signal NG are once changed to the intermediate potential between the power supply VDD and the ground VSS, and then changed to the voltage levels of the power supply VDD and the ground VSS. That is, the analog input voltage AI
Even when the voltage level of N is close to the voltage level of the power supply VDD or the ground VSS, since the potential difference between the analog input voltage AIN and the control signal PG and the control signal NG is small, as shown in the timing chart of FIG. The influence of the through is very small, and the voltage change amount of the analog output voltage SHOUT can be kept within an allowable range.

【0032】本発明のサンプルホールド回路10は、基
本的に以上のようなものである。なお、制御回路12の
具体的な回路構成は図示例のものに限定されず、同じ機
能を実現する他の回路構成であってももちろんよい。例
えば、図3に、本発明のサンプルホールド回路の別の実
施例の構成回路図を示す。このサンプルホールド回路3
0は、図1のサンプルホールド回路10と全く同じ機能
を他の回路構成を適用して構成したものである。
The sample and hold circuit 10 of the present invention is basically as described above. The specific circuit configuration of the control circuit 12 is not limited to the illustrated example, and may be another circuit configuration that realizes the same function. For example, FIG. 3 shows a configuration circuit diagram of another embodiment of the sample and hold circuit of the present invention. This sample hold circuit 3
Reference numeral 0 denotes a configuration in which the same function as that of the sample and hold circuit 10 in FIG. 1 is applied by applying another circuit configuration.

【0033】図3のサンプルホールド回路30と図1の
サンプルホールド回路10との違いは、制御信号発生回
路18のNMOSN11,N12の代わりにNMOSN
1を使用し、その一端に電源VDDではなく電源VDD
1を供給している点、制御信号発生回路18のPMOS
P3、および、制御信号発生回路20のPMOSP1に
電源VDDではなく電源VDD2を供給している点、な
らびに、制御信号発生回路20のPMOSP21,P2
2の代わりにPMOSP2を使用し、その一端にグラン
ドVSSではなく電源VDD3を供給している点であ
る。なお、上記以外の同一の構成要素には同一の符号を
付してある。
The difference between the sample-and-hold circuit 30 of FIG. 3 and the sample-and-hold circuit 10 of FIG.
1 at one end, not the power supply VDD but the power supply VDD
1 and the PMOS of the control signal generation circuit 18
P3 and the point that the power supply VDD2 is supplied instead of the power supply VDD to the PMOS P1 of the control signal generation circuit 20, and the PMOS P21 and P2 of the control signal generation circuit 20
2 is that a PMOS P2 is used in place of the power supply VDD2 and one end thereof is supplied with a power supply VDD3 instead of the ground VSS. The same components other than the above are denoted by the same reference numerals.

【0034】図3のサンプルホールド回路30は、図1
のサンプルホールド回路10のように、基板バイアス効
果等を利用して中間電位を発生させるのではなく、外部
から直接中間電位を供給するように構成したもので、図
示例の場合、電源VDD2>電源VDD1>電源VDD
3>グランドVSSの関係がある。このように、制御回
路12の回路構成は、サンプルスイッチSWをオフさせ
る時に、そのコントロール電圧を段階的に変化させるよ
う制御するものであればどのような回路構成であっても
よい。
The sample and hold circuit 30 shown in FIG.
In this example, the intermediate potential is directly supplied from the outside instead of generating the intermediate potential by using the substrate bias effect or the like as in the sample and hold circuit 10 of FIG. VDD1> power supply VDD
3> ground VSS. As described above, the circuit configuration of the control circuit 12 may be any circuit configuration that controls the control voltage to change stepwise when the sample switch SW is turned off.

【0035】以上、本発明のサンプルホールド回路につ
いて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
ず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改
良や変更をしてもよいのはもちろんである。
Although the sample and hold circuit of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明のサン
プルホールド回路は、サンプルスイッチをオフさせる時
に、このサンプルスイッチのコントロール電圧を段階的
に変化させるよう制御するものである。これにより、本
発明のサンプルホールド回路によれば、チップコストの
上昇を抑えつつ、広帯域でクロックフィードスルーによ
る影響を低減した誤差の少ないサンプルホールド回路を
得ることができる。
As described in detail above, the sample and hold circuit of the present invention controls the control voltage of the sample switch so as to change stepwise when the sample switch is turned off. As a result, according to the sample and hold circuit of the present invention, it is possible to obtain a sample and hold circuit with a reduced error in which the influence of clock feedthrough is reduced over a wide band while suppressing an increase in chip cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のサンプルホールド回路の一実施例の
構成回路図である。
FIG. 1 is a configuration circuit diagram of an embodiment of a sample hold circuit of the present invention.

【図2】 図1に示すサンプルホールド回路の動作を表
す一実施例のタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart of an example showing an operation of the sample and hold circuit shown in FIG. 1;

【図3】 本発明のサンプルホールド回路の別の実施例
の構成回路図である。
FIG. 3 is a configuration circuit diagram of another embodiment of the sample and hold circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 サンプルホールド回路 12 制御回路 14,P1,P2,P21,P22,P3 P型MOS
トランジスタ 16,N1,N11,N12,N2,N3 N型MOS
トランジスタ 18,20 制御信号発生回路 22,28 インバータ 24 遅延回路 26 ORゲート SW サンプルスイッチ CH ホールドコンデンサ AIN アナログ入力電圧 SHOUT アナログ出力電圧 PG,NG 制御信号 SCLK,SCLK ̄,SCLK2 制御信号 VDD,VDD1,VDD2,VDD3 電源 VSS グランド
Reference Signs List 10 sample hold circuit 12 control circuit 14, P1, P2, P21, P22, P3 P-type MOS
Transistor 16, N1, N11, N12, N2, N3 N-type MOS
Transistors 18, 20 Control signal generation circuit 22, 28 Inverter 24 Delay circuit 26 OR gate SW Sample switch CH Hold capacitor AIN Analog input voltage SHOUT Analog output voltage PG, NG Control signal SCLK, SCLK ̄, SCLK2 Control signal VDD, VDD1, VDD2 , VDD3 Power VSS Ground

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Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ入力電圧をサンプリングするサン
プルスイッチと、このサンプルスイッチによってサンプ
リングされる前記アナログ入力電圧を保持し、これをア
ナログ出力電圧として出力するホールドコンデンサと、
前記サンプルスイッチをオフさせる時、当該サンプルス
イッチのコントロール電圧を段階的に変化させるよう制
御する制御回路とを有することを特徴とするサンプルホ
ールド回路。
A sample switch for sampling an analog input voltage; a hold capacitor for holding the analog input voltage sampled by the sample switch and outputting the analog input voltage as an analog output voltage;
A control circuit for controlling the control voltage of the sample switch to change stepwise when the sample switch is turned off.
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