JP2013191911A - Analog switch - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noise caused by substrate bias control of a MOS transistor.SOLUTION: A transistor P5 turns on when a transistor P1 is on, and a transistor P6 turns on when the transistor P1 is off to whereby perform substrate bias control. When the transistor P1 is on, a supply voltage VDD is applied to a back gate of a transistor N2 via a transistor P3, and when the transistor P1 is off, a ground potential is applied to the back gate of the transistor N2 via a transistor P4. This can reduce noise due to clock feedthrough via a capacitance between a drain and a back gate of the MOS transistor P1.

Description

本発明は、MOSトランジスタを用いたアナログスイッチに関する。   The present invention relates to an analog switch using a MOS transistor.

一般に、アナログスイッチの一方の端子(第1端子)には低インピーダンスの信号源が接続され、他方の端子(第2端子)にはコンパレータやオペアンプなどの入力端子またはホールドコンデンサなどが接続されている。コンパレータやオペアンプなどの入力端子には入力容量が存在している。アナログスイッチには、導通時の内部抵抗が低く、遮断時のリーク電流が小さいこと、およびオフ動作時の第2端子への電荷の注入による電位変動が小さいことが必要とされている。   Generally, a low impedance signal source is connected to one terminal (first terminal) of an analog switch, and an input terminal such as a comparator or an operational amplifier or a hold capacitor is connected to the other terminal (second terminal). . Input capacitors exist at input terminals of comparators and operational amplifiers. The analog switch is required to have a low internal resistance when conducting, a small leakage current when shut off, and a small potential fluctuation due to the injection of charge into the second terminal during the off operation.

特許文献1には、主スイッチとして動作するMOSトランジスタに対して基板バイアス制御を行うアナログスイッチが開示されている。このアナログスイッチは、MOSトランジスタの導通時に、第1端子または第2端子の電圧をバックゲートに与えて基板バイアスをゼロにすることにより内部抵抗を下げている。また、MOSトランジスタの遮断時に、電源電圧またはグランド電位をバックゲートに与えることによりリーク電流を低減している。   Patent Document 1 discloses an analog switch that performs substrate bias control on a MOS transistor that operates as a main switch. This analog switch lowers the internal resistance by applying the voltage of the first terminal or the second terminal to the back gate to make the substrate bias zero when the MOS transistor is turned on. Further, when the MOS transistor is shut off, a leakage current is reduced by applying a power supply voltage or a ground potential to the back gate.

また、主スイッチとして動作するMOSトランジスタがオンからオフに転じると、チャージインジェクションまたはクロックフィードスルーにより第2端子に電位変動が生じることが知られている。チャージインジェクションは、MOSトランジスタがオンしている時のチャネルの電荷が、オフに伴いソースまたはドレインに抜ける現象である。クロックフィードスルーは、ゲート・ドレイン間またはゲート・ソース間の容量を通して、ゲートに与えられるクロック信号の変化がソースまたはドレインにすり抜ける現象である。以下の説明において、この電荷移動により生じる電位変動をノイズと称す。   Further, it is known that when a MOS transistor that operates as a main switch turns from on to off, potential fluctuation occurs at the second terminal due to charge injection or clock feedthrough. Charge injection is a phenomenon in which the charge of the channel when the MOS transistor is on escapes to the source or drain as it is turned off. Clock feedthrough is a phenomenon in which a change in a clock signal applied to a gate passes through the source or drain through a gate-drain capacitance or a gate-source capacitance. In the following description, the potential fluctuation caused by the charge transfer is referred to as noise.

これらチャージインジェクションとクロックフィードスルーの影響を除くため、ソースとドレインがアナログスイッチの第2端子に共通に接続され、ゲートに上記クロック信号の反転信号が与えられるダミートランジスタを用いる手段が知られている。また、特許文献2には、ゲートがアナログスイッチの第2端子に接続され、共通に接続されたソースとドレインに上記クロック信号の反転信号が与えられるダミートランジスタを用いる手段が記載されている。   In order to eliminate the effects of charge injection and clock feedthrough, means using a dummy transistor in which the source and drain are commonly connected to the second terminal of the analog switch and the inverted signal of the clock signal is given to the gate is known. . Patent Document 2 describes means using a dummy transistor in which a gate is connected to a second terminal of an analog switch, and an inverted signal of the clock signal is applied to a commonly connected source and drain.

特開平6−169247号公報JP-A-6-169247 特開昭64−42916号公報JP-A 64-42916

上述したダミートランジスタは、MOSトランジスタのチャージインジェクションと、そのゲート・ドレイン間またはゲート・ソース間を介したクロックフィードスルーには有効である。しかし、基板バイアス制御を行うと、バックゲートの電位を変化させるため、新たにMOSトランジスタのドレインとバックゲートとの間の容量を介したクロックフィードスルーが発生し、ノイズを発生させる。   The dummy transistor described above is effective for charge injection of a MOS transistor and clock feedthrough between the gate and drain or between the gate and source. However, when the substrate bias control is performed, the potential of the back gate is changed, so that a clock feedthrough is newly generated via the capacitance between the drain and the back gate of the MOS transistor, and noise is generated.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、MOSトランジスタの基板バイアス制御により生じるノイズを低減可能なアナログスイッチを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an analog switch capable of reducing noise caused by substrate bias control of a MOS transistor.

請求項1に記載したアナログスイッチは、高電位側電源線と低電位側電源線により電源電圧が与えられ、第1制御信号とその反転信号である第2制御信号に応じて第1端子と第2端子との間の通電経路を開閉する。Pチャネル型の第1MOSトランジスタ(P1)は、ソースおよびドレインがそれぞれ第1端子および第2端子に接続されており、第2制御信号をゲート信号として第1端子と第2端子との間の通電経路を開閉する。   The analog switch according to claim 1 is provided with a power supply voltage by a high-potential-side power supply line and a low-potential-side power supply line, and in response to a first control signal and a second control signal that is an inverted signal thereof, Open and close the energization path between the two terminals. The P-channel type first MOS transistor (P1) has a source and a drain connected to the first terminal and the second terminal, respectively, and energization between the first terminal and the second terminal using the second control signal as a gate signal. Open and close the route.

第1バイアス回路(12)は、第1MOSトランジスタの基板バイアス制御を行う。すなわち、第1MOSトランジスタがオン駆動されているときにそのバックゲート(基板)の電位をソース電位に等しく制御し、第1MOSトランジスタがオフ駆動されているときにそのバックゲートの電位を電源電圧に等しく制御する。これにより、アナログスイッチの導通時の内部抵抗を下げ、遮断時のリーク電流を低減できる。   The first bias circuit (12) performs substrate bias control of the first MOS transistor. That is, the potential of the back gate (substrate) is controlled to be equal to the source potential when the first MOS transistor is driven on, and the potential of the back gate is equal to the power supply voltage when the first MOS transistor is driven off. Control. As a result, the internal resistance when the analog switch is conducting can be lowered, and the leakage current when shutting off can be reduced.

しかしながら、第1MOSトランジスタの基板バイアス制御を行うと、第1バイアス回路により与えられるバックゲートの電位変化が、第1MOSトランジスタのドレインとバックゲートとの間の容量CDBを通して漏れ出すクロックフィードスルーが生じる。そこで、第2MOSトランジスタ(N2)と第2バイアス回路(11)を設けて、このクロックフィードスルーによる影響をキャンセルする。   However, when the substrate bias control of the first MOS transistor is performed, clock feedthrough occurs in which the potential change of the back gate provided by the first bias circuit leaks through the capacitance CDB between the drain and the back gate of the first MOS transistor. Therefore, the second MOS transistor (N2) and the second bias circuit (11) are provided to cancel the influence of this clock feedthrough.

第2MOSトランジスタ(N2)は、ソースとドレインが共通に接続されており、その共通接続されたソースとドレインおよびゲートの一方が第1MOSトランジスタのドレインに接続され、他方に定電圧が印加される。第2バイアス回路(11)は、第1MOSトランジスタがオン駆動されているときに第2MOSトランジスタのバックゲートの電位を電源電圧に等しく制御し、第1MOSトランジスタがオフ駆動されているときに第2MOSトランジスタのバックゲートの電位を電源電圧よりも低い定電圧に等しく制御する。   The source and drain of the second MOS transistor (N2) are connected in common, one of the commonly connected source, drain and gate is connected to the drain of the first MOS transistor, and a constant voltage is applied to the other. The second bias circuit (11) controls the back gate potential of the second MOS transistor to be equal to the power supply voltage when the first MOS transistor is turned on, and the second MOS transistor when the first MOS transistor is driven off. The back gate potential is controlled to be equal to a constant voltage lower than the power supply voltage.

この構成によれば、第1MOSトランジスタがオフした時、基板バイアス制御により第1MOSトランジスタのバックゲートの電位が上昇することによりドレインに生じるノイズ(電位変動)と、第2MOSトランジスタのバックゲートの電位が低下することによりドレインに生じるノイズ(電位変動)とが逆向きになり相殺するように作用する。その結果、第1MOSトランジスタの基板バイアス制御により生じるノイズを低減することができる。   According to this configuration, when the first MOS transistor is turned off, noise (potential fluctuation) generated in the drain due to the increase in the back gate potential of the first MOS transistor due to the substrate bias control, and the back gate potential of the second MOS transistor are By lowering, noise (potential fluctuation) generated in the drain is reversed and acts to cancel. As a result, noise generated by the substrate bias control of the first MOS transistor can be reduced.

請求項2に記載した手段によれば、第2バイアス回路(11)は、高電位側電源線と第2MOSトランジスタのバックゲートとの間に接続され、第2制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第3MOSトランジスタ(P3)と、第2MOSトランジスタのバックゲートと低電位側電源線との間に接続され、第2制御信号をゲート信号とするNチャネル型の第4MOSトランジスタ(N4)とから構成されている。   According to the means described in claim 2, the second bias circuit (11) is connected between the high-potential side power supply line and the back gate of the second MOS transistor, and has a P channel using the second control signal as a gate signal. Type third MOS transistor (P3) and an N-channel type fourth MOS transistor (N4) connected between the back gate of the second MOS transistor and the low-potential side power supply line and using the second control signal as a gate signal It is configured.

この構成によれば、第1MOSトランジスタがオフした時、基板バイアス制御により第1MOSトランジスタのバックゲートの電位は入力電圧Vinから電源電圧VDDに(VDD−Vin)だけ変化する。これに対し、第2MOSトランジスタのバックゲートの電位は、電源電圧VDDからグランド電位に−VDDだけ変化する。このように両電圧は逆向きに変化するので、第1MOSトランジスタの容量CDBを通したクロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。   According to this configuration, when the first MOS transistor is turned off, the potential of the back gate of the first MOS transistor changes from the input voltage Vin to the power supply voltage VDD by (VDD−Vin) by the substrate bias control. In contrast, the potential of the back gate of the second MOS transistor changes from the power supply voltage VDD to the ground potential by −VDD. Thus, since both voltages change in the opposite directions, noise due to clock feedthrough through the capacitor CDB of the first MOS transistor can be reduced.

請求項3に記載した手段によれば、第1バイアス回路(12)は、第1MOSトランジスタのソースとバックゲートとの間に接続され、第2制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第5MOSトランジスタ(P5)と、高電位側電源線と第1MOSトランジスタのバックゲートとの間に接続され、第1制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第6MOSトランジスタ(P6)とから構成されている。第5MOSトランジスタは第1MOSトランジスタのソースに接続されているので、チャージインジェクションは生じない。   According to the means described in claim 3, the first bias circuit (12) is connected between the source of the first MOS transistor and the back gate, and the P-channel fifth MOS using the second control signal as a gate signal. It comprises a transistor (P5) and a P-channel sixth MOS transistor (P6) connected between the high-potential side power line and the back gate of the first MOS transistor and using the first control signal as a gate signal. . Since the fifth MOS transistor is connected to the source of the first MOS transistor, no charge injection occurs.

請求項4に記載した手段によれば、ソースとドレインが共通に接続され、その共通に接続されたソースとドレインおよびゲートの一方が第1MOSトランジスタのドレインに接続され、他方に第1制御信号が与えられるPチャネル型の第7MOSトランジスタ(P7)を備えている。第7MOSトランジスタは、上述したダミートランジスタに相当し、第1MOSトランジスタのチャージインジェクションと、そのゲート・ドレイン間を介したクロックフィードスルーによるノイズを低減できる。   According to the means described in claim 4, the source and drain are connected in common, one of the commonly connected source, drain and gate is connected to the drain of the first MOS transistor, and the other is the first control signal. A P-channel type seventh MOS transistor (P7) is provided. The seventh MOS transistor corresponds to the above-described dummy transistor, and can reduce noise due to charge injection of the first MOS transistor and clock feedthrough between its gate and drain.

請求項5ないし8に記載したアナログスイッチは、第1端子と第2端子との間の通電経路にNチャネル型の第1MOSトランジスタを備えており、上述した請求項1ないし4に記載したアナログスイッチと実質的に同じ作用、効果が得られる。   The analog switch according to any one of claims 5 to 8, further comprising an N-channel first MOS transistor in a current-carrying path between the first terminal and the second terminal. And substantially the same operation and effect.

請求項9に記載した手段によれば、第2MOSトランジスタのソースとバックゲートとの間の容量およびドレインとバックゲートとの間の容量は、それぞれ第1MOSトランジスタのドレインとバックゲートとの間の容量の1/2である。この構成によれば、第1MOSトランジスタのドレインとバックゲートとの間の容量と、第2MOSトランジスタの共通に接続されたソースおよびドレインとバックゲートとの間の容量が等しくなる。その結果、容量CDBを介したクロックフィードスルーによるノイズの相殺効果を一層高められる。   According to the means described in claim 9, the capacitance between the source and the back gate of the second MOS transistor and the capacitance between the drain and the back gate are respectively the capacitance between the drain and the back gate of the first MOS transistor. 1/2 of this. According to this configuration, the capacitance between the drain and the back gate of the first MOS transistor is equal to the capacitance between the source and drain commonly connected to the second MOS transistor and the back gate. As a result, the noise canceling effect by the clock feedthrough via the capacitor CDB can be further enhanced.

請求項10に記載した手段によれば、本アナログスイッチは、チョッパコンパレータの入力部に設けられたショートスイッチ、A/D変換器が備える切替スイッチ、マルチプレクサが備える切替スイッチまたはスイッチドキャパシタフィルタが備える切替スイッチに適用される。これにより、アナログ信号の比較、A/D変換、アナログ信号の切り替えを高精度に行うことができる。   According to a tenth aspect of the present invention, the analog switch includes a short switch provided in the input part of the chopper comparator, a changeover switch provided in the A / D converter, a changeover switch provided in the multiplexer, or a switched capacitor filter. Applies to changeover switches. Thereby, comparison of analog signals, A / D conversion, and switching of analog signals can be performed with high accuracy.

本発明の第1の実施形態を示すアナログスイッチの構成図The block diagram of the analog switch which shows the 1st Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態を示す図1相当図FIG. 1 equivalent diagram showing a second embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態であってアナログスイッチのA/D変換器への適用例を示す図The figure which is the 3rd Embodiment of this invention, and shows the example of application to the A / D converter of an analog switch

(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態について図1を参照しながら説明する。図1に示すアナログスイッチ1は、電源線2(高電位側電源線)とグランド線3(低電位側電源線)を通して供給される電源電圧VDDにより動作する。端子4(第1端子)と端子5(第2端子)はアナログ信号の入出力端子であり、端子6は、スイッチの開閉を制御する制御信号Scが入力される制御端子である。半導体集積回路装置として形成される場合には、端子4〜6はノード4〜6となる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIG. The analog switch 1 shown in FIG. 1 operates by a power supply voltage VDD supplied through a power supply line 2 (high potential power supply line) and a ground line 3 (low potential power supply line). Terminal 4 (first terminal) and terminal 5 (second terminal) are input / output terminals for analog signals, and terminal 6 is a control terminal to which a control signal Sc for controlling opening and closing of the switch is input. When formed as a semiconductor integrated circuit device, the terminals 4 to 6 become nodes 4 to 6.

端子4には図示しない低インピーダンスの信号源が接続されており、端子5とグランド線3との間には、コンパレータやオペアンプの入力容量やホールドコンデンサの容量などの負荷容量CLが接続されている。ただし、この接続形態は一例であって、端子4と端子5にはアナログ信号を入出力する任意の素子、端子、ノード等を接続できる。   A low-impedance signal source (not shown) is connected to the terminal 4, and a load capacitor CL such as an input capacitor of a comparator or an operational amplifier or a hold capacitor is connected between the terminal 5 and the ground line 3. . However, this connection form is merely an example, and any element, terminal, node, or the like that inputs and outputs an analog signal can be connected to the terminal 4 and the terminal 5.

端子6に入力された制御信号Scは、バッファ7、インバータ8を介してそれぞれ制御信号S1、S2になり、以下で説明するMOSトランジスタのゲートに与えられる。端子4と端子5との間の通電経路9、10には、それぞれ主スイッチとして動作するPチャネル型の第1MOSトランジスタP1、Nチャネル型の第1MOSトランジスタN1が設けられている。ここでは、端子4側をソース、端子5側をドレインとしている。MOSトランジスタP1、N1のゲート信号は、それぞれ制御信号S2、S1である。   The control signal Sc input to the terminal 6 becomes the control signals S1 and S2 through the buffer 7 and the inverter 8, respectively, and is given to the gate of the MOS transistor described below. The energization paths 9 and 10 between the terminal 4 and the terminal 5 are respectively provided with a P-channel first MOS transistor P1 and an N-channel first MOS transistor N1 that operate as main switches. Here, the terminal 4 side is a source, and the terminal 5 side is a drain. The gate signals of the MOS transistors P1 and N1 are control signals S2 and S1, respectively.

第2MOSトランジスタN2と第2バイアス回路11は、MOSトランジスタP1のドレインとバックゲートとの間の容量CDBを介したクロックフィードスルーの影響をキャンセルするために設けられている。MOSトランジスタN2のソースとドレインは、ともにMOSトランジスタP1のドレインに接続されており、ゲートはグランド線3に接続されている。   The second MOS transistor N2 and the second bias circuit 11 are provided to cancel the influence of clock feedthrough via the capacitance CDB between the drain and back gate of the MOS transistor P1. The source and drain of the MOS transistor N2 are both connected to the drain of the MOS transistor P1, and the gate is connected to the ground line 3.

バイアス回路11は、Pチャネル型の第3MOSトランジスタP3と、Nチャネル型の第4MOSトランジスタN4とから構成されている。MOSトランジスタP3は、電源線2とMOSトランジスタN2のバックゲートとの間に接続されており、制御信号S2をゲート信号とする。MOSトランジスタN4は、MOSトランジスタN2のバックゲートとグランド線3との間に接続されており、制御信号S2をゲート信号とする。   The bias circuit 11 includes a P-channel third MOS transistor P3 and an N-channel fourth MOS transistor N4. The MOS transistor P3 is connected between the power supply line 2 and the back gate of the MOS transistor N2, and uses the control signal S2 as a gate signal. The MOS transistor N4 is connected between the back gate of the MOS transistor N2 and the ground line 3, and uses the control signal S2 as a gate signal.

第1バイアス回路12は、MOSトランジスタP1の基板バイアス制御を行うために設けられている。バイアス回路12は、Pチャネル型の第5MOSトランジスタP5と、Pチャネル型の第6MOSトランジスタP6とから構成されている。MOSトランジスタP5は、MOSトランジスタP1のソースとバックゲートとの間に接続されており、制御信号S2をゲート信号とする。MOSトランジスタP6は、電源線2とMOSトランジスタP1のバックゲートとの間に接続されており、制御信号S1をゲート信号とする。   The first bias circuit 12 is provided for performing substrate bias control of the MOS transistor P1. The bias circuit 12 includes a P-channel fifth MOS transistor P5 and a P-channel sixth MOS transistor P6. The MOS transistor P5 is connected between the source and back gate of the MOS transistor P1, and uses the control signal S2 as a gate signal. The MOS transistor P6 is connected between the power supply line 2 and the back gate of the MOS transistor P1, and uses the control signal S1 as a gate signal.

第7MOSトランジスタP7は、MOSトランジスタP1のチャージインジェクションと、そのゲート・ドレイン間を介したクロックフィードスルーの影響をキャンセルするために設けられている。MOSトランジスタP7のソースとドレインは、ともにMOSトランジスタP1のドレインに接続されており、ゲートには制御信号S1が与えられている。   The seventh MOS transistor P7 is provided to cancel the influence of the charge injection of the MOS transistor P1 and the clock feedthrough between its gate and drain. The source and drain of the MOS transistor P7 are both connected to the drain of the MOS transistor P1, and a control signal S1 is applied to the gate.

第7MOSトランジスタN7は、MOSトランジスタN1のチャージインジェクションと、そのゲート・ドレイン間を介したクロックフィードスルーの影響をキャンセルするために設けられている。MOSトランジスタN7のソースとドレインは、ともにMOSトランジスタN1のドレインに接続されており、ゲートには制御信号S2が与えられている。   The seventh MOS transistor N7 is provided to cancel the influence of the charge injection of the MOS transistor N1 and the clock feedthrough between its gate and drain. The source and drain of the MOS transistor N7 are both connected to the drain of the MOS transistor N1, and a control signal S2 is applied to the gate.

なお、本実施形態では、MOSトランジスタN1を備えた通電経路10については簡易的な構成が採用されている。そのため、MOSトランジスタP1を備えた通電経路9に対して設けられた第2MOSトランジスタN2、第1バイアス回路12および第2バイアス回路11に対応する構成は備えていない。   In the present embodiment, a simple configuration is adopted for the energization path 10 including the MOS transistor N1. Therefore, a configuration corresponding to the second MOS transistor N2, the first bias circuit 12, and the second bias circuit 11 provided for the energization path 9 including the MOS transistor P1 is not provided.

次に、本実施形態の作用を説明する。制御信号ScがHレベル(VDD)のとき、MOSトランジスタP1、N1がともにオンし、アナログスイッチ1は導通状態となる。制御信号ScがLレベル(0V)のとき、MOSトランジスタP1、N1がともにオフし、アナログスイッチ1は遮断状態となる。バイアス回路12は、MOSトランジスタP1のバックゲート(基板)の電位を切り替えることにより基板バイアス制御を行う。   Next, the operation of this embodiment will be described. When the control signal Sc is at the H level (VDD), both the MOS transistors P1 and N1 are turned on, and the analog switch 1 is turned on. When the control signal Sc is at the L level (0 V), both the MOS transistors P1 and N1 are turned off, and the analog switch 1 is cut off. The bias circuit 12 performs substrate bias control by switching the potential of the back gate (substrate) of the MOS transistor P1.

すなわち、MOSトランジスタP1がオンのときには、MOSトランジスタP5がオンして、バックゲートの電位(基板電位)をソース電位に等しくする。これにより、トランジスタP1のしきい値電圧Vthが低下し、導通時の内部抵抗を下げることができる。一方、MOSトランジスタP1がオフのときには、MOSトランジスタP6がオンして、バックゲートの電位(基板電位)を電源電圧VDDに等しくする。これにより、トランジスタP1のしきい値電圧Vthが高くなり、遮断時のリーク電流を低減することができる。   That is, when the MOS transistor P1 is turned on, the MOS transistor P5 is turned on to make the back gate potential (substrate potential) equal to the source potential. As a result, the threshold voltage Vth of the transistor P1 is lowered, and the internal resistance during conduction can be lowered. On the other hand, when the MOS transistor P1 is off, the MOS transistor P6 is turned on to make the back gate potential (substrate potential) equal to the power supply voltage VDD. As a result, the threshold voltage Vth of the transistor P1 is increased, and the leakage current at the time of interruption can be reduced.

MOSトランジスタP1、N1がオンからオフに転じると、以下の(1)、(2)の理由によりMOSトランジスタP1、N1のドレイン側(端子5側)に電荷が注入され、電位変動すなわちノイズが発生して信号の精度を低下させる。MOSトランジスタP5のチャージインジェクションは、ドレイン(ソース)が端子4側に接続されているため後段(端子5側)に影響を及ぼさない。   When the MOS transistors P1 and N1 turn from on to off, charges are injected into the drain side (terminal 5 side) of the MOS transistors P1 and N1 for the following reasons (1) and (2), and potential fluctuation, that is, noise is generated. To reduce the accuracy of the signal. The charge injection of the MOS transistor P5 does not affect the subsequent stage (terminal 5 side) because the drain (source) is connected to the terminal 4 side.

(1)MOSトランジスタP1、N1のチャネル電荷によるチャージインジェクションとゲート・ドレイン間の容量CGDを介したクロックフィードスルー
(2)MOSトランジスタP1、N1のドレインとバックゲートとの間の容量CDBを介したクロックフィードスルー
本実施形態では、(1)によるノイズについてはMOSトランジスタP7、N7により低減し、(2)のMOSトランジスタP1によるノイズについてはMOSトランジスタN2とバイアス回路11により低減する。(2)のMOSトランジスタN1によるノイズについては、キャンセルする回路を備えていない。
(1) Charge injection by channel charge of MOS transistors P1, N1 and clock feedthrough via gate-drain capacitance CGD (2) Via capacitance CDB between the drain and back gate of MOS transistors P1, N1 In this embodiment, the noise due to (1) is reduced by the MOS transistors P7 and N7, and the noise due to the MOS transistor P1 in (2) is reduced by the MOS transistor N2 and the bias circuit 11. Regarding the noise caused by the MOS transistor N1 in (2), no circuit for canceling is provided.

(1)について、MOSトランジスタP1、N1に対しそれぞれ逆相で動作するMOSトランジスタP7、N7は、従来から用いられているダミートランジスタである。すなわち、MOSトランジスタP1がオフする時にMOSトランジスタP7がオンすることにより、MOSトランジスタP1からドレイン側の通電経路9に注入されるチャネル電荷をMOSトランジスタP7が自らのチャネル電荷として吸収する。これによりチャージインジェクションによるノイズを低減することができる。また、MOSトランジスタP7のチャネル幅をMOSトランジスタP1のチャネル幅の1/2(チャネル長は等しい)とすれば、クロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。MOSトランジスタN7の作用も同様である。   Regarding (1), the MOS transistors P7 and N7 operating in opposite phases to the MOS transistors P1 and N1, respectively, are dummy transistors conventionally used. That is, by turning on the MOS transistor P7 when the MOS transistor P1 is turned off, the MOS transistor P7 absorbs the channel charge injected from the MOS transistor P1 into the conduction path 9 on the drain side as its own channel charge. Thereby, noise due to charge injection can be reduced. Further, if the channel width of the MOS transistor P7 is ½ of the channel width of the MOS transistor P1 (the channel length is equal), noise due to clock feedthrough can be reduced. The operation of the MOS transistor N7 is the same.

(2)について、MOSトランジスタP1がオフする時、MOSトランジスタN2のバックゲートに、MOSトランジスタP1のバックゲートの電圧変化と逆相の電圧変化を与える。すなわち、オンしているMOSトランジスタP1のバックゲートにMOSトランジスタP5を介して端子4の電圧Vinが与えられている時、MOSトランジスタN2のバックゲートにMOSトランジスタP3を介して電源電圧VDDが与えられる。逆に、オフしているMOSトランジスタP1のバックゲートにMOSトランジスタP6を介して電源電圧VDDが与えられている時、MOSトランジスタN2のバックゲートにMOSトランジスタN4を介してグランド電位(0V)が与えられる。   Regarding (2), when the MOS transistor P1 is turned off, a voltage change opposite in phase to the voltage change of the back gate of the MOS transistor P1 is applied to the back gate of the MOS transistor N2. That is, when the voltage Vin of the terminal 4 is applied to the back gate of the MOS transistor P1 which is turned on via the MOS transistor P5, the power supply voltage VDD is applied to the back gate of the MOS transistor N2 via the MOS transistor P3. . On the contrary, when the power supply voltage VDD is applied to the back gate of the MOS transistor P1 which is turned off via the MOS transistor P6, the ground potential (0 V) is applied to the back gate of the MOS transistor N2 via the MOS transistor N4. It is done.

その結果、MOSトランジスタP1がオフする時、MOSトランジスタP1のバックゲートの電位は、入力電圧Vinから電源電圧VDDに(VDD−Vin)だけ変化する。これに対し、MOSトランジスタN2のバックゲートの電位は、電源電圧VDDからグランド電位0Vに−VDDだけ変化する。両電圧は逆向きに変化するので、MOSトランジスタP1の容量CDBを通して通電経路9の電位を引き上げる作用と、MOSトランジスタN2の容量C(SD)Bを通して通電経路9の電位を引き下げる作用とが相殺し、クロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。   As a result, when the MOS transistor P1 is turned off, the potential of the back gate of the MOS transistor P1 changes from the input voltage Vin to the power supply voltage VDD by (VDD−Vin). On the other hand, the potential of the back gate of the MOS transistor N2 changes from the power supply voltage VDD to the ground potential 0V by -VDD. Since both voltages change in opposite directions, the action of raising the potential of the conduction path 9 through the capacitance CDB of the MOS transistor P1 and the action of lowering the potential of the conduction path 9 through the capacitance C (SD) B of the MOS transistor N2 cancel each other. Noise due to clock feedthrough can be reduced.

ここで、MOSトランジスタN2のソース・バックゲート間の容量CSBおよびドレイン・バックゲート間の容量CDBが、それぞれMOSトランジスタP1のドレイン・バックゲート間の容量CDBの1/2になっていることが好ましい。この構成によれば、MOSトランジスタP1のドレイン・バックゲート間の容量CDBと、MOSトランジスタN2の共通に接続されたソース・ドレインとバックゲートとの間の容量C(SD)Bが等しくなる。その結果、入力電圧Vinにも依存するが、MOSトランジスタP1の容量CDBを介したクロックフィードスルーによる電位変動(ノイズ)の相殺効果を高められる。   Here, the source-back gate capacitance CSB and the drain-back gate capacitance CDB of the MOS transistor N2 are preferably ½ of the drain-back gate capacitance CDB of the MOS transistor P1, respectively. . According to this configuration, the capacitance CDB between the drain and the back gate of the MOS transistor P1 is equal to the capacitance C (SD) B between the source / drain and the back gate that are commonly connected to the MOS transistor N2. As a result, although it depends on the input voltage Vin, the effect of canceling potential fluctuation (noise) due to clock feedthrough through the capacitance CDB of the MOS transistor P1 can be enhanced.

以上説明したように、本実施形態のアナログスイッチ1は、バイアス回路12によりMOSトランジスタP1のバックゲートの電位を切り替えて基板バイアス制御を行うので、アナログスイッチ1の導通時の内部抵抗が下がるとともに、遮断時のリーク電流が低減する。また、MOSトランジスタP1が設けられた通電経路9にMOSトランジスタN2を接続し、バイアス回路11によりMOSトランジスタN2のバックゲートの電位をMOSトランジスタP1のバックゲートの電位と逆相に制御している。これにより、基板バイアス制御に伴い発生するクロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。さらに、MOSトランジスタP7、N7を設けたので、MOSトランジスタP1、N1のチャージインジェクションとクロックフィードスルーによるノイズも低減することができる。   As described above, the analog switch 1 of the present embodiment performs the substrate bias control by switching the potential of the back gate of the MOS transistor P1 by the bias circuit 12, so that the internal resistance when the analog switch 1 is turned on decreases. Leakage current when cut off is reduced. In addition, the MOS transistor N2 is connected to the energization path 9 provided with the MOS transistor P1, and the potential of the back gate of the MOS transistor N2 is controlled by the bias circuit 11 in a phase opposite to that of the back gate of the MOS transistor P1. As a result, it is possible to reduce noise due to clock feedthrough that occurs with substrate bias control. Furthermore, since the MOS transistors P7 and N7 are provided, noise due to charge injection and clock feedthrough of the MOS transistors P1 and N1 can be reduced.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について図2を参照しながら説明する。この図2において、図1と同一部分には同一の符号を付している。アナログスイッチ21は、図1に示したアナログスイッチ1とは逆に、MOSトランジスタP1を備えた通電経路9について簡易的な構成を採用している。従って、MOSトランジスタN2、P3、N4、P5、P6は備えておらず、これに替えてMOSトランジスタP2、N3、P4、N5、N6を備えている。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. Contrary to the analog switch 1 shown in FIG. 1, the analog switch 21 adopts a simple configuration for the energization path 9 including the MOS transistor P1. Therefore, the MOS transistors N2, P3, N4, P5, and P6 are not provided, and the MOS transistors P2, N3, P4, N5, and N6 are provided instead.

第2MOSトランジスタP2と第2バイアス回路22は、MOSトランジスタN1のドレインとバックゲートとの間の容量CDBを介したクロックフィードスルーによる影響をキャンセルするために設けられている。MOSトランジスタP2のソースとドレインは、ともにMOSトランジスタN1のドレインに接続されており、ゲートは電源線2に接続されている。   The second MOS transistor P2 and the second bias circuit 22 are provided in order to cancel the influence of clock feedthrough via the capacitor CDB between the drain and back gate of the MOS transistor N1. The source and drain of the MOS transistor P2 are both connected to the drain of the MOS transistor N1, and the gate is connected to the power supply line 2.

バイアス回路22は、Nチャネル型の第3MOSトランジスタN3と、Pチャネル型の第4MOSトランジスタP4とから構成されている。MOSトランジスタN3は、MOSトランジスタP2のバックゲートとグランド線3との間に接続されており、制御信号S1をゲート信号とする。MOSトランジスタP4は、電源線2とMOSトランジスタP2のバックゲートとの間に接続されており、制御信号S1をゲート信号とする。   The bias circuit 22 includes an N-channel third MOS transistor N3 and a P-channel fourth MOS transistor P4. The MOS transistor N3 is connected between the back gate of the MOS transistor P2 and the ground line 3, and uses the control signal S1 as a gate signal. The MOS transistor P4 is connected between the power supply line 2 and the back gate of the MOS transistor P2, and uses the control signal S1 as a gate signal.

第1バイアス回路23は、MOSトランジスタN1の基板バイアス制御を行うために設けられている。バイアス回路23は、Nチャネル型の第5MOSトランジスタN5と、Nチャネル型の第6MOSトランジスタN6とから構成されている。MOSトランジスタN5は、MOSトランジスタN1のソースとバックゲートとの間に接続されており、制御信号S1をゲート信号とする。MOSトランジスタN6は、MOSトランジスタN1のバックゲートとグランド線3との間に接続されており、制御信号S2をゲート信号とする。   The first bias circuit 23 is provided for performing substrate bias control of the MOS transistor N1. The bias circuit 23 includes an N-channel fifth MOS transistor N5 and an N-channel sixth MOS transistor N6. The MOS transistor N5 is connected between the source and back gate of the MOS transistor N1, and uses the control signal S1 as a gate signal. The MOS transistor N6 is connected between the back gate of the MOS transistor N1 and the ground line 3, and uses the control signal S2 as a gate signal.

本実施形態の作用は、第1の実施形態と実質的に同じである。そこで、以下では要点のみを説明する。バイアス回路23は、MOSトランジスタN1のバックゲートの電位を切り替えることにより基板バイアス制御を行う。MOSトランジスタN1がオンのときには、MOSトランジスタN5を介してバックゲートの電位をソース電位に等しく制御し、オフのときには、MOSトランジスタN6を介してバックゲートの電位をグランド電位に等しく制御する。これにより、導通時の内部抵抗が下がるとともに、遮断時のリーク電流が低減する。   The operation of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. Therefore, only the main points will be described below. The bias circuit 23 performs substrate bias control by switching the potential of the back gate of the MOS transistor N1. When the MOS transistor N1 is on, the potential of the back gate is controlled to be equal to the source potential via the MOS transistor N5, and when it is off, the potential of the back gate is controlled to be equal to the ground potential via the MOS transistor N6. Thereby, the internal resistance at the time of conduction is lowered and the leakage current at the time of interruption is reduced.

MOSトランジスタP2とバイアス回路22は、MOSトランジスタN1のバックゲート・ドレイン間の容量CDBを介したクロックフィードスルーによるノイズを低減する。MOSトランジスタN1がオフする時、MOSトランジスタP2のバックゲートに、MOSトランジスタN1のバックゲートの電圧変化と逆相の電圧変化が与えられる。すなわち、オンしているMOSトランジスタN1のバックゲートに電圧Vinが与えられている時、MOSトランジスタP2のバックゲートにMOSトランジスタN3を介してグランド電位が与えられる。逆に、オフしているMOSトランジスタN1のバックゲートにグランド電位が与えられている時、MOSトランジスタP2のバックゲートにMOSトランジスタP4を介して電源電圧VDDが与えられる。   The MOS transistor P2 and the bias circuit 22 reduce noise due to clock feedthrough via the capacitance CDB between the back gate and the drain of the MOS transistor N1. When the MOS transistor N1 is turned off, a voltage change opposite to the voltage change of the back gate of the MOS transistor N1 is given to the back gate of the MOS transistor P2. That is, when the voltage Vin is applied to the back gate of the MOS transistor N1 that is turned on, the ground potential is applied to the back gate of the MOS transistor P2 via the MOS transistor N3. Conversely, when the ground potential is applied to the back gate of the MOS transistor N1 that is turned off, the power supply voltage VDD is applied to the back gate of the MOS transistor P2 via the MOS transistor P4.

その結果、MOSトランジスタN1がオフする時、MOSトランジスタN1の容量CDBを通して通電経路10の電位を引き下げる作用と、MOSトランジスタP2の容量CDBを通して通電経路10の電位を引き上げる作用とが相殺し、クロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。本実施形態においても、MOSトランジスタP2の容量CSB、CDBが、それぞれMOSトランジスタN1の容量CDBの1/2になっていることが好ましい。   As a result, when the MOS transistor N1 is turned off, the action of lowering the potential of the conduction path 10 through the capacitance CDB of the MOS transistor N1 and the action of raising the potential of the conduction path 10 through the capacitance CDB of the MOS transistor P2 are offset. Noise due to through can be reduced. Also in this embodiment, it is preferable that the capacitances CSB and CDB of the MOS transistor P2 are each ½ of the capacitance CDB of the MOS transistor N1.

本実施形態によれば、MOSトランジスタN1の基板バイアス制御により、アナログスイッチ21の導通時の内部抵抗が下がるとともに、遮断時のリーク電流が低減する。また、MOSトランジスタN1が設けられた通電経路10にMOSトランジスタP2を接続し、そのバックゲートの電位をMOSトランジスタP1のバックゲートの電位と逆相に制御している。これにより、基板バイアス制御に伴い発生するクロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。   According to the present embodiment, the substrate bias control of the MOS transistor N1 reduces the internal resistance when the analog switch 21 is turned on, and reduces the leakage current when cut off. Further, the MOS transistor P2 is connected to the energization path 10 provided with the MOS transistor N1, and the potential of the back gate is controlled to be opposite in phase to the potential of the back gate of the MOS transistor P1. As a result, it is possible to reduce noise due to clock feedthrough that occurs with substrate bias control.

(第3の実施形態)
図3は、アナログスイッチ31をA/D変換器32に適用した部分的な回路構成を示している。ここで用いるアナログスイッチ31は、第1の実施形態で説明したアナログスイッチ1から通電経路10側の回路(MOSトランジスタN1、N7)を除いた構成を備えている。基準電圧生成回路33は、抵抗R1、R2により電源電圧VDDを分圧し、その得られた基準電圧Vrefをボルテージフォロアの形態に接続されたオペアンプ34を通して出力する。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a partial circuit configuration in which the analog switch 31 is applied to the A / D converter 32. The analog switch 31 used here has a configuration obtained by removing the circuits (MOS transistors N1 and N7) on the side of the energizing path 10 from the analog switch 1 described in the first embodiment. The reference voltage generation circuit 33 divides the power supply voltage VDD by resistors R1 and R2, and outputs the obtained reference voltage Vref through an operational amplifier 34 connected in the form of a voltage follower.

チョッパコンパレータ35は、コモンライン36の電圧と基準電圧Vrefとを比較するもので、その比較結果に基づいてA/D変換コードが決定される。チョッパコンパレータ35は、複数の差動増幅回路37、38、…がキャパシタC1、C2等を介して縦続に接続された構成を備えている。2段目の差動増幅回路38の入力端子間にはスイッチ39が接続されている。コモンライン36には、キャパシタアレイを構成するキャパシタCA1、CA2、…の各端子が接続されている。   The chopper comparator 35 compares the voltage of the common line 36 with the reference voltage Vref, and an A / D conversion code is determined based on the comparison result. The chopper comparator 35 has a configuration in which a plurality of differential amplifier circuits 37, 38,... Are connected in cascade through capacitors C1, C2, and the like. A switch 39 is connected between the input terminals of the second-stage differential amplifier circuit 38. The common line 36 is connected to terminals of capacitors CA1, CA2,... Constituting a capacitor array.

アナログスイッチ31は、基準電圧生成回路33の出力ノードとコモンライン36との間に、キャリブレーションのためのショートスイッチとして設けられている。スイッチ39をオンした状態でアナログスイッチ31をオンすると、差動増幅回路37の差動出力端子に現れるオフセット電圧に応じてキャパシタC1、C2に電荷が蓄積される。続いてスイッチ39をオフした状態でアナログスイッチ31をオフすると、その後の比較動作において、チョッパコンパレータ35が有するオフセット電圧による比較誤差を低減できる。アナログスイッチ31を用いれば、オンからオフになる時にコモンライン36への電荷の注入(ノイズ)を低減できるので、精度のよいA/D変換コードを得ることができる。   The analog switch 31 is provided as a short switch for calibration between the output node of the reference voltage generation circuit 33 and the common line 36. When the analog switch 31 is turned on while the switch 39 is turned on, electric charges are accumulated in the capacitors C1 and C2 according to the offset voltage appearing at the differential output terminal of the differential amplifier circuit 37. Subsequently, when the analog switch 31 is turned off with the switch 39 turned off, the comparison error due to the offset voltage of the chopper comparator 35 can be reduced in the subsequent comparison operation. If the analog switch 31 is used, charge injection (noise) to the common line 36 can be reduced when switching from on to off, and an accurate A / D conversion code can be obtained.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation and expansion | extension can be performed within the range which does not deviate from the summary of invention.

第1の実施形態のアナログスイッチ1が備えるMOSトランジスタと第2の実施形態のアナログスイッチ21が備えるMOSトランジスタを何れも備えた構成としてもよい。
第2の実施形態のアナログスイッチ21から通電経路9側の回路(MOSトランジスタP1、P7)を除いた構成としてもよい。
The MOS transistor included in the analog switch 1 of the first embodiment and the MOS transistor included in the analog switch 21 of the second embodiment may be provided.
A configuration in which the circuit (MOS transistors P1, P7) on the side of the energization path 9 is removed from the analog switch 21 of the second embodiment may be adopted.

MOSトランジスタN2をPチャネル型で構成し、そのゲートに定電圧例えば電源電圧VDDを与えてもよい。また、Nチャネル型またはPチャネル型のMOSトランジスタN2のゲートをMOSトランジスタP1のドレインに接続し、共通接続されたソースとドレインに定電圧を与えてもよい。   The MOS transistor N2 may be a P-channel type, and a constant voltage, for example, the power supply voltage VDD may be applied to the gate. Further, the gate of the N channel type or P channel type MOS transistor N2 may be connected to the drain of the MOS transistor P1, and a constant voltage may be applied to the commonly connected source and drain.

MOSトランジスタP2をNチャネル型で構成し、そのゲートに定電圧例えばグランド電位を与えてもよい。また、Pチャネル型またはNチャネル型のMOSトランジスタP2のゲートをMOSトランジスタN1のドレインに接続し、共通接続されたソースとドレインに定電圧を与えてもよい。   The MOS transistor P2 may be an N-channel type, and a constant voltage such as a ground potential may be applied to the gate. Alternatively, the gate of the P-channel or N-channel MOS transistor P2 may be connected to the drain of the MOS transistor N1, and a constant voltage may be applied to the commonly connected source and drain.

第1の実施形態において、電源電圧VDDよりも低い定電圧を持つ定電圧線を準備し、MOSトランジスタN4をMOSトランジスタN2のバックゲートと上記定電圧線との間に接続してもよい。この場合でも、MOSトランジスタP1がオフする時、MOSトランジスタN2のバックゲートの電位は、MOSトランジスタP1のバックゲートの電位と逆向きに変化する。従って、MOSトランジスタP1の容量CDBを介したクロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。   In the first embodiment, a constant voltage line having a constant voltage lower than the power supply voltage VDD may be prepared, and the MOS transistor N4 may be connected between the back gate of the MOS transistor N2 and the constant voltage line. Even in this case, when the MOS transistor P1 is turned off, the potential of the back gate of the MOS transistor N2 changes in the opposite direction to the potential of the back gate of the MOS transistor P1. Accordingly, noise due to clock feedthrough through the capacitor CDB of the MOS transistor P1 can be reduced.

第2の実施形態において、グランド電位よりも高い定電圧を持つ定電圧線を準備し、MOSトランジスタP4を上記定電圧線とMOSトランジスタP2のバックゲートとの間に接続してもよい。この場合でも、MOSトランジスタN1がオフする時、MOSトランジスタP2のバックゲートの電位は、MOSトランジスタN1のバックゲートの電位と逆向きに変化する。従って、MOSトランジスタN1の容量CDBを介したクロックフィードスルーによるノイズを低減することができる。   In the second embodiment, a constant voltage line having a constant voltage higher than the ground potential may be prepared, and the MOS transistor P4 may be connected between the constant voltage line and the back gate of the MOS transistor P2. Even in this case, when the MOS transistor N1 is turned off, the potential of the back gate of the MOS transistor P2 changes in the opposite direction to the potential of the back gate of the MOS transistor N1. Accordingly, noise due to clock feedthrough through the capacitor CDB of the MOS transistor N1 can be reduced.

MOSトランジスタP7のゲートをMOSトランジスタP1のドレインに接続し、共通接続されたソースとドレインに制御信号S1を与えてもよい。MOSトランジスタN7のゲートをMOSトランジスタN1のドレインに接続し、共通接続されたソースとドレインに制御信号S2を与えてもよい。   The gate of the MOS transistor P7 may be connected to the drain of the MOS transistor P1, and the control signal S1 may be applied to the commonly connected source and drain. The gate of the MOS transistor N7 may be connected to the drain of the MOS transistor N1, and the control signal S2 may be applied to the commonly connected source and drain.

第3の実施形態で用いるアナログスイッチには、上述した種々のアナログスイッチを用いることができる。
上述した種々のアナログスイッチは、A/D変換器が備える切替スイッチ、マルチプレクサが備える切替スイッチまたはスイッチドキャパシタフィルタが備える切替スイッチに適用することができる。これにより、A/D変換、アナログ信号の切り替えを高精度に行うことができる。
The various analog switches described above can be used as the analog switch used in the third embodiment.
The various analog switches described above can be applied to a changeover switch included in an A / D converter, a changeover switch included in a multiplexer, or a changeover switch included in a switched capacitor filter. Thus, A / D conversion and analog signal switching can be performed with high accuracy.

図面中、1、21、31はアナログスイッチ、2は電源線(高電位側電源線)、3はグランド線(低電位側電源線)、4は端子(第1端子)、5は端子(第2端子)、9、10は通電経路、11、22は第2バイアス回路、12、23は第1バイアス回路、32はA/D変換器、35はチョッパコンパレータ、P1、N1は第1MOSトランジスタ、P2、N2は第2MOSトランジスタ、P3、N3は第3MOSトランジスタ、P4、N4は第4MOSトランジスタ、P5、N5は第5MOSトランジスタ、P6、N6は第6MOSトランジスタ、P7、N7は第7MOSトランジスタ、S1、S2は第1、第2制御信号である。   In the drawing, 1, 21 and 31 are analog switches, 2 is a power line (high potential side power line), 3 is a ground line (low potential side power line), 4 is a terminal (first terminal), and 5 is a terminal (first terminal). 2 terminals), 9, 10 are energization paths, 11, 22 are second bias circuits, 12, 23 are first bias circuits, 32 is an A / D converter, 35 is a chopper comparator, P1, N1 are first MOS transistors, P2, N2 are second MOS transistors, P3, N3 are third MOS transistors, P4, N4 are fourth MOS transistors, P5, N5 are fifth MOS transistors, P6, N6 are sixth MOS transistors, P7, N7 are seventh MOS transistors, S1, S2 is the first and second control signals.

Claims (10)

高電位側電源線と低電位側電源線により電源電圧が与えられ、第1制御信号とその反転信号である第2制御信号に応じて第1端子と第2端子との間の通電経路を開閉するアナログスイッチにおいて、
ソースおよびドレインがそれぞれ前記第1端子および前記第2端子に接続され、前記第2制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第1MOSトランジスタ(P1)と、
前記第1MOSトランジスタがオン駆動されているときにそのバックゲートの電位をソース電位に等しく制御し、前記第1MOSトランジスタがオフ駆動されているときにそのバックゲートの電位を電源電圧に等しく制御する第1バイアス回路(12)と、
ソースとドレインが共通に接続され、その共通接続されたソースとドレインおよびゲートの一方が前記第1MOSトランジスタのドレインに接続され、他方に定電圧が印加される第2MOSトランジスタ(N2)と、
前記第1MOSトランジスタがオン駆動されているときに前記第2MOSトランジスタのバックゲートの電位を電源電圧に等しく制御し、前記第1MOSトランジスタがオフ駆動されているときに前記第2MOSトランジスタのバックゲートの電位を前記電源電圧よりも低い定電圧に等しく制御する第2バイアス回路(11)とを備えていることを特徴とするアナログスイッチ。
A power supply voltage is given by the high potential side power supply line and the low potential side power supply line, and the energization path between the first terminal and the second terminal is opened and closed according to the first control signal and the second control signal which is the inverted signal thereof. In analog switch to
A P-channel first MOS transistor (P1) having a source and a drain connected to the first terminal and the second terminal, respectively, and having the second control signal as a gate signal;
When the first MOS transistor is turned on, the potential of the back gate is controlled to be equal to the source potential, and when the first MOS transistor is driven to be turned off, the potential of the back gate is controlled to be equal to the power supply voltage. 1 bias circuit (12);
A second MOS transistor (N2) having a source and a drain connected in common, one of the commonly connected source, drain and gate connected to the drain of the first MOS transistor and a constant voltage applied to the other;
The potential of the back gate of the second MOS transistor is controlled to be equal to the power supply voltage when the first MOS transistor is driven on, and the potential of the back gate of the second MOS transistor when the first MOS transistor is driven off. And a second bias circuit (11) for controlling the voltage equal to a constant voltage lower than the power supply voltage.
前記第2バイアス回路(11)は、
前記高電位側電源線と前記第2MOSトランジスタのバックゲートとの間に接続され、前記第2制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第3MOSトランジスタ(P3)と、
前記第2MOSトランジスタのバックゲートと前記低電位側電源線との間に接続され、前記第2制御信号をゲート信号とするNチャネル型の第4MOSトランジスタ(N4)とから構成されていることを特徴とする請求項1記載のアナログスイッチ。
The second bias circuit (11)
A P-channel third MOS transistor (P3) connected between the high-potential-side power line and the back gate of the second MOS transistor, and using the second control signal as a gate signal;
An N-channel fourth MOS transistor (N4) connected between the back gate of the second MOS transistor and the low-potential-side power supply line and using the second control signal as a gate signal is provided. The analog switch according to claim 1.
前記第1バイアス回路(12)は、
前記第1MOSトランジスタのソースとバックゲートとの間に接続され、前記第2制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第5MOSトランジスタ(P5)と、
前記高電位側電源線と前記第1MOSトランジスタのバックゲートとの間に接続され、前記第1制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第6MOSトランジスタ(P6)とから構成されていることを特徴とする請求項1または2記載のアナログスイッチ。
The first bias circuit (12)
A P-channel fifth MOS transistor (P5) connected between a source and a back gate of the first MOS transistor and having the second control signal as a gate signal;
A P-channel type sixth MOS transistor (P6) is connected between the high-potential-side power line and the back gate of the first MOS transistor, and uses the first control signal as a gate signal. The analog switch according to claim 1 or 2.
ソースとドレインが共通に接続され、その共通に接続されたソースとドレインおよびゲートの一方が前記第1MOSトランジスタのドレインに接続され、他方に前記第1制御信号が与えられるPチャネル型の第7MOSトランジスタ(P7)を備えていることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のアナログスイッチ。   A P-channel seventh MOS transistor in which a source and a drain are connected in common, one of the commonly connected source, drain and gate is connected to the drain of the first MOS transistor, and the other is supplied with the first control signal The analog switch according to any one of claims 1 to 3, further comprising (P7). 高電位側電源線と低電位側電源線により電源電圧が与えられ、第1制御信号とその反転信号である第2制御信号に応じて第1端子と第2端子との間の通電経路を開閉するアナログスイッチにおいて、
ソースおよびドレインがそれぞれ前記第1端子および前記第2端子に接続され、前記第1制御信号をゲート信号とするNチャネル型の第1MOSトランジスタ(N1)と、
前記第1MOSトランジスタがオン駆動されているときにそのバックゲートの電位をソース電位に等しく制御し、前記第1MOSトランジスタがオフ駆動されているときにそのバックゲートの電位をグランド電位に等しく制御する第1バイアス回路(23)と、
ソースとドレインが共通に接続され、その共通接続されたソースとドレインおよびゲートの一方が前記第1MOSトランジスタのドレインに接続され、他方に定電圧が印加される第2MOSトランジスタ(P2)と、
前記第1MOSトランジスタがオン駆動されているときに前記第2MOSトランジスタのバックゲートの電位をグランド電位に等しく制御し、前記第1MOSトランジスタがオフ駆動されているときに前記第2MOSトランジスタのバックゲートの電位をグランド電位よりも高い定電圧に等しく制御する第2バイアス回路(22)とを備えていることを特徴とするアナログスイッチ。
A power supply voltage is given by the high potential side power supply line and the low potential side power supply line, and the energization path between the first terminal and the second terminal is opened and closed according to the first control signal and the second control signal which is the inverted signal thereof. In analog switch to
An N-channel first MOS transistor (N1) having a source and a drain connected to the first terminal and the second terminal, respectively, and having the first control signal as a gate signal;
When the first MOS transistor is turned on, the potential of the back gate is controlled to be equal to the source potential, and when the first MOS transistor is driven to be turned off, the potential of the back gate is controlled to be equal to the ground potential. 1 bias circuit (23);
A second MOS transistor (P2) in which a source and a drain are connected in common, one of the commonly connected source, drain and gate is connected to the drain of the first MOS transistor and a constant voltage is applied to the other;
The back gate potential of the second MOS transistor is controlled to be equal to the ground potential when the first MOS transistor is driven on, and the back gate potential of the second MOS transistor is controlled when the first MOS transistor is driven off. And a second bias circuit (22) for controlling the voltage equal to a constant voltage higher than the ground potential.
前記第2バイアス回路(22)は、
前記第2MOSトランジスタのバックゲートと前記低電位側電源線との間に接続され、前記第1制御信号をゲート信号とするNチャネル型の第3MOSトランジスタ(N3)と、
前記高電位側電源線と前記第2MOSトランジスタのバックゲートとの間に接続され、前記第1制御信号をゲート信号とするPチャネル型の第4MOSトランジスタ(P4)とから構成されていることを特徴とする請求項5記載のアナログスイッチ。
The second bias circuit (22)
An N-channel third MOS transistor (N3) connected between a back gate of the second MOS transistor and the low-potential-side power line, and using the first control signal as a gate signal;
A P-channel fourth MOS transistor (P4) connected between the high-potential-side power supply line and the back gate of the second MOS transistor and having the first control signal as a gate signal is provided. The analog switch according to claim 5.
前記第1バイアス回路(23)は、
前記第1MOSトランジスタのソースとバックゲートとの間に接続され、前記第1制御信号をゲート信号とするNチャネル型の第5MOSトランジスタ(N5)と、
前記第1MOSトランジスタのバックゲートと前記低電位側電源線との間に接続され、前記第2制御信号をゲート信号とするNチャネル型の第6MOSトランジスタ(N6)とから構成されていることを特徴とする請求項5または6記載のアナログスイッチ。
The first bias circuit (23)
An N-channel fifth MOS transistor (N5) connected between a source and a back gate of the first MOS transistor and using the first control signal as a gate signal;
An N-channel sixth MOS transistor (N6) connected between the back gate of the first MOS transistor and the low-potential-side power supply line and using the second control signal as a gate signal is provided. The analog switch according to claim 5 or 6.
ソースとドレインが共通に接続され、その共通に接続されたソースとドレインおよびゲートの一方が前記第1MOSトランジスタのドレインに接続され、他方に前記第2制御信号が与えられるNチャネル型の第7MOSトランジスタ(N7)を備えていることを特徴とする請求項5ないし7の何れかに記載のアナログスイッチ。   An N-channel seventh MOS transistor in which a source and a drain are connected in common, one of the commonly connected source, drain and gate is connected to the drain of the first MOS transistor, and the other is supplied with the second control signal The analog switch according to any one of claims 5 to 7, further comprising (N7). 前記第2MOSトランジスタのソースとバックゲートとの間の容量およびドレインとバックゲートとの間の容量が、それぞれ前記第1MOSトランジスタのドレインとバックゲートとの間の容量の1/2であることを特徴とする請求項1ないし8の何れかに記載のアナログスイッチ。   The capacitance between the source and the back gate of the second MOS transistor and the capacitance between the drain and the back gate are respectively ½ of the capacitance between the drain and the back gate of the first MOS transistor. An analog switch according to any one of claims 1 to 8. チョッパコンパレータの入力部に設けられたショートスイッチ、A/D変換器が備える切替スイッチ、マルチプレクサが備える切替スイッチまたはスイッチドキャパシタフィルタが備える切替スイッチに適用されることを特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載のアナログスイッチ。   10. The invention is applied to a short switch provided at an input part of a chopper comparator, a changeover switch provided in an A / D converter, a changeover switch provided in a multiplexer, or a changeover switch provided in a switched capacitor filter. An analog switch according to any one of the above.
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