基于电荷泵改进型CMOS模拟开关电路

作者：时间：2015-05-25来源：网络收藏

　　2改进型模拟开关电路设计

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/274678.htm

　　2.1电路描述和分析

　　图4为本文设计的栅增压电路，M3和M4组成了一对传输门，可以保证输入信号在高低电压无损失地传输到传输门的另一端。M1的栅极接反相器的输出端，漏源两端分别接电容正极板和电源电压，M1的作用是当开关连通且时钟信号为高电平时，保证电容电压抬升后不会迅速放电使电容正极板电位为0.M2的栅极接时钟信号CLK，漏源两端分别接电容正极板和电源电压，它的作用是当开关关闭时，M2导通时使电容正极板电位保持在电源电压。下面分析该电路的工作情况：

　　当开关关闭时，S为低电平，M1导通，保证电容正极板上的电压最低为VDD，此时M3和M4都不导通，信号不能达到输出端。当开关导通时，S为高电平，M1截止，时钟为低电平时，M2和M5导通，M1和M6关闭，电容充电至P-Vds;CLK为高时，由于电容两边电压不会突变，电容正极板上的电压会被抬升至原来的两倍。

　　从上面分析可知，所有跟开关栅端电压连通的电压都是和输入信号无关的，因此开关导通电阻与输入信号无关，可以大大抑制信号有关的电压损失，保证了信号的线性度和器件的可靠性。

　　图3栅增压仿真结果

　　图4改进型栅增压电路

　　2.2性能仿真及结果分析

　　基于NEC0.35umCMOS工艺的模型参数，采用Spectre模拟软件，对图3进行模拟仿真。电源电压为5V，输入信号singlin为500KHZ，信号幅度5V，电荷泵时钟为100MHZ，电容为1.8pf，仿真得到了开关导通电阻随Vg电压的变化(图5)、电荷泵抬升后的电压(图6)和输出信号结果(图7)，可见，导通电阻在大于电源电压时急剧降低，电容正极板上的电压可以抬升至9V，输出电压波形比较理图想，损耗很小，几乎没有。