JP2018121364A - 差動電荷低減 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の差動入力を受信しスイッチがオンにされるとき前記第1の差動入力を第1のノードに提供するように構成される第1のスイッチ50と、第2の差動入力を受信しスイッチがオンにされるとき第2の差動入力を第2のノードに提供するように構成される第2のスイッチ52であって、第1のノードおよび第2のノードが差動対のノードである第2のスイッチと、前記第1のスイッチがオフにされるとき電荷を前記第2のノードに注入して前記第1のスイッチによって前記第1のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される第1のダミー回路素子54と、前記第2のスイッチがオフにされるとき電荷を前記第1のノード上に注入して前記第2のスイッチによって前記第2のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される第2のダミー回路素子56とを備える。
【選択図】図3
Description
しかしながら、差動増幅器入力は、不要な電荷注入をなお経験する可能性がある。これは、増幅器出力の確度を低下させる可能性がある。これらの不要な電荷注入のいくつかは、他の差動入力ではなく、1つの差動入力に悪影響を及ぼし、または差動入力のうちの1つに、他の差動入力よりも大きな程度で悪影響を及ぼす可能性がある。
本開示の別の態様は、増幅器および複数のチャネルを含む、装置である。増幅器は、非反転入力および反転入力を含む。複数のチャネルのそれぞれは、一対の入力スイッチおよび一対のダミー回路素子を含む。一対の入力スイッチは、第1のスイッチおよび第2のスイッチを含む。第1のスイッチは、スイッチがオンにされるとき、第1のスイッチ入力を受信して増幅器の非反転入力に第1のスイッチ入力を提供し、スイッチがオフにされるとき、増幅器の非反転入力を第1のスイッチ入力から電気的に絶縁するように構成される。第2のスイッチは、スイッチがオンにされるとき、第2のスイッチ入力を受信して増幅器の反転入力に第2のスイッチ入力を提供し、スイッチがオフにされるとき、増幅器の反転入力を第2のスイッチ入力から電気的に絶縁するように構成される。一対のダミー回路素子は、一対の増幅器入力スイッチの入力と増幅器の入力との間に交差連結される。一対のダミー回路素子のそれぞれのダミー回路素子は、第1のスイッチがオフにされるとき、第1のスイッチと実質的に同じ静電容量を有する。複数のチャネルのうちの一方の一対の増幅器入力スイッチは、複数のチャネルのうちの他方の一対の増幅器入力スイッチがオフにされるとき、電荷を増幅器の非反転および反転入力に提供するように構成される。
(項目1)
装置であって、
第1の差動入力を受信し、かつスイッチがオンにされるときに、上記第1の差動入力を第1のノードに提供するように構成される、第1のスイッチ(50)と、 第2の差動入力を受信し、かつスイッチがオンにされるときに、第2の差動入力を第2のノードに提供するように構成される、第2のスイッチ(52)であって、第1のノードおよび第2のノードが、差動対のノードである、第2のスイッチ(52)と、
上記第1のスイッチがオフにされるときに、電荷を上記第2のノードに注入して、上記第1のスイッチによって上記第1のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第1のダミー回路素子(54)と、
上記第2のスイッチがオフにされるときに、電荷を上記第1のノード上に注入して、上記第2のスイッチによって上記第2のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第2のダミー回路素子(56)と、
を備える、装置。
(項目2)
第1のダミー回路素子が、上記第1の差動入力と上記第2のノードとの間に直列に連結され、上記第2のダミー回路素子が、上記第2の差動入力と上記第1のノードとの間に直列に連結される、上記項目に記載の装置。
(項目3)
上記第1のスイッチが、第1の電界効果トランジスタを備え、上記第2のスイッチが、第2の電界効果トランジスタを備え、上記第1のダミー回路素子が、第1のダミー電界効果トランジスタを備え、上記第2のダミー回路素子が、第2のダミー電界効果トランジスタを備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目4)
上記第1のダミー電界効果トランジスタおよび上記第2のダミー電界効果トランジスタがそれぞれ、電源レール電圧にバイアスされるゲートを有する、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目5)
上記第1のダミー電界効果トランジスタが、上記第1の差動入力を受信するように構成される第1のソースと、上記第2のノードに電気的に連結される第1のドレインと、を有し、上記第2のダミー電界効果トランジスタが、上記第2の差動入力を受信するように構成される第2のソースと、上記第1のノードに電気的に連結される第2のドレインと、を有する、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目6)
上記第1のダミー電界効果トランジスタおよび上記第2のダミー電界効果トランジスタが、上記第1の電界効果トランジスタおよび上記第2の電界効果トランジスタと同一のトランジスタ構成を有する実質的に同一のインスタンシエイションである、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目7)
上記第1のダミー電界効果トランジスタが、両方ともに最低レベルの相互接続金属によって接触されないソースおよびドレインを有する、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目8)
上記第1のスイッチが、ソースおよびドレインを有する第1の電界効果トランジスタを備え、上記第1のダミー回路素子が、上記第1の電界効果トランジスタがスイッチをオフにされるときに、上記第1の電界効果トランジスタが有するソースドレイン間静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目9)
第3の差動入力を受信し、オンのときに、上記第1のノードを提供し、かつオフのときに、上記第1のノードを上記第3の差動入力から電気的に絶縁するように構成される、第3のスイッチと、
第4の差動入力を受信し、オンのときに、上記第2のノードを提供し、かつオフのときに、上記第2のノードを上記第4の差動入力から電気的に絶縁するように構成される、第4のスイッチと、 上記第3のスイッチがオフのときに、上記第2のノードに電荷を注入して、上記第3のスイッチによって上記第1のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第3のダミー回路素子と、
上記第4のスイッチがオフのときに、上記第1のノードに電荷を注入して、上記第4のスイッチによって上記第2のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第4のダミー回路素子と、
を備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目10)
上記第1のノードに電気的に連結される第1の入力と、上記第2のノードに電気的に連結される第2の入力と、を備える差動増幅器を更に備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目11)
装置であって、
非反転入力と、反転入力と、を備える増幅器(20)と、
複数のチャネル(15a〜15n)であって、上記複数のチャネルがそれぞれ、
一対の増幅器入力スイッチであって、
第1のスイッチ入力を受信し、スイッチがオンにされるときに、上記第1のスイッチ入力を上記増幅器の上記非反転入力に提供し、かつスイッチがオフにされるときに、上記増幅器の上記非反転入力を上記第1のスイッチ入力から電気的に絶縁するように構成される、第1のスイッチ(50)と、
第2のスイッチ入力を受信し、スイッチがオンにされるときに、上記第2のスイッチ入力を上記増幅器の上記反転入力に提供し、スイッチがオフにされるときに、上記増幅器の上記反転入力を上記第2のスイッチ入力から電気的に絶縁するように構成される、第2のスイッチ(52)と、を備える、一対の増幅器入力スイッチと、
上記一対の増幅器入力スイッチの上記入力と上記増幅器の上記入力との間に交差連結される一対のダミー回路素子(54、56)であって、上記一対のダミー回路素子のそれぞれのダミー回路素子が、上記第1のスイッチがオフにされるときに、上記第1のスイッチと実質的に同一の静電容量を有する、一対のダミー回路素子と、を備える、複数のチャネルと、を備え、
上記複数のチャネルの一方の上記一対の増幅器入力スイッチが、上記複数のチャネルの他方の上記一対の増幅器入力スイッチがオフにされるときに、上記増幅器の上記非反転入力および上記反転入力に電荷を提供するように構成される、装置。
(項目12)
上記装置が、上記増幅器および上記複数のチャネルを備えるインターリーブされたアナログ−デジタル変換器段を備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目13)
上記装置が、上記第1のスイッチ入力および上記第2のスイッチ入力の電荷を調整するように構成される少なくとも1つのデジタル−アナログ変換器を備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目14)
上記第1のスイッチが、第1の電界効果トランジスタを備え、上記一対のダミー回路素子の第1のダミー回路素子が、電源レール電圧にバイアスされるゲートを有する第1のダミー電界効果トランジスタを備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目15)
上記第1のダミー電界効果トランジスタが、最低レベルの相互接続金属によって接触されない第1のソースおよび第1のドレインを備える、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目16)
上記複数のチャネルのうちの選択されたチャネルの上記一対のダミー回路素子の第1のダミー回路素子が、上記選択されたチャネルが取得モードにあり、上記複数のチャネルのうちの異なるチャネルがゲインモードにあるときに、電荷を上記反転増幅器入力に注入して、上記第1のスイッチ入力で電圧グリッチを補償するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の装置。
(項目17)
差動電荷を低減する電子的に実装された方法であって、
第1のスイッチが非反転ノードを上記第1のスイッチの入力から電気的に絶縁するためにバイアスされる一方で、上記非反転ノードを上記第1のスイッチの上記入力から電気的に絶縁するために上記第1のスイッチをバイアスすることと、
反転ノード上の電荷を連結して、上記第1のスイッチによって上記非反転ノードに注入される電荷を少なくとも部分的にキャンセルすることと、を含み、
上記非反転ノードおよび上記反転ノードが、差動対のノードを備える、方法。
(項目18)
連結が、電源レール電圧にバイアスされるゲートを有するダミースイッチによって行われる、上記項目に記載の方法。
(項目19)
上記ダミースイッチが、上記第1のスイッチの上記入力に電気的に連結される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
上記非反転ノード上の電荷と上記反転ノード上の電荷との間の差異を感知することを更に含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
上記方法が、複数のインターリーブされたチャネルを有するアナログ−デジタル変換器において標本抽出するために行われ、上記方法が、
サンプルを上記非反転ノードに提供するために、複数のインターリーブされたチャネルの第1のチャネルの第1のスイッチを含む、増幅器入力スイッチをオンにすることと、
上記第1のチャネルの上記増幅器入力スイッチがオンにされる一方で、
スイッチがオフにされるために、少なくとも第2のチャネルを備える、上記複数のインターリーブされたチャネルの他方の増幅器入力スイッチをバイアスすることと、
上記第2のチャネルへの入力と共に上記第2のチャネルのコンデンサを荷電するために、上記第2のチャネルのスイッチを起動することと、を更に含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
一実施形態は、差動ノード対のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成された装置に関する。ダミー回路素子は、スイッチが切られるとき、反転ノードに電荷を注入し、スイッチによって非反転ノードに注入される電荷をキャンセルし得る。加えて、別のダミー回路素子は、他方のスイッチが切られるとき、電荷を非反転ノードに注入し、別のスイッチによって反転ノードに注入される電荷をキャンセルし得る。これらのダミー回路素子は、交差連結され得る。
同様に、ダミーPMOS装置は、Vdd等の電力供給電圧にバイアスされるゲートを有し得る。電界効果トランジスタ(FET)または本明細書に記載される「トランジスタ」は、金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)として既知のトランジスタに対応し得る。一方で用語「金属」および「酸化物」が装置の名前で存在するが、これらのトランジスタが、多結晶シリコン等、金属以外の材料から作製されたゲートを有し得、シリコン窒化物または高誘電率誘電体等のシリコン酸化物以外の誘電体から作製される誘電体「酸化物」領域を有し得ることを理解されたい。別の例として、ダミー回路素子は、コンデンサ等の受動的回路素子であり得る。
80……差動電荷キャンセル回路
92……駆動回路
Claims (21)
- 装置であって、
第1の差動入力を受信し、かつスイッチがオンにされるときに、前記第1の差動入力を第1のノードに提供するように構成される、第1のスイッチ(50)と、
第2の差動入力を受信し、かつスイッチがオンにされるときに、第2の差動入力を第2のノードに提供するように構成される、第2のスイッチ(52)であって、第1のノードおよび第2のノードが、差動対のノードである、第2のスイッチ(52)と、
前記第1のスイッチがオフにされるときに、電荷を前記第2のノードに注入して、前記第1のスイッチによって前記第1のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第1のダミー回路素子と、
前記第2のスイッチがオフにされるときに、電荷を前記第1のノード上に注入して、前記第2のスイッチによって前記第2のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第2のダミー回路素子と、
を備える、装置。 - 第1のダミー回路素子が、前記第1の差動入力と前記第2のノードとの間に直列に連結され、前記第2のダミー回路素子が、前記第2の差動入力と前記第1のノードとの間に直列に連結される、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のスイッチが、第1の電界効果トランジスタを備え、前記第2のスイッチが、第2の電界効果トランジスタを備え、前記第1のダミー回路素子が、第1のダミー電界効果トランジスタを備え、前記第2のダミー回路素子が、第2のダミー電界効果トランジスタを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のダミー電界効果トランジスタおよび前記第2のダミー電界効果トランジスタがそれぞれ、電源レール電圧にバイアスされるゲートを有する、請求項3に記載の装置。
- 前記第1のダミー電界効果トランジスタが、前記第1の差動入力を受信するように構成される第1のソースと、前記第2のノードに電気的に連結される第1のドレインと、を有し、前記第2のダミー電界効果トランジスタが、前記第2の差動入力を受信するように構成される第2のソースと、前記第1のノードに電気的に連結される第2のドレインと、を有する、請求項3に記載の装置。
- 前記第1のダミー電界効果トランジスタおよび前記第2のダミー電界効果トランジスタが、前記第1の電界効果トランジスタおよび前記第2の電界効果トランジスタと同一のトランジスタ構成を有する実質的に同一のインスタンシエイションである、請求項3に記載の装置。
- 前記第1のダミー電界効果トランジスタが、両方ともに最低レベルの相互接続金属によって接触されないソースおよびドレインを有する、請求項3に記載の装置。
- 前記第1のスイッチが、ソースおよびドレインを有する第1の電界効果トランジスタを備え、前記第1のダミー回路素子が、前記第1の電界効果トランジスタがスイッチをオフにされるときに、前記第1の電界効果トランジスタが有するソースドレイン間静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、請求項1に記載の装置。
- 第3の差動入力を受信し、オンのときに、前記第1のノードを提供し、かつオフのときに、前記第1のノードを前記第3の差動入力から電気的に絶縁するように構成される、第3のスイッチと、 第4の差動入力を受信し、オンのときに、前記第2のノードを提供し、かつオフのときに、前記第2のノードを前記第4の差動入力から電気的に絶縁するように構成される、第4のスイッチと、
前記第3のスイッチがオフのときに、前記第2のノードに電荷を注入して、前記第3のスイッチによって前記第1のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第3のダミー回路素子と、
前記第4のスイッチがオフのときに、前記第1のノードに電荷を注入して、前記第4のスイッチによって前記第2のノードに注入される電荷をキャンセルするように構成される、第4のダミー回路素子と、
を備える、請求項1に記載の装置。 - 前記第1のノードに電気的に連結される第1の入力と、前記第2のノードに電気的に連結される第2の入力と、を備える差動増幅器を更に備える、請求項1に記載の装置。
- 装置であって、
非反転入力と、反転入力と、を備える増幅器(20)と、
複数のチャネル(15a〜15n)であって、前記複数のチャネルがそれぞれ、
一対の増幅器入力スイッチであって、
第1のスイッチ入力を受信し、スイッチがオンにされるときに、前記第1のスイッチ入力を前記増幅器の前記非反転入力に提供し、かつスイッチがオフにされるときに、前記増幅器の前記非反転入力を前記第1のスイッチ入力から電気的に絶縁するように構成される、第1のスイッチ(50)と、
第2のスイッチ入力を受信し、スイッチがオンにされるときに、前記第2のスイッチ入力を前記増幅器の前記反転入力に提供し、スイッチがオフにされるときに、前記増幅器の前記反転入力を前記第2のスイッチ入力から電気的に絶縁するように構成される、第2のスイッチ(52)と、を備える、一対の増幅器入力スイッチと、
前記一対の増幅器入力スイッチの前記入力と前記増幅器の前記入力との間に交差連結される一対のダミー回路素子(54、56)であって、前記一対のダミー回路素子のそれぞれのダミー回路素子が、前記第1のスイッチがオフにされるときに、前記第1のスイッチと実質的に同一の静電容量を有する、一対のダミー回路素子と、を備える、複数のチャネルと、を備え、
前記複数のチャネルの一方の前記一対の増幅器入力スイッチが、前記複数のチャネルの他方の前記一対の増幅器入力スイッチがオフにされるときに、前記増幅器の前記非反転入力および前記反転入力に電荷を提供するように構成される、装置。 - 前記装置が、前記増幅器および前記複数のチャネルを備えるインターリーブされたアナログ−デジタル変換器段を備える、請求項11に記載の装置。
- 前記装置が、前記第1のスイッチ入力および前記第2のスイッチ入力の電荷を調整するように構成される少なくとも1つのデジタル−アナログ変換器を備える、請求項11に記載の装置。
- 前記第1のスイッチが、第1の電界効果トランジスタを備え、前記一対のダミー回路素子の第1のダミー回路素子が、電源レール電圧にバイアスされるゲートを有する第1のダミー電界効果トランジスタを備える、請求項11に記載の装置。
- 前記第1のダミー電界効果トランジスタが、最低レベルの相互接続金属によって接触されない第1のソースおよび第1のドレインを備える、請求項14に記載の装置。
- 前記複数のチャネルのうちの選択されたチャネルの前記一対のダミー回路素子の第1のダミー回路素子が、前記選択されたチャネルが取得モードにあり、前記複数のチャネルのうちの異なるチャネルがゲインモードにあるときに、電荷を前記反転増幅器入力に注入して、前記第1のスイッチ入力で電圧グリッチを補償するように構成される、請求項11に記載の装置。
- 差動電荷を低減する電子的に実装された方法であって、
第1のスイッチが非反転ノードを前記第1のスイッチの入力から電気的に絶縁するためにバイアスされる一方で、前記非反転ノードを前記第1のスイッチの前記入力から電気的に絶縁するために前記第1のスイッチをバイアスすることと、
反転ノード上の電荷を連結して、前記第1のスイッチによって前記非反転ノードに注入される電荷を少なくとも部分的にキャンセルすることと、を含み、
前記非反転ノードおよび前記反転ノードが、差動対のノードを備える、方法。 - 連結が、電源レール電圧にバイアスされるゲートを有するダミースイッチによって行われる、請求項17に記載の方法。
- 前記ダミースイッチが、前記第1のスイッチの前記入力に電気的に連結される、請求項18に記載の方法。
- 前記非反転ノード上の電荷と前記反転ノード上の電荷との間の差異を感知することを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 前記方法が、複数のインターリーブされたチャネルを有するアナログ−デジタル変換器において標本抽出するために行われ、前記方法が、
サンプルを前記非反転ノードに提供するために、複数のインターリーブされたチャネルの第1のチャネルの第1のスイッチを含む、増幅器入力スイッチをオンにすることと、
前記第1のチャネルの前記増幅器入力スイッチがオンにされる一方で、
スイッチがオフにされるために、少なくとも第2のチャネルを備える、前記複数のインターリーブされたチャネルの他方の増幅器入力スイッチをバイアスすることと、
前記第2のチャネルへの入力と共に前記第2のチャネルのコンデンサを荷電するために、前記第2のチャネルのスイッチを起動することと、を更に含む、請求項17に記載の方法。
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