置电路给源极跟随器电路提供偏置信号，第二偏置电路给第二控制电路提供偏置信号； 所述内部开关信号产生电路根据外部输入开关信号产生第一内部开关信号和第二内部开关信号，所述第一内部开关信号用于设置第二控制电路的工作方式，所述第二内部开关信号用于设置第一控制电路的工作方式。
2.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述源极跟随器电路包括第一 PMOS晶体管、第二 PMOS晶体管、第一 NMOS晶体管和第三PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管的栅极作为输入端同时连接输入信号和主开关晶体管的源极，漏极连接第二PMOS晶体管的源极，源极连接第一 NMOS晶体管的源极，第一 NMOS晶体管的栅极和漏极连接在一起后作为源极跟随器电路的输出端连接主开关晶体管的栅极，第三PMOS晶体管的漏极连接第一 NMOS晶体管的栅极和漏极，源极连接功率晶体管的漏极，栅极由第一偏置电路提供一高于外部直流供电电压Vcc的偏置电压，第二PMOS晶体管的栅极和漏极连接在一起后接地。
3.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述第一偏置电路包括第四PMOS晶体管和第二 NMOS晶体管，所述第四PMOS晶体管的源极连接功率晶体管的漏极，栅极和漏极连接在一起后连接第二 NMOS晶体管的栅极和漏极，第二 NMOS晶体管的源极连接外部直流供电电压Vcc。
4.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述内部开关信号产生电路包括第一反相器电路和第二反相器电路，所述第一反相器电路的输入端连接外部输入开关信号，输出端连接第二反相器电路的输入端，第一反相器电路的输出端产生第一内部开关信号，第二反相器电路的输出端产生第二内部开关信号。
5.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述第二控制电路包括第五PMOS晶体管、第六PMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管，所述第五PMOS晶体管的源极连接直流高压产生电路产生的高压直流电压信号，漏极连接功率晶体管的栅极和第六PMOS晶体管的源极，栅极由第二偏置电路提供一高于外部直流供电电压Vcc的偏置电压，第六PMOS晶体管的栅极由第二偏置电路提供一低于外部直流供电电压Vcc的偏置电压，漏极连接第三NMOS晶体管的漏极，第三NMOS晶体管的源极连接第一内部开关信号和第四NM0s晶体管的源极和漏极，栅极接外部直流供电电压Vcc，第四NMOS晶体管的栅极连接功率晶体管的栅极。
6.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述第二偏置电路包括第七PMOS晶体管、第五NMOS晶体管、第八PMOS晶体管、第九PMOS晶体管、第十PMOS晶体管、第六NMOS晶体管、第七NMOS晶体管、第八NMOS晶体管、第九NMOS晶体管和第^^一PMOS晶体管，所述第七PMOS晶体管的源极连接直流高压产生电路产生的高压直流电压信号，栅极和漏极连接在一起后连接第五NMOS晶体管的漏极和栅极，第五NMOS晶体管的源极连接外部直流供电电压Vcc，第八PMOS晶体管的源极和漏极连接在一起后连接第七PMOS晶体管的栅极和漏极，栅极连接外部直流供电电压Vcc，第九PMOS晶体管的源极连接直流高压产生电路产生的高压直流电压信号，栅极连接第七PMOS晶体管的栅极和漏极，漏极连接第十PMOS晶体管的源极，第十PMOS晶体管的漏极连接第六NMOS晶体管的漏极和栅极，栅极连接外部直流供电电压Vcc，第六NMOS晶体管的源极连接第七NMOS晶体管的栅极和漏极，第七NMOS晶体管的源极连接第八NMOS晶体管的栅极和漏极，第八NMOS晶体管的源极接地，第九NMOS晶体管的栅极连接第八NMOS晶体管的栅极和漏极，源极接地，漏极连接第i^一 PMOS晶体管的栅极和漏极，第i^一 PMOS晶体管的源极连接外部直流供电电压Vcc，第七PMOS晶体管的漏极输出第二偏置电压并供给第二控制电路中第五PMOS晶体管的栅极，第^^一 PMOS晶体管的漏极输出第三偏置电压并供给第二控制电路中第六PMOS晶体管的栅极。
7.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述第一控制电路包括第十NMOS晶体管、第^^一 NMOS晶体管、第十二 NMOS晶体管、第十三NMOS晶体管和第十二PMOS晶体管，所述第十NMOS晶体管的源极连接第二内部开关信号，漏极连接i^一NMOS晶体管的源极，栅极连接外部直流供电电压Vcc，第十一匪OS晶体管的漏极连接主开关晶体管的栅极，栅极连接外部直流供电电压Vcc，第十二 PMOS晶体管的源极连接功率晶体管的漏极，漏极连接第十NMOS晶体管的漏极，栅极连接外部直流供电电压Vcc，第十三NMOS晶体管的源极连接第十二 PMOS晶体管的源极，栅极和漏极连接在一起后连接外部直流供电电压Vcc，第十二 NMOS晶体管的栅极连接第十二 PMOS晶体管的源极，漏极和源极连接在一起后连接第二内部开关信号。
8.根据权利要求1所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述直流高压产生电路包括高压脉冲电压产生电路和脉冲转直流电路，所述高压脉冲电压产生电路在外部时钟信号的驱动下产生高压电平等于2倍Vcc，低压电平等于Vcc的高压脉冲信号，所述脉冲转直流电路把高压脉冲信号转换成直流高压信号。
9.根据权利要求8所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述高压脉冲电压产生电路包括第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一数字缓冲器、第一电容器、第二电容器、第十四NMOS晶体管和第十五NMOS晶体管，所述脉冲转直流电路包括第十三PMOS晶体管、第十四PMOS晶体管和大容量电容器；所述第三反相器的输入端和第一数字缓冲器的输入端连接在一起后连接外部时钟信号，第三反相器的输出端连接第五反相器的输入端，第一数字缓冲器的输出端连接第四反相器的输入端，第四反相器的输出端产生第一内部时钟信号，第五反相器的输出端产生第二内部时钟信号，第一内部时钟信号连接到第一电容器的下极板，第二内部时钟信号连接到第二电容器的下极板，第三反相器、第四反相器、第五反相器和第一数字缓冲器均为CMOS逻辑电路并且供电电压都为Vcc，第一电容器的上极板连接第十四NMOS晶体管的源极，第二电容器的上极板连接第十五NMOS晶体管的源极，第十四NMOS晶体管的源极连接第十五NMOS晶体管的栅极，第十五NMOS晶体管的源极连接第十四NMOS晶体管的栅极，第十四NMOS晶体管和第十五NMOS晶体管的漏极连接在一起后接外部直流供电电压Vcc，在第一电容器的上极板产生第一高压脉冲信号连接到第十三PMOS晶体管的漏极，在第二电容器的上极板产生第二高压脉冲信号连接到第十四PMOS晶体管的漏极，第十三PMOS晶体管的栅极连接第十四PMOS晶体管的漏极，第十四PMOS晶体管的栅极连接第十三PMOS晶体管的漏极，第十三PMOS晶体管和第十四PMOS晶体管的源极连接在一起后连接大容量电容器的上极板并输出直流高压信号，大容量电容器的下极板接外部直流供电电压Vcc。
10.根据权利要求8所述的低压低功耗线型模拟开关，其特征在于，所述高压脉冲电压产生电路包括第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一数字缓冲器、第十六NMOS晶体管、第十七NMOS晶体管、第十四NMOS晶体管和第十五NMOS晶体管，所述脉冲转直流电路包括第十三PMOS晶体管、第十四PMOS晶体管和第十八NMOS晶体管；所述第三反相器的输入端和第一数字缓冲器的输入端连接在一起后连接外部时钟信号，第三反相器的输出端连接第五反相器的输入端，第一数字缓冲器的输出端连接第四反相器的输入端，第四反相器的输出端产生第一内部时钟信号，第五反相器的输出端产生第二内部时钟信号，第一内部时钟信号连接到第十六NMOS晶体管的源极和漏极，第二内部时钟信号连接到第十七NMOS晶体管的源极和漏极，第三反相器、第四反相器、第五反相器和第一数字缓冲器均为CMOS逻辑电路并且供电电压都为Vcc，第十六NMOS晶体管的栅极连接第十四NMOS晶体管的源极，第十七NMOS晶体管的栅极连接第十五NMOS晶体管的源极，第十四NMOS晶体管的源极连接第十五NMOS晶体管的栅极，第十五NMOS晶体管的源极连接第十四NMOS晶体管的栅极，第十四NMOS晶体管和第十五NMOS晶体管的漏极连接在一起后接外部直流供电电压Vcc，在第十六NMOS晶体管的栅极产生第一高压脉冲信号连接到第十三PMOS晶体管的漏极，在第十七NMOS晶体管的栅极产生第二高压脉冲信号连接到第十四PMOS晶体管的漏极，第十三PMOS晶体管的栅极连接第十四PMOS晶体管的漏极，第十四PMOS晶体管的栅极连接第十三PMOS晶体管的漏极，第十三PMOS晶体管和第十四PMOS晶体管的源极连接在一起后连接第十八NMOS晶体管的栅极并输出直流高压信号，第十八NMOS晶体管的源极和漏极连接在一起后接外部直流供电电压Vcc。
【专利摘要】本发明提供一种低压低功耗线型模拟开关，包括主开关晶体管、源极跟随器电路、功率晶体管、第一偏置电路、第二偏置电路、第一控制电路、第二控制电路、直流高压产生电路和内部开关信号产生电路。本发明提供的低压低功耗线型模拟开关，其工作状态分为导通态和断开态：在导通态输入信号无扭曲或者低扭曲地传输到输出信号，在断开态，断开输入信号与输出信号间的连接；并可通过外部输入开关信号，控制线型模拟开关处于导通态还是断开态。该线型模拟开关可由半导体深亚微米CMOS工艺制造，单一直流电源电压供电，可工作在极低的供电电压下，消耗极低的功耗。相比现有的自举开关，该线型模拟开关可长期工作在导通态，并且输入范围可达整个电源电压范围。
【IPC分类】H03K17-687
【公开号】CN104753511
【申请号】CN201510185601
【发明人】胡蓉彬, 王永禄, 张正平, 陈光炳, 王健安, 王育新, 付东兵, 李梁
【申请人】中国电子科技集团公司第二十四研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月20日