專利名稱：偏置開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生偏置斬波電壓的偏置提供設(shè)備，以及更具體 地涉及偏置發(fā)生電路和偏置開關(guān)電路，其能夠通過消除因加載效應(yīng)引 起的問題而穩(wěn)定地供給偏置斬波電壓。
背景技術(shù)：
放大器被用在例如顯示面板驅(qū)動器的各種類型的電子/電氣裝置 中。放大器接收輸入數(shù)據(jù)電壓，并將其放大以產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)電壓。然 而，輸出數(shù)據(jù)電壓不可避免地含有由放大器的偏移特性所引起的分量。 因此，在需要精確放大的領(lǐng)域中，使用斬波放大器以去除這樣的偏移 分量。
圖1是斬波放大器140的方框圖。圖1示出了斬波放大器140和向斬 波放大器140施加第一和第二偏置斬波電壓VBa和VBb的偏置提供設(shè)備 110。如圖1所示，偏置提供設(shè)備110包括偏置發(fā)生電路120和偏置開關(guān) 電路130。
由偏置發(fā)生電路120產(chǎn)生的偏置電壓VB被施加到偏置開關(guān)電路 130。然后，偏置開關(guān)電路130從偏置電壓VB產(chǎn)生了第一和第二偏置斬 波電壓VBa和VBb。第一和第二偏置斬波電壓VBa和VBb被施加到斬波 放大器140。為了能將輸入數(shù)據(jù)電壓Vin放大到輸出數(shù)據(jù)電壓Vout，在包含在斬波放大器140中的斬波單元150中，響應(yīng)于第一和第二偏置斬
波電壓VBa和VBb而對內(nèi)信號通路進行斬波。例如，如果第一偏置斬波 電壓Vba被激活，則形成通路T1-T3和T2-T4，以及如果第二偏置斬波電 壓VBb被激活，則形成通路T1-T4和T2-T3。因此，通過在斬波放大器 140中對內(nèi)信號通路進行斬波，可以阻止輸出數(shù)據(jù)電壓Vout受到偏移分 量的影響。
圖2示出了其中偏置提供設(shè)備210驅(qū)動多個斬波放大器240_1、 240—2、 ...、 240—n的情況。
在液晶顯示器(LCD)面板驅(qū)動器中， 一個偏置提供設(shè)備，例如 偏置提供設(shè)備210，向多個斬波放大器例如斬波放大器240_1、 240—2、…、240—n施加偏置斬波電壓VBla、 VBlb、 VB2a和VB2b。偏
置斬波電壓VBla和VBlb可被用于在斬波放大器240—1、 240—2.....
240—n內(nèi)對第一內(nèi)信號的通路進行斬波。偏置斬波電壓VB2a和VB2b可
被用于在斬波放大器240j、 240—2..... 240—n內(nèi)對第二內(nèi)信號的通路
進行斬波。
然而，每個并聯(lián)連接的斬波放大器240—1、 240—2..... 240—n的負
載電容相對較大，并因此造成與偏置提供設(shè)備210的驅(qū)動能力相比，
斬波放大器240—1、 240—2..... 240—n的總負載電容明顯很大。因此，
當具有低驅(qū)動能力的偏置提供設(shè)備210向具有大負載電容的斬波放大 器240一1、 240—2、 ...、 240—n施加偏置斬波電壓時，偏置斬波電壓可能 由于并聯(lián)連接的斬波放大器240_1、 240_2、…、240—n所引起的加載效 應(yīng)而失真。如果失真的偏置斬波電壓被施加到斬波放大器240—1、 240_2、 ...、 240一n，它們不能正常執(zhí)行放大。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了偏置開關(guān)電路，包括響應(yīng)于第 一開關(guān)信號將偏置電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點的第一轉(zhuǎn)換開關(guān)；響應(yīng)于第二開關(guān)信號將第一供電電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點的第二轉(zhuǎn)換開關(guān)； 響應(yīng)于第二開關(guān)信號將偏置電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點的第三轉(zhuǎn)換開 關(guān)；響應(yīng)于第一開關(guān)信號將第一供電電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點的第四 轉(zhuǎn)換開關(guān)；響應(yīng)于第三開關(guān)信號將第二供電電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點
的第一晶體管；以及響應(yīng)于第四開關(guān)信號將第二供電電壓傳輸?shù)降诙?br> 輸出節(jié)點的第二晶體管。
偏置開關(guān)電路的工作周期可包括其中激活第一開關(guān)信號的周期； 其中第一和第二開關(guān)信號都未被激活的非交疊周期；以及其中激活第 二開關(guān)信號的周期。其中激活第一開關(guān)信號的周期、非交疊周期、其 中激活第二開關(guān)信號的周期、以及另一個非交疊周期被周期性重復(fù)。
在非交疊周期期間，第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)都被斷開。在非交疊周 期期間，第三和第四開關(guān)信號被激活。在非交疊周期期間，第一晶體 管可將第二供電電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點，并且第二晶體管可將第二 供電電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點?？梢詮牡谝惠敵龉?jié)點順序地輸出偏置 電壓、第二供電電壓、第一電壓和第二供電電壓?？梢詮牡诙敵龉?jié) 點順序地輸出第一供電電壓、第二供電電壓、偏置電壓、和第二供電 電壓。
在一些實施例中，第一供電電壓可以是參考電壓并且第二供電電 壓可以是電源電壓。在其它實施例中，第一供電電壓可以是電源電壓 并且第二供電電壓可以是參考電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了偏置提供設(shè)備，該偏置提供設(shè) 備提供在偏置電壓和第一供電電壓之間重復(fù)切換的第一偏置斬波電壓 和在第一供電電壓和偏置電壓之間重復(fù)切換的第二偏置斬波電壓。該 設(shè)備包括產(chǎn)生偏置電壓的偏置發(fā)生電路；以及偏置開關(guān)電路，該偏
置開關(guān)電路接收偏置電壓、第一供電電壓及第二供電電壓，并然后輸 出第一偏置斬波電壓和第二偏置斬波電壓。第一偏置斬波電壓是在其中周期性地重復(fù)偏置電壓、第二供電電壓、第一供電電壓及第二供電 電壓的電壓信號，并且第二偏置斬波電壓是在其中周期性地重復(fù)第一 供電電壓、第二供電電壓、偏置電壓及第二供電電壓的電壓信號。


通過參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，本發(fā)明的上述和 其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中 圖l是斬波放大器的方框圖2示出了其中偏置提供設(shè)備驅(qū)動多個斬波放大器的情況； 圖3A是包含在偏置提供設(shè)備中的偏置發(fā)生電路的電路圖3B和3C是包含在偏置提供設(shè)備中的偏置開關(guān)電路的實例的電
路圖3D是施加到示于圖3B或3C中的偏置開關(guān)電路的開關(guān)信號和反
向開關(guān)信號的時序圖3E是曲線圖，其示出了當多個斬波放大器由包含了圖3A的偏置 發(fā)生電路和圖3C的偏置開關(guān)電路的偏置提供設(shè)備驅(qū)動時失真的偏置斬 波電壓；
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例的偏置開關(guān)電路的電路圖4B是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的偏置開關(guān)電路的電路圖5A是施加到圖4A的偏置開關(guān)電路和圖4B的偏置開關(guān)電路的開
關(guān)信號的時序圖5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的、將開關(guān)信號供給到圖4A或圖4B的偏
置開關(guān)電路的開關(guān)信號供給器的電路圖；以及
圖6是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的當多個斬波放大器 由具有圖3A的偏置發(fā)生電路和圖4B的偏置開關(guān)電路的偏置提供設(shè)備驅(qū) 動時的偏置斬波電壓。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖而更完整地描述本發(fā)明的示例性實施例。在隨 后的描述中，如果確定由于不必要的細節(jié)會使本發(fā)明變得模糊，則不詳細描述公知的功能或結(jié)構(gòu)。
首先，將參考圖3A-3E更詳細地描述偏置提供設(shè)備。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明實施例的包含在偏置提供設(shè)備中的偏置發(fā)生電 路的電路圖。參考圖3A，偏置發(fā)生電路包括形成于第一供電電壓源 VDD和第二供電電壓VSS之間的第一通路(MP2、 MP1、 MN1、 MN2、 R)、第二通路(MP4、 MP3、 MN3、 MN4)、第三通路(MP6、 MP5、 MN5)、以及第四通路(MP7、 MN6、 MN7);以及第一到第四柵極 線GL1到GL4。
經(jīng)由第一柵極線GL1輸出第一偏置電壓VB1，經(jīng)由第二柵極線GL2 輸出第二偏置電壓VB2，以及經(jīng)由第三柵極線GL3輸出第三偏置電壓 VB3。
圖3B和3C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含在偏置提供設(shè)備中的偏 置開關(guān)電路的電路圖。圖3D是施加到示于圖3B或3C的偏置開關(guān)電路的 開關(guān)信號CH和反向開關(guān)信號CHB的時序圖。
例如，示于圖3B中的偏置開關(guān)電路接收了第三偏置電壓VB3和為 參考電壓GND的第一供電電壓，并輸出了偏置斬波電壓VB3a和偏置斬 波電壓VB3b。在開關(guān)信號CH為邏輯低(L)并且反向開關(guān)信號CHB為 邏輯高(H)的時期期間，晶體管P3和晶體管N3B導(dǎo)通，并且晶體管N3 和晶體管P3B斷開。因此，經(jīng)由第一輸出節(jié)點Nol輸出第三偏置電壓 VB3，并且經(jīng)由第二輸出節(jié)點No2輸出參考電壓GND。在開關(guān)信號CH 為邏輯高(H)并且反向開關(guān)信號CHB為邏輯低(L)的時期期間，晶 體管N3和晶體管P3B導(dǎo)通，并且晶體管P3和晶體管N3B斷開。因此，經(jīng) 由第一輸出節(jié)點Nol輸出參考電壓GND，并且經(jīng)由第二輸出節(jié)點No2輸 出第三偏置電壓VB3。當該過程被重復(fù)執(zhí)行時，在第三偏置電壓VB3和參考電壓GND之 間重復(fù)切換的第三偏置電壓VB3a將經(jīng)由第一輸出節(jié)點Nol被輸出。類 似地，在參考電壓GND和第三偏置電壓VB3之間重復(fù)切換的偏置斬波 電壓VB3b將經(jīng)由第二輸出節(jié)點No2被輸出。
此外，示于圖3C中的偏置開關(guān)電路接收第二偏置電壓VB2和為電 源電壓PWR的第二供電電壓，并輸出偏置斬波電壓VB2a和偏置斬波電 壓VB2b。在開關(guān)信號CH為邏輯低(L)并且反向開關(guān)信號CHB為邏輯 高(H)的時期期間，晶體管P2和晶體管N2B導(dǎo)通，并且晶體管N2和晶 體管P2B斷開。因此，經(jīng)由第一輸出節(jié)點Nol輸出供電電壓PWR，并且 經(jīng)由第二輸出節(jié)點No2輸出第二偏置電壓VB2。在開關(guān)信號CH為邏輯 高(H)并且反向開關(guān)信號CHB為邏輯低(L)的時期期間，晶體管N2 和晶體管P2B導(dǎo)通，并且晶體管P2和晶體管N2B斷開。因此，經(jīng)由第一 輸出節(jié)點Nol輸出第二偏置電壓VB2，并且經(jīng)由第二輸出節(jié)點No2輸出 供電電壓PWR。
當該過程被重復(fù)執(zhí)行時，在供電電壓PWR和第二偏置電壓VB2之 間重復(fù)切換的偏置斬波電壓VB2a經(jīng)由第一輸出節(jié)點Nol被輸出。類似 地，在第二偏置電壓VB2和供電電壓PWR之間重復(fù)切換的偏置斬波電 壓VB2b經(jīng)由第二輸出節(jié)點No2被輸出。
然而，如果示于圖3D中的開關(guān)信號CH和反向開關(guān)信號CHB被施加 到示于圖3B或3C中的偏置開關(guān)電路，如圖3D所示，開關(guān)信號CH的邊沿 時序發(fā)生在與開關(guān)信號CHB的邊沿時序相似的時間處。因此，可能發(fā) 生晶體管P3和晶體管N3兩者或晶體管P3B和晶體管N3B兩者被斷開的 不穩(wěn)定狀態(tài)。在這種不穩(wěn)定狀態(tài)中，將輸出異常的偏置斬波電壓。因 此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，為了去除這種不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生的可能性， 引入了非交疊周期(NOP) 。 NOP將參考圖5A進行更詳細地描述。
圖3E是曲線圖，其示出了當多個斬波放大器由具有圖3A所示的偏置發(fā)生電路和圖3C所示的偏置開關(guān)電路的偏置提供設(shè)備驅(qū)動時失真的
偏置斬波電壓。在圖3E中，x軸表示時間[S]，并且y軸表示電壓[V]。
如果偏置提供設(shè)備不驅(qū)動多個斬波放大器，g卩，如果斬波放大器 并沒有連接到圖3C所示的第一輸出節(jié)點No1，則在第二偏置電壓VB2 和供電電壓PWR之間重復(fù)切換的正常偏置斬波電壓VB2a從第一輸出 節(jié)點Nol輸出。然而，如果偏置提供設(shè)備驅(qū)動了斬波放大器，即，如果 斬波放大器被連接到第一輸出節(jié)點Nol，則如圖3E所示的失真的偏置斬 波電壓VB2a從第一輸出節(jié)點Nol輸出。
參考圖3E，偏置斬波電壓VB2a升高到供電電壓PWR，但并未降低 到第二偏置電壓VB2。信號轉(zhuǎn)變(signal transition)被重復(fù)得越多，偏 置斬波電壓越收斂于供電電壓PWR。將描述的是當斬波放大器被連 接到第一輸出節(jié)點Nol時偏置斬波電壓VB2a收斂于供電電壓PWR的原 因。
每個斬波放大器可以被建模為包含負載電阻和負載電容的等效電 路。因此，如果供電電壓PWR從第一輸出節(jié)點Nol輸出，則斬波放大器 將利用供電電壓PWR充電，并且如果第二偏置電壓VB2從第一輸出節(jié) 點Nol輸出，則斬波放大器將利用第二偏置電壓VB2充電。然而，示于 圖3C中的施加供電電壓PWR的源具有足以將供電電壓PWR施加到斬波 放大器的驅(qū)動性能，而示于圖3C中的施加第二偏置電壓VB2的源(示 于圖3A中的偏置發(fā)生電路)并不具有足以將第二偏置電壓VB2施加到
斬波放大器的驅(qū)動性能。出于這一原因， 一旦斬波放大器被從第一輸 出節(jié)點Nol給予了供電電壓PWR并利用供電電壓PWR充電，則即使來 自第一輸出節(jié)點Nol的第二偏置電壓VB2被施加到斬波放大器，斬波放 大器也不能利用第二偏置電壓VB2充電。這是因為由利用供電電壓 PWR充電的斬波放大器所引起的加載效應(yīng)阻止施加第二偏置電壓VB2 的源(示于圖3A中的偏置發(fā)生電路)的工作。關(guān)于偏置斬波電壓VB2a已經(jīng)描述了一些創(chuàng)造性原理，并且偏置斬 波電壓VB2b與在圖3E中示出的偏置斬波電壓VB2a的情況類似。由此， 當失真的偏置斬波電壓VB2a和VB2b被施加到斬波放大器時，斬波放大 器由于加載效應(yīng)而不能執(zhí)行正常的放大。例如，即使將在高和低之間 交替的輸入數(shù)據(jù)電壓Vin施加到斬波放大器，從斬波放大器輸出的也 是不在高和低之間交替的示于圖3E中的輸出數(shù)據(jù)電壓Vout。即，與 輸入數(shù)據(jù)電壓Vin無關(guān)的輸出數(shù)據(jù)電壓Vout從斬波放大器輸出。因此， 本發(fā)明被設(shè)計為解決由加載效應(yīng)引起的問題。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例的偏置開關(guān)電路的電路圖。圖4B是根據(jù) 本發(fā)明另一實施例的偏置開關(guān)電路的電路圖。圖5A是施加到示于圖4A 或4B中的偏置開關(guān)電路的開關(guān)信號CH1、 CH1B、 CH2、 CH2B、 CH31、 CH32、 CH33和CH34的時序圖?，F(xiàn)在，將參考圖5A來描述示于圖4A和 4B中的偏置開關(guān)電路。
示于圖4A中的偏置開關(guān)電路包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G31、第二轉(zhuǎn)換開 關(guān)G32、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G33、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G34、第一晶體管P31及第二 晶體管P32。示于圖4A中的偏置開關(guān)電路接收偏置電壓VB3、參考電壓 GND及供電電壓PWR，并輸出偏置斬波電壓VB3a和偏置斬波電壓 VB3b。
響應(yīng)于第一開關(guān)信號CH1和CH1B，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G31將偏置電壓 VB3傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點Nol。響應(yīng)于第二開關(guān)信號CH2和CH2B，第 二轉(zhuǎn)換開關(guān)G32將參考電壓GND傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點No1。響應(yīng)于第二 開關(guān)信號CH2和CH2B,第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G33將偏置電壓VB3傳輸?shù)降诙?輸出節(jié)點No2。響應(yīng)于第一開關(guān)信號CH1和CH1B，第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G34 將參考電壓GND傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點No2。響應(yīng)于第三開關(guān)信號CH31， 第一晶體管P31將參考電壓GND傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點No2。響應(yīng)于第四 開關(guān)信號CH32，第二晶體管P32將供電電壓PWR傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點 No2。圖5A所示，第一開關(guān)信號CH1和第二開關(guān)信號CH2交替地被激活 為邏輯"高"(H)，并且第一反向開關(guān)信號CH1B和第二反向開關(guān)信 號CH2B交替地被激活為邏輯"低"(L)。為了阻止第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G31 和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)G32—起被導(dǎo)通并且阻止第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G33和第四轉(zhuǎn)換 開關(guān)G34—起被斷開，本發(fā)明采用了NOP。在NOP中，第一開關(guān)信號CH1 和第二開關(guān)信號CH2兩者都去激活為邏輯"低"(L)，并且第一反向 開關(guān)信號CH1B和第二反向開關(guān)信號CH2B兩者都去激活為邏輯"高" (H)。作為代替，在NOP中，第三和第四開關(guān)信號CH31和CH32被激 活。在NOP中，第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G31到G34被斷開，第一晶體管P31 將供電電壓PWR傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點Nol，并且第二晶體管P32將供電 電壓PWR傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點No2。
根據(jù)第一開關(guān)信號CH1和CH1B、第二開關(guān)信號CH2和CH2B、第 三開關(guān)信號CH31、及第四開關(guān)信號CH32的每一個是否被激活，可將示 于圖4A中的偏置開關(guān)電路的工作周期歸類。例如，圖4A的偏置開關(guān)電 路的工作周期包括其中第一開關(guān)信號CH1和CH1B被激活的周期、其 中第一開關(guān)信號CH1和CH1B及第二開關(guān)信號CH2和CH2B都去激活的 NOP周期(NOA)、以及其中第二開關(guān)信號CH2和CH2B被激活的周期。 如圖5A所示，其中第一開關(guān)信號CH1和CH1B被激活的周期、NOA、其 中第二開關(guān)信號CH2和CH2B被激活的周期以及NOA被周期性地重復(fù)。 即，其中第一開關(guān)信號CH1和CH1B被激活的第一周期、其中第三開關(guān) 信號CH31和第四開關(guān)信號CH32被激活的第二周期NOA、其中第二開關(guān) 信號CH2和CH2B被激活的第三周期、以及其中第三開關(guān)信號CH31和第 四開關(guān)信號CH32被激活的第四周期NOA被周期性地重復(fù)。
在其中第一開關(guān)信號CH1被激活且第二開關(guān)信號CH2被去激活的 第一周期內(nèi)，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G31和第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G34被導(dǎo)通，并且第二 轉(zhuǎn)換開關(guān)G32和第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G33被斷開。因此，從第一輸出節(jié)點Nol 輸出偏置電壓VB3，并且從第二輸出節(jié)點No2輸出參考電壓GND。在其中第一開關(guān)信號CH1和第二開關(guān)信號CH2被去激活且第三開 關(guān)信號CH31和第四開關(guān)信號CH32被激活的第二周期內(nèi)，第一晶體管 P31和第二晶體管P32被導(dǎo)通，并且第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G31到G34全部 被斷開。因此，從第一輸出節(jié)點Nol和第二輸出節(jié)點No2兩者都輸出供 電電壓PWR。
在其中第一開關(guān)信號CH1被去激活且第二開關(guān)信號CH2被激活的 第三周期內(nèi)，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G31和第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G34被斷開，并且第二 轉(zhuǎn)換開關(guān)G32和第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G33被導(dǎo)通。因此，從第一輸出節(jié)點Nol 輸出參考電壓GND，并且從第二輸出節(jié)點No2輸出偏置電壓VB3。
在其中第一開關(guān)信號CH1和第二開關(guān)信號CH2被去激活且第三開 關(guān)信號CH31和第四開關(guān)信號CH32被激活的第四周期內(nèi)，從第一和第二 輸出節(jié)點Nol和No2兩者輸出供電電壓PWR，類似于第二周期。
由于第一到第四周期被周期性地重復(fù)，因此從第一輸出節(jié)點Nol 順序地輸出偏置電壓VB3、供電電壓PWR、參考電壓GND以及供電電 壓PWR，并且從第二輸出節(jié)點No2順序地輸出參考電壓GND、供電電 壓PWR、偏置電壓VB3以及供電電壓PWR。
如圖4A中所示，如果第一和第二晶體管P31和P32是P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，則第三開關(guān)信號CH31和第四開 關(guān)信號CH32將如圖5A所示在NOP中被激活為邏輯"低"(L)。或者， 如果第一和第二晶體管是N型MOSFET,則第三開關(guān)信號和第四開關(guān)信 號則在NOP中被激活為邏輯"高"(H)。在本公開中，第三開關(guān)信號 CH31和第四開關(guān)信號CH32被描述為不同的信號，但也可以是如圖5A 所示的相同的信號。
圖4A將所有第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G31到G34圖解說明為互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)型傳輸門，但本發(fā)明并不限于此。
示于圖4B中的偏置開關(guān)電路包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G21、第二轉(zhuǎn)換開 關(guān)G22、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G23、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G24、第一晶體管N21以及第 二晶體管N22。示于圖4B中的偏置開關(guān)電路接收偏置電壓VB2、供電電 壓PWR及參考電壓GND，并輸出偏置斬波電壓VB2a和偏置斬波電壓 VB2b。
響應(yīng)于第一開關(guān)信號CH1和CH1B，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G21將偏置電壓 VB2傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點No1。響應(yīng)于第二開關(guān)信號CH2和CH2B，第 二轉(zhuǎn)換開關(guān)G22將供電電壓PWR傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點No1。響應(yīng)于第二 開關(guān)信號CH2和CH2B，第三轉(zhuǎn)換開關(guān)G23將偏置電壓VB2傳輸?shù)降诙?輸出節(jié)點No2。響應(yīng)于第一開關(guān)信號CH1和CH1B，第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G24 將供電電壓PWR傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點No2。響應(yīng)于第三開關(guān)信號CH33， 第一晶體管N21將參考電壓GND傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點No1。響應(yīng)于第四 開關(guān)信號CH34，第二晶體管N22將參考電壓GND傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點 No2。
如圖5A中所示，在NOP中，第一開關(guān)信號CH1和第二開關(guān)信號CH2 被去激活為邏輯"低"(L)，第一反向開關(guān)信號CH1B和第二反向開 關(guān)信號CH2B被去激活為邏輯"高"(H)，并且第三開關(guān)信號CH33和 第四開關(guān)信號CH34被激活為邏輯"高"(H)。在NOP中，所有第一 到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G21到G24都被斷開，第一晶體管N21將參考電壓GND 傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點Nol，并且第二晶體管N22將參考電壓GND傳輸?shù)?第二輸出節(jié)點No2。
示于圖4B中的偏置開關(guān)電路的工作周期可被分成其中第一開關(guān) 信號CH1和CH1B被激活的周期、其中第一開關(guān)信號CH1和CH1B及第二 開關(guān)信號CH2和CH2B全部都被去激活的NOA、以及其中第二開關(guān)信號 CH2和CH2B被激活的周期。如圖5A所示，其中第一開關(guān)信號CH1和CH1B被激活的第一周期、其中第三和第四開關(guān)信號CH33和CH34被激 活的第二周期NOA、其中第二開關(guān)信號CH2和CH2B被激活的第三周 期、以及其中第三和第四開關(guān)信號CH33和CH34被激活的第四周期NOA 被周期性地重復(fù)。
在其中第一開關(guān)信號CH1被激活并且第二開關(guān)信號CH2被去激活 的第一周期內(nèi)，從第一輸出節(jié)點Nol輸出偏置電壓VB2，并且從第二輸 出節(jié)點No2輸出供電電壓PWR。在其中第一和第二開關(guān)信號CH1和CH2 都被去激活且第三和第四開關(guān)信號CH33和CH34都被激活的第二周期 內(nèi)，第一和第二晶體管N21和N22被導(dǎo)通并且所有第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān) G21到G24都被斷開。因此，從第一輸出節(jié)點Nol和第二輸出節(jié)點No2 兩者輸出參考電壓GND。在其中第一開關(guān)信號CH1被去激活并且第二 開關(guān)信號CH2被激活的第三周期內(nèi)，從第一輸出節(jié)點Nol輸出供電電壓 PWR，并且從第二輸出節(jié)點No2輸出偏置電壓VB2。在其中第一和第二 開關(guān)信號CH1和CH2都被去激活且第三和第四開關(guān)信號CH33和CH34 都被激活的第四周期內(nèi)，參考電壓GND從第一輸出節(jié)點Nol和第二輸出 節(jié)點No2輸出，與第二周期類似。
由于第一到第四周期被周期性地重復(fù)，因此從第一輸出節(jié)點Nol 順序地輸出偏置電壓VB2、參考電壓GND、供電電壓PWR以及參考電 壓GND，并且從第二輸出節(jié)點No2順序地輸出供電電壓PWR、參考電 壓GND、偏置電壓VB2以及參考電壓GND。
圖5A示出，第三和第四開關(guān)信號CH33和CH34被激活為邏輯"高" (H)，但第三開關(guān)信號CH33的激活邏輯電平可根據(jù)第一晶體管N21 的類型而改變，并且第四開關(guān)信號CH34的激活邏輯電平可根據(jù)第二晶 體管N22的類型而改變。如在圖5A中所示，第三和第四開關(guān)信號CH33 和CH34可以是相同的信號。圖4B將第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)G21到G24圖 解說明為互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)型傳輸門，但本發(fā)明并不限 于此。圖5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的將開關(guān)信號CH1、CH1B、CH2、CH2B、 CH31、 CH32、 CH33和CH34供給到圖4A或4B中所示的偏置開關(guān)電路的 開關(guān)信號供給器的電路圖。
參考圖5B，開關(guān)信號供給器包括或非門NOR及反相器INV。如圖 5B所示，通過對第一和第二開關(guān)信號CH1和CH2執(zhí)行邏輯0R (或)運 算，可產(chǎn)生如圖4A所示的第三和第四開關(guān)信號CH31和CH32。此外， 通過對第一和第二開關(guān)信號CHl和CH2執(zhí)行邏輯NOR運算，可產(chǎn)生如圖 4B所示的第三和第四開關(guān)信號CH33和CH34。
圖6是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例當多個斬波放大器由 具有圖3A所示的偏置發(fā)生電路和圖4B所示的偏置開關(guān)電路的偏置提供 設(shè)備驅(qū)動時的偏置斬波電壓VB2a和VB2b。在圖6中，x軸表示時間[S]， 并且y軸表示電壓[V]。
如圖6所示，從圖4B的偏置開關(guān)電路的第一輸出節(jié)點Nol輸出的偏 置斬波電壓VB2a被驅(qū)動到供電電壓PWR，并且然后在被驅(qū)動到偏置電 壓VB2之前，變?yōu)榈扔趨⒖茧妷篏ND。此外，偏置斬波電壓VB2a被驅(qū) 動到偏置電壓VB2,并然后在被驅(qū)動到供電電壓PWR電平之前，變?yōu)榈?于參考電壓GND。艮P，在圖5A所示的NOP中，偏置斬波電壓VB2a等于 參考電壓GND。在此將描述為什么如圖4B所示的偏置開關(guān)電路在如圖 5A所示的NOP中輸出參考電壓GND的原因。
如上所述，在圖4B中，供給供電電壓PWR的源具有足以將供電電 壓PWR施加到多個斬波放大器的驅(qū)動能力，但供給偏置電壓VB2的源， 例如圖3A中所示的偏置發(fā)生電路，不具有足以將偏置電壓VB2施加到 多個斬波放大器的驅(qū)動能力。因此，由斬波放大器利用供電電壓PWR 進行充電所引起的加載效應(yīng)將阻止源(示于圖3A中的偏置發(fā)生電路) 有效地施加偏置電壓VB2。為了根據(jù)本發(fā)明克服該加載效應(yīng)，圖4B中所示的施加參考電壓GND的源引起在NOP中，將參考電壓GND施加 到第一輸出節(jié)點Nol。圖4B中所示的施加參考電壓GND的源具有足以 將參考電壓GND施加到并聯(lián)連接到第一輸出節(jié)點Nol的斬波放大器的 驅(qū)動能力，并因此可阻止由斬波放大器利用供電電壓PWR充電所引起 的加載效應(yīng)的發(fā)生。因此，NOP可被認為是用于阻止加載效應(yīng)的工作 周期。
在NOP之后，在等于參考電壓GND的偏置斬波電壓VB2a完全增長 到偏置電壓VB2之前，接近參考電壓GND的偏置斬波電壓VB2a可經(jīng)由 第一轉(zhuǎn)換開關(guān)G21及終端VB2而被臨時施加到示于圖3A中的偏置發(fā)生 電路的第二柵極線GL2。由于所有連接到第二柵極線GL2的晶體管 MP1、 MP3、 MP5和MP7為P型MOSFET,它們在接近參考電壓GND的 偏置斬波電壓VB2a被施加到第二柵極線GL2時被強導(dǎo)通，從而臨時地 提升了偏置發(fā)生電路的驅(qū)動能力。
在上文中與從示于圖4B中的偏置開關(guān)電路的第一輸出節(jié)點Nol輸 出的偏置斬波電壓VB2a相關(guān)地描述了本發(fā)明。從示于圖4B中的偏置開 關(guān)電路的第二輸出節(jié)點No2輸出的偏置斬波電壓VB2b的情況與偏置斬 波電壓VB2a的情況類似。如果示于圖6中的偏置斬波電壓VB2a和偏置 斬波電壓VB2b被施加到多個斬波放大器，則由加載效應(yīng)引起的問題可 以被克服，并且斬波放大器可以執(zhí)行正常放大。例如，如果在高和低 之間交替的輸入數(shù)據(jù)電壓Vin被施加到斬波放大器，則從斬波放大器輸 出在高和低之間交替的示于圖6中的輸出數(shù)據(jù)電壓Vout (輸出數(shù)據(jù)電壓 Vout對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)電壓Vin)。
盡管圖6示出了從示于圖4B中的偏置開關(guān)電路輸出的偏置斬波電 壓VB2a和偏置斬波電壓VB2b，但從示于圖4A中的偏置開關(guān)電路中輸出 的偏置斬波電壓VB3a和偏置斬波電壓VB3b以相類似的方式工作。艮P ， 從上述對示于圖4B中的偏置開關(guān)電路的描述中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 將充分理解的是為了阻止在圖4A中所示的偏置開關(guān)電路中出現(xiàn)由于多個斬波放大器利用參考電壓GND充電而造成的加載效應(yīng)，示于圖4A 中的源在NOP中將供電電壓PWR施加到第一輸出節(jié)點Nol和第二輸出 節(jié)點No2。
根據(jù)本發(fā)明的偏置提供設(shè)備可包括示于圖3A中的偏置發(fā)生電路和 圖4A或4B中示出的偏置開關(guān)電路。
如果偏置提供設(shè)備包括示于圖3A中的偏置發(fā)生電路和圖4A中示 出的偏置開關(guān)電路，則偏置提供設(shè)備能夠?qū)Χ鄠€斬波放大器施加第一偏 置斬波電壓VB3a和第二偏置斬波電壓VB3b。第一偏置斬波電壓VB3a 在偏置電壓VB3和參考電壓GND之間交替，并且第二偏置斬波電壓 VB3b在參考電壓GND和偏置電壓VB3之間交替。圖4A的偏置開關(guān)電路 接收由圖3A的偏置發(fā)生電路產(chǎn)生的偏置電壓VB3、參考電壓GND、及 供電電壓PWR,并然后輸出第一和第二偏置斬波電壓VB3a和VB3b。此 處，第一偏置斬波電壓VB3a是電壓信號，在其中偏置電壓VB3、供電 電壓PWR、參考電壓GND及供電電壓PWR被周期性地重復(fù)，并且第二 偏置斬波電壓VB3b是電壓信號，在其中參考電壓GND、供電電壓PWR、 偏置電壓VB3及供電電壓PWR被周期性地重復(fù)。
如果偏置提供設(shè)備包括示于圖3A中的偏置發(fā)生電路和圖4B中示
出的偏置開關(guān)電路，則偏置提供設(shè)備能夠?qū)Χ鄠€斬波放大器施加第一偏 置斬波電壓VB2a和第二偏置斬波電壓VB2b。第一偏置斬波電壓VB2a 在偏置電壓VB2和供電電壓PWR之間交替，并且第二偏置斬波電壓 VB2b在供電電壓PWR和偏置電壓VB2之間交替。圖4B中所示的偏置開 關(guān)電路接收由圖3A的偏置發(fā)生電路產(chǎn)生的偏置電壓VB2、供電電壓 PWR、及參考電壓GND，并然后輸出第一偏置斬波電壓VB2a和第二偏 置斬波電壓VB2b。此處，第一偏置斬波電壓VB2a是電壓信號，在其中 偏置電壓VB2、參考電壓GND、供電電壓PWR、及參考電壓GND被周 期性地重復(fù)，并且第二偏置斬波電壓VB2b是電壓信號，在其中供電電 壓PWR、參考電壓GND、偏置電壓VB2、及參考電壓GND被周期性地重復(fù)。
根據(jù)本發(fā)明，當偏置提供設(shè)備施加偏置斬波電壓時，可以通過克 服由加載效應(yīng)引起的問題而阻止偏置斬波電壓的失真。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實施例具體地顯示和描述了本發(fā) 明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解可進行各種形式上和細節(jié)的改變， 而不會超出由所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種偏置開關(guān)電路，包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)，其響應(yīng)于第一開關(guān)信號將偏置電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點；第二轉(zhuǎn)換開關(guān)，其響應(yīng)于第二開關(guān)信號將第一供電電壓傳輸?shù)剿龅谝惠敵龉?jié)點；第三轉(zhuǎn)換開關(guān)，其響應(yīng)于所述第二開關(guān)信號將所述偏置電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點；第四轉(zhuǎn)換開關(guān)，其響應(yīng)于所述第一開關(guān)信號將所述第一供電電壓傳輸?shù)剿龅诙敵龉?jié)點；第一晶體管，其響應(yīng)于第三開關(guān)信號將第二供電電壓傳輸?shù)剿龅谝惠敵龉?jié)點；以及第二晶體管，其響應(yīng)于第四開關(guān)信號將所述第二供電電壓傳輸?shù)剿龅诙敵龉?jié)點。
2. 如權(quán)利要求l所述的偏置開關(guān)電路，其中所述第一開關(guān)信號和 所述第二開關(guān)信號被交替地激活。
3. 如權(quán)利要求l所述的偏置開關(guān)電路，其中所述偏置開關(guān)電路的 工作周期包括所述第一開關(guān)信號被激活的周期；所述第一和第二開關(guān)信號都被去激活的非交疊周期；以及； 所述第二開關(guān)信號被激活的周期。
4. 如權(quán)利要求3所述的偏置開關(guān)電路，其中所述第一開關(guān)信號被 激活的周期、所述非交疊周期、所述第二開關(guān)信號被激活的周期、以 及另一個所述非交疊周期被周期性地重復(fù)。
5. 如權(quán)利要求3所述的偏置開關(guān)電路，其中在所述非交疊周期期間所述第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)全部被斷開。
6. 如權(quán)利要求3所述的偏置開關(guān)電路，其中在所述非交疊周期期 間所述第三和第四開關(guān)信號被激活。
7. 如權(quán)利要求6所述的偏置開關(guān)電路，其中，在所述非交疊周期期間，所述第一晶體管將所述第二供電電壓傳輸?shù)剿龅谝惠敵龉?jié)點， 并且所述第二晶體管將所述第二供電電壓傳輸?shù)剿龅诙敵龉?jié)點。
8. 如權(quán)利要求6所述的偏置開關(guān)電路，其中，如果所述第一和第 二晶體管是P型MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，則在 所述非交疊周期期間將所述第三和第四開關(guān)信號設(shè)置為邏輯低。
9. 如權(quán)利要求6所述的偏置開關(guān)電路，其中，如果所述第一和第 二晶體管是N型MOSFET，則在所述非交疊周期期間將所述第三和第 四開關(guān)信號設(shè)置為邏輯高。
10. 如權(quán)利要求1所述的偏置開關(guān)電路，其中所述第三和第四開 關(guān)信號是相同的信號。
11. 如權(quán)利要求IO所述的偏置開關(guān)電路進一步包括開關(guān)信號供給器，其用于供給所述第一到第四開關(guān)信 號，以及其中所述開關(guān)信號供給器通過對所述第一和第二開關(guān)信號執(zhí)行邏 輯OR運算和邏輯NOR運算之一，產(chǎn)生所述第三和第四開關(guān)信號。
12. 如權(quán)利要求1所述的偏置開關(guān)電路，其中從所述第一輸出節(jié) 點順序地輸出所述偏置電壓、所述第二供電電壓、所述第一供電電壓 和所述第二供電電壓。
13. 如權(quán)利要求1所述的偏置開關(guān)電路，其中從所述第二輸出節(jié) 點順序地輸出所述第一供電電壓、所述第二供電電壓、所述偏置電壓 和所述第二供電電壓。
14. 如權(quán)利要求1所述的偏置開關(guān)電路，其中所述第一到第四轉(zhuǎn)換開關(guān)是CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)型傳輸門。
15. 如權(quán)利要求l所述的偏置開關(guān)電路，其中所述第一供電電壓是參考電壓(GND);以及 所述第二供電電壓是電源電壓(PWR)。
16. 如權(quán)利要求1所述的偏置開關(guān)電路，其中所述第一供電電壓是電源電壓(PWR);以及 所述第二供電電壓是參考電壓(GND)。
17. —種偏置提供設(shè)備，其提供在偏置電壓和第一供電電壓之間 重復(fù)切換的第一偏置斬波電壓和在所述第一供電電壓和所述偏置電壓 之間重復(fù)切換的第二偏置斬波電壓，所述設(shè)備包括-偏置發(fā)生電路，其用于產(chǎn)生所述偏置電壓；以及 偏置開關(guān)電路，其用于接收所述偏置電壓、所述第一供電電壓及第二供電電壓，并輸出所述第一偏置斬波電壓和所述第二偏置斬波電壓，其中，所述第一偏置斬波電壓是所述偏置電壓、所述第二供電電 壓、所述第一供電電壓及所述第二供電電壓被周期性地重復(fù)的電壓信 號，并且其中，所述第二偏置斬波電壓是所述第一供電電壓、所述第二供 電電壓、所述偏置電壓及所述第二供電電壓被周期性地重復(fù)的電壓信 號。
18. 如權(quán)利要求17所述的偏置提供設(shè)備，其中所述第一供電電壓是參考電壓(GND);以及 所述第二供電電壓是電源電壓(PWR)。
19. 一種偏置提供設(shè)備，包括 偏置發(fā)生電路，其用于產(chǎn)生偏置信號；偏置開關(guān)電路，其用于在偏置斬波工作的第一周期期間響應(yīng)于第 一開關(guān)信號將第一電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點并將所述偏置信號傳輸?shù)?第二輸出節(jié)點，并且在所述偏置斬波工作的第二周期期間響應(yīng)于第二 開關(guān)信號將所述第一電壓傳輸?shù)剿龅诙敵龉?jié)點并將所述偏置信號 傳輸?shù)剿龅谝惠敵龉?jié)點；以及開關(guān)信號供給器，其用于供給所述第一和第二開關(guān)信號； 其中，所述偏置開關(guān)電路被布置為在所述第一周期和所述第二周 期之間的非交疊周期(NOP)臨時地提升所述偏置發(fā)生電路的驅(qū)動能 力。
20. 如權(quán)利要求19所述的偏置提供設(shè)備，其中所述偏置開關(guān)電路 在所述NOP期間響應(yīng)于第三開關(guān)信號將第二電壓傳輸?shù)剿龅谝缓偷?二輸出節(jié)點。
21. 如權(quán)利要求20所述的偏置提供設(shè)備，其中在所述NOP期間 所述第一和第二開關(guān)信號都是未激活的。
22. 如權(quán)利要求21所述的偏置提供設(shè)備，其中所述開關(guān)信號供給 器通過對所述第一和第二開關(guān)信號執(zhí)行邏輯運算來產(chǎn)生所述第三開關(guān) 信號。
23. 如權(quán)利要求20所述的偏置提供設(shè)備，其中 所述第一電壓是參考電壓(GND);以及 所述第二電壓是電源電壓(PWR)。
全文摘要
偏置開關(guān)電路的實施例，可包括響應(yīng)于第一開關(guān)信號將偏置電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點的第一轉(zhuǎn)換開關(guān)；響應(yīng)于第二開關(guān)信號將第一供電電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點的第二轉(zhuǎn)換開關(guān)；響應(yīng)于第二開關(guān)信號將偏置電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點的第三轉(zhuǎn)換開關(guān)；響應(yīng)于第一開關(guān)信號將第一供電電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點的第四轉(zhuǎn)換開關(guān)。該電路可進一步包括響應(yīng)于第三開關(guān)信號將第二供電電壓傳輸?shù)降谝惠敵龉?jié)點的第一晶體管；以及響應(yīng)于第四開關(guān)信號將第二供電電壓傳輸?shù)降诙敵龉?jié)點的第二晶體管。
文檔編號H03F1/30GK101304238SQ200810096749
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者李德珉 申請人:三星電子株式會社