開關(guān)電路及用于操作開關(guān)電路的方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及開關(guān)電路及用于操作開關(guān)電路的方法。除了其它情況外，本申請(qǐng)公開了一種開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(DMFET)，負(fù)電荷泵以及負(fù)鑒別器。所述耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(DMFET)具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中，所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上，并在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)；所述負(fù)電荷泵連接到所述DMFET的柵極端子上，并配置為向所述DMFET的所述柵極端子提供負(fù)電荷泵電壓；所述負(fù)鑒別器配置為將所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓和所述第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較，并基于所述比較確定所述負(fù)電荷泵電壓。
【專利說明】開關(guān)電路及用于操作開關(guān)電路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)概括地對(duì)電子電路，尤其是對(duì)一種耗盡型電路，進(jìn)行了論述。
【背景技術(shù)】
[0002]電子電路和系統(tǒng)通常包括模擬開關(guān)，模擬開關(guān)配置為將模擬信號(hào)連接到電路通道或者將模擬信號(hào)隔離于電路通道。與此相反，數(shù)字開關(guān)能夠配置為響應(yīng)于輸入來改變輸出狀態(tài)，但是并不將由輸入接收到的信號(hào)傳遞到輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個(gè)示例中，耗盡型器件(例如，耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(DMFET))能夠被用于轉(zhuǎn)換在正電壓和負(fù)電壓之間交替的信號(hào)(或“在負(fù)電壓上擺動(dòng)”)(例如，音頻信號(hào))。在一個(gè)示例中，本申請(qǐng)公開了一種包括一個(gè)DMFET的模擬開關(guān)電路，該DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)(低阻狀態(tài))和截止?fàn)顟B(tài)(高阻狀態(tài))，其中，該DMFET配置為在導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上，并在截止?fàn)顟B(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)隔離于第二節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)示例中，該開關(guān)電路能夠包括連接到DMFET柵極端子的負(fù)電荷泵，以及連接到該電荷泵上的負(fù)鑒別器，該電荷泵配置為向DMFET柵極端子提供負(fù)電荷泵電壓，該鑒別器配置為將第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓和第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較并且基于該比較來確定負(fù)電荷泵電壓。
[0004]在一個(gè)示例中，提供一種開關(guān)電路，包括:耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管DMFET，所述DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上并在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)；連接到所述DMFET的柵極端子上的負(fù)電荷泵，所述負(fù)電荷泵配置為向所述DMFET的所述柵極端子提供一負(fù)電荷泵電壓；以及連接到所述負(fù)電荷泵上的負(fù)鑒別器，所述負(fù)鑒別器配置為將所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓與所述第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較，并基于所述比較來確定所述負(fù)電荷泵電壓。
[0005]在另一示例中，提供一種用于操作開關(guān)電路的方法，所述方法包括:根據(jù)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管DMFET的第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓和所述DMFET的第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓的比較，確定出一負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)連接到所述第二節(jié)點(diǎn)上，并且其中所述DMFET配置為在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)；產(chǎn)生所述負(fù)電荷泵電壓；以及向所述DMFET的柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓。
[0006]本章節(jié)旨在提供本專利申請(qǐng)的主題的概述。并不旨在提供本發(fā)明專用的或全面的說明?！揪唧w實(shí)施方式】的包含用于提供有關(guān)本專利申請(qǐng)的更多信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在附圖(其不一定按比例繪制)中，相似的附圖標(biāo)記可在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相似附圖標(biāo)記可表示同類部件的不同例子。附圖以示例而非限制的方式大體示出了本文中所論述的各個(gè)實(shí)施例。
[0008]圖1概括地示出了開關(guān)電路的一個(gè)示例，所述開關(guān)電路配置為當(dāng)一個(gè)負(fù)信號(hào)被應(yīng)用于耗盡型開關(guān)時(shí)，將耗盡型開關(guān)維持在截止?fàn)顟B(tài)。
[0009]圖2概括地示出了與圖1中開關(guān)電路的示例相關(guān)的三個(gè)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]使信號(hào)在兩個(gè)電路節(jié)點(diǎn)之間傳遞是晶體管開關(guān)的眾多應(yīng)用中的一項(xiàng)。在一些應(yīng)用中，利用耗盡型器件(例如，耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(DMFET))作為模擬開關(guān)能夠滿足人們的需要。例如，DMFET具有負(fù)的閾值電壓(Vt)以及，同樣地，能夠當(dāng)柵-源電壓(Ves)為O伏(V)時(shí)導(dǎo)通。同樣地，在沒有電源的情況下，DMFET為導(dǎo)通狀態(tài)，而且能夠從連接到DMFET漏極端子上的第一節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通到連接到DMFET源極端子上的第二節(jié)點(diǎn)。
[0011]由于DMFET具有負(fù)的VT，故而Ves應(yīng)當(dāng)?shù)陀?Vt以確保DMFET處于或維持在截止?fàn)顟B(tài)下。目前的技術(shù)應(yīng)用的是固定的負(fù)電壓(例如，通過外部的負(fù)電壓源或者固定的負(fù)電荷泵)。然而，如果DMFET被用作開關(guān)并且開關(guān)信號(hào)在負(fù)電壓上擺動(dòng)且接近于應(yīng)用于柵極端子上的電壓的值，那么正的過載電壓(例如，介于^^和^之間的電壓)能夠開始不合期望地將開關(guān)轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)。也就是說，開關(guān)的源極端子上的負(fù)的開關(guān)信號(hào)(該開關(guān)信號(hào)接近于應(yīng)用在該開關(guān)的柵極端子上的電壓)能夠?qū)е翺V的Ves ;而由于DMFET的-Vt，該OV的Vgs能夠?qū)㈤_關(guān)轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)。因此，依照目前的技術(shù)，外部的負(fù)電壓源或者固定的負(fù)電荷泵不能保證將負(fù)電壓應(yīng)用于開關(guān)的源極端子后耗盡型器件能夠保持在截止?fàn)顟B(tài)。
[0012]除了其它方面，本發(fā)明認(rèn)識(shí)到允許耗盡型器件(例如，具有負(fù)的Vt的DMFET)作為(具有在正電壓和負(fù)電壓之間交替變換的信號(hào)，或者說“在負(fù)電壓上擺動(dòng)”的)系統(tǒng)或者電路中的開關(guān)的技術(shù)。利用本發(fā)明公開的技術(shù)，負(fù)鑒別器能夠確定系統(tǒng)中的最大負(fù)電壓，而且電荷泵能夠?qū)⒋_定的電壓轉(zhuǎn)換為更低的電壓(例如，降低大約2.5V)并將轉(zhuǎn)換后的電壓應(yīng)用于開關(guān)的柵極，從而保證開關(guān)保持在截止?fàn)顟B(tài)，在所述截止?fàn)顟B(tài)下，即使當(dāng)開關(guān)上的電壓為負(fù)時(shí)，耗盡型器件的Ves 也要小于該耗盡型器件的-VT。通過這種方式，本公開技術(shù)保證了耗盡型器件具有截止?fàn)顟B(tài)下不變的Ves。
[0013]圖1概括地示出了開關(guān)電路10的一個(gè)示例，所述開關(guān)電路10配置為當(dāng)負(fù)的信號(hào)應(yīng)用于耗盡型開關(guān)12時(shí)，按照本公開技術(shù)將所述耗盡型開關(guān)12維持在截止?fàn)顟B(tài)。一般而言，利用本公開的不同技術(shù)，圖1中的開關(guān)電路10的示例能夠利用鑒別器14找到牽引供電軌道和一個(gè)或多個(gè)開關(guān)端口之中的最低電壓，并且能夠?qū)⑺鲎畹碗妷恨D(zhuǎn)換為更低的電壓以用于所述耗盡型開關(guān)12的柵極端子。
[0014]如上文指出的，所述耗盡型開關(guān)12(例如，DMFET)當(dāng)電源斷開時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，且當(dāng)電源導(dǎo)通時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。該耗盡型開關(guān)12能夠配置為在截止?fàn)顟B(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)隔離于第二節(jié)點(diǎn)并且在導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上。也就是說，所述耗盡型開關(guān)12能夠當(dāng)電源(Vdd)斷開時(shí)，如下文所詳述的那樣，將連接到所述耗盡型開關(guān)12的源極端子上的節(jié)點(diǎn)A和連接到所述耗盡型開關(guān)12的漏極端子上的節(jié)點(diǎn)B相導(dǎo)通。
[0015]所述鑒別器14能夠配置為將第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓和第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較，并且基于該比較來確定負(fù)電荷泵電壓。換句話說，所述鑒別器14能夠包括負(fù)鑒別器，所述負(fù)鑒別器配置為比較多個(gè)電壓以及確定所述多個(gè)電壓中的最低電壓。[0016]所述鑒別器能夠包括晶體管M25、M27，所述兩個(gè)晶體管配置為比較兩個(gè)電壓，SP牽引供電導(dǎo)軌Vdd和所述耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A處的電壓，以確定兩個(gè)電壓中的較低電壓(“alwr”)。當(dāng)耗盡型開關(guān)12處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，Vdd斷開(例如，0V)。因此，所述鑒別器14中的晶體管Μ25、Μ27的配置能夠確定Vdd是Vdd和耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A上的電壓中的較低電壓，這樣，“alwr”能夠等于Vdd (或0V)。
[0017]類似地，鑒別器14能夠包括晶體管M67、M68，所述兩個(gè)晶體管配置為比較兩個(gè)電壓，即Vdd和耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)B處的電壓，以確定兩個(gè)電壓中的較低電壓(“blwr”)。而且，鑒別器14能夠包括晶體管M34、M36，所述兩個(gè)晶體管配置為比較電壓“alwr”和電壓“blwr”以確定兩個(gè)電壓中的較低電壓(“l(fā)wr”)。鑒別器14能夠被連接到負(fù)電荷泵22.[0018]在一個(gè)示例的實(shí)現(xiàn)中，鑒別器14中包括晶體管M34、M36的頂部20或許并不需要。如果耗盡型器件12的一側(cè)被用于驅(qū)動(dòng)耗盡型開關(guān)12，那么“alwr”和“blwr”中的任意一個(gè)能夠代替“l(fā)wr”被轉(zhuǎn)換。例如，如果耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A應(yīng)當(dāng)隔離于耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)B，并且節(jié)點(diǎn)A處有一個(gè)信號(hào)且節(jié)點(diǎn)B是浮動(dòng)的或者下拉到地電位，那么唯一能夠在負(fù)電壓上擺動(dòng)的信號(hào)就是節(jié)點(diǎn)A上的信號(hào)。在此示例中，不需要鑒別器14的頂部20，因?yàn)橹挥泄?jié)點(diǎn)A能夠具有負(fù)的信號(hào)。因此，鑒別器14對(duì)“alwr”進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0019]在如圖1中所示的配置的示例中，負(fù)電荷泵22能夠被連接到耗盡型開關(guān)12的柵極端子上。電荷泵22能夠配置為向耗盡型開關(guān)12的柵極端子提供負(fù)電荷泵電壓(舉例來說，該負(fù)電荷泵電壓較系統(tǒng)中最低負(fù)電壓低大約2.5V)。更特別地，負(fù)電荷泵22能夠配置為向耗盡型開關(guān)12的柵極端子提供負(fù)電荷泵電壓，在所述耗盡型開關(guān)12中，所述耗盡型開關(guān)12的柵極端子和源極端子之間的電壓低于所述耗盡型開關(guān)12的閾值電壓，由此保證耗盡型開關(guān)12處于截止?fàn)顟B(tài)。
[0020]在一例示例中，開關(guān)電路10能夠包括連接在負(fù)電荷泵22和耗盡型開關(guān)12之間的晶體管M6。當(dāng)耗盡型開關(guān)12處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)(例如，Vdd斷開)，晶體管M6(例如，η型金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)FET)處于截止?fàn)顟B(tài)，并且因此截止；原因在于晶體管Μ6的柵極端子上的電壓，即“alwr”，為0V。
[0021]開關(guān)電路10的示例能夠更進(jìn)一步地包括連接到晶體管M6的漏極端子上的柵極驅(qū)動(dòng)電路。在圖1所示的示例中，柵極驅(qū)動(dòng)電路能夠是由晶體管M0、M2、M18、M26構(gòu)成的額外的MOS(CMOS)開關(guān)。在16處概括示出的CMOS開關(guān)在Vdd斷開時(shí)啟動(dòng)。當(dāng)被啟動(dòng)時(shí)，CMOS開關(guān)16能導(dǎo)通，由此保證耗盡型開關(guān)12的柵極端子上的電壓能夠跟隨耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A、B上的電壓。以此方式，CMOS開關(guān)16能夠?qū)⒋篌w上恒定的OV的Ves應(yīng)用于耗盡型開關(guān)12，由此保證耗盡型開關(guān)12保持導(dǎo)通。
[0022]圖1中的開關(guān)電路10能夠更進(jìn)一步地包括正鑒別器18，所述正鑒別器18包括晶體管M1、M35。正如圖1中看到的，正鑒別器18能夠被連接到柵極驅(qū)動(dòng)電路(例如，CMOS開關(guān)16)。正鑒別器18能夠比較第一電壓和第二電壓以確定其中的較高電壓。更具體地，正鑒別器18中的晶體管M1、M35的配置能夠比較Vdd(例如，第一電壓)和耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A上的電壓(例如，第二電壓)以確定兩個(gè)電壓中的較高電壓(“Praila”)。
[0023]正鑒別器18能夠被連接到CMOS開關(guān)16的晶體管(即晶體管M0、M18)的η阱上。理想情況下，正鑒別器18能夠?qū)⒃撟罡哒妷簯?yīng)用于晶體管MO、Μ18的η阱上以避免晶體管Μ0、Μ18的P-N結(jié)的耗散。[0024]在某些示例的配置中，可使用兩個(gè)正鑒別器。在此種配置中，對(duì)于節(jié)點(diǎn)B進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況，第二正鑒別器(未示出)可將Vdd與節(jié)點(diǎn)B處的電壓進(jìn)行比較。圖1中示出了一個(gè)正鑒別器，原因在于若耗盡型開關(guān)12導(dǎo)通，則節(jié)點(diǎn)A處的電壓將等于節(jié)點(diǎn)B處的電壓。
[0025]為了將節(jié)點(diǎn)A隔離于節(jié)點(diǎn)B，利用導(dǎo)通Vdd能夠?qū)⒑谋M型開關(guān)12轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)。盡管本文自始至終都將Vdd描述為牽引供電軌道，但是在其它的示例的實(shí)現(xiàn)中，Vdd可以是能夠控制的的控制線。然而，下述的描述基于Vdd為牽引供電軌道，如此耗盡型開關(guān)12能夠，當(dāng)沒有電源時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，且當(dāng)應(yīng)用電源時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。
[0026]當(dāng)使用Vdd將節(jié)點(diǎn)A隔離于節(jié)點(diǎn)B時(shí)，由負(fù)鑒別器14的晶體管M25、M27確定的電壓“alwr”和由晶體管M67、M68確定的“blwr”能夠分別等于耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A、B上的實(shí)際的電壓值；這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)A、B上的當(dāng)前電壓值應(yīng)低于Vdd。在20處概括地示出的負(fù)鑒別器14的頂部，能夠確定“alwr”和“blwr”之間的較低電壓，并且將所述較低電壓應(yīng)用于負(fù)電荷泵22。換句話說，負(fù)電荷泵22能夠?qū)⒑谋M型開關(guān)12的該最低負(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為更低的值(例如，將該最低負(fù)信號(hào)降低大約2.5V)，導(dǎo)致負(fù)的K-Vct)的電荷泵電壓。
[0027]電荷泵電壓-Vep將晶體管M6轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)。作為電荷泵22將“alwr”和“blwr”中的較低電壓轉(zhuǎn)換為更低的電壓的結(jié)果，晶體管M6的Ves為正值，這使得晶體管M6轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)應(yīng)用Vdd時(shí)，由晶體管M0、M2、M18、M26組成的CMOS開關(guān)16截止。更具體地，晶體管M0、M18中的每個(gè)都處于截止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)樗鼈兊臇艠O都連接到-Vcp上；晶體管M2、M26中的每個(gè)都處于截止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)樗鼈兊臇艠O都連接到耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A、B處的電壓上。
[0028]圖2概括地示出了與圖1中開關(guān)電路10的示例相關(guān)的三個(gè)波形圖。在所有三個(gè)圖形中，y軸表示以伏特為單位的電壓，X軸表示以毫秒為單位的時(shí)間。中間的圖形說明Vdd。當(dāng)Vdd為低電平時(shí)(例如，0V)，耗盡型開關(guān)12處于導(dǎo)通狀態(tài)；并且當(dāng)Vdd為高電平時(shí)(例如，3V)，耗盡型開關(guān)12在圖2中的大約2ms處處于截止?fàn)顟B(tài)。頂上的圖形說明了在約2ms處應(yīng)用Vdd之前和之后，耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)B處的信號(hào)。底部的圖形說明了在約2ms處應(yīng)用Vdd之前和之后，耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A處的信號(hào)。
[0029]在隔離之前，從O到約2ms處，因?yàn)閂dd為低電平并且從而耗盡型開關(guān)12處于導(dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B處有信號(hào)。在一個(gè)示例中，在Vdd被指定之前，CMOS開關(guān)16 (由晶體管M0、M2、M18、M26組成)的恒定的O伏Ves電路是有效的，并給耗盡型開關(guān)12提供低導(dǎo)通電阻和低的總諧波失真。正如在底部圖形的32處所看到的，在Vdd于約2ms處(該處由附圖標(biāo)記34來標(biāo)示)被指定之前，由于CMOS開關(guān)16有效(柵極電壓和節(jié)點(diǎn)A上的電壓在頂部相互重疊)，柵極電壓38跟隨節(jié)點(diǎn)A上的電壓36。
[0030]一旦在34處應(yīng)用了 Vdd，負(fù)鑒別器14啟動(dòng)并且確定Vdd和節(jié)點(diǎn)A、B處的電壓之中的最低電壓。電荷泵22將確定的最低負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為更低的電壓。參照?qǐng)D2中的三個(gè)波形圖，在大約2ms處應(yīng)用Vdd后，在節(jié)點(diǎn)A處的電壓的正的半周期，節(jié)點(diǎn)B處的電壓約為OV ;并且，照此，節(jié)點(diǎn)B上的電壓為Vdd和節(jié)點(diǎn)A、B處的電壓之中的最低電壓。電荷泵22將確定的最低負(fù)電壓OV向下轉(zhuǎn)換一電壓電平(例如，在本示例的實(shí)現(xiàn)中，所述電壓電平上為大約
2.5V)。因此，對(duì)于節(jié)點(diǎn)A上的電壓的第一個(gè)半周期，底部圖形中所示的耗盡型開關(guān)12的柵極電壓38是平坦的，并且約為負(fù)的2.5V(如24處所示)。
[0031]在節(jié)點(diǎn)A處的電壓的第二個(gè)半周期期間，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A處的電壓36下降到節(jié)點(diǎn)B處的電壓以下時(shí)，節(jié)點(diǎn)A處的電壓為Vdd和節(jié)點(diǎn)A、B處的電壓之中的最低電壓。電荷泵22將節(jié)點(diǎn)A處的電壓向下轉(zhuǎn)換大約2.5V。因此，對(duì)于節(jié)點(diǎn)A處的電壓的第二個(gè)半周期，底部圖形中所示的耗盡型開關(guān)12的柵極電壓大體上跟隨節(jié)點(diǎn)A上的電壓并較之低約2.5V (如26處所示)。在隨后的半周期期間(例如，在28、30處所示)，開關(guān)10的柵極電壓的行為是類似的，并且為了簡(jiǎn)明起見，將不重復(fù)描述。
[0032]以這種方式，利用本公開的技術(shù)的耗盡型開關(guān)12具有一個(gè)負(fù)的Ves，所述負(fù)的Ves應(yīng)用于耗盡型開關(guān)12上并且低于VT。因此，盡管耗盡型開關(guān)12的節(jié)點(diǎn)A、B上存在負(fù)的擺動(dòng)的信號(hào)，耗盡型開關(guān)12仍能夠保持在截止?fàn)顟B(tài)下。
[0033]補(bǔ)充注釋以及示例
[0034]在示例I中，開關(guān)電路包括具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)的耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(DMFET)，其中，所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上，并且在所述截止?fàn)顟B(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)隔離于第二節(jié)點(diǎn)。開關(guān)電路進(jìn)一步地包括連接到所述DMFET的柵極端子上的負(fù)電荷泵。所述電荷泵配置為向所述DMFET的柵極端子提供一負(fù)電荷泵電壓。所述開關(guān)電路進(jìn)一步地包括連接到所述電荷泵上的負(fù)鑒別器，所述鑒別器配置為將所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓與所述第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較，并基于所述比較來確定所述負(fù)電荷泵電壓。
[0035]在示例2中，示例I中的開關(guān)電路的DMFET可選地包括源極端子，并且其中所述負(fù)電荷泵配置為向所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET的所述柵極端子和所述源極端子之間的電壓小于所述DMFET的閾值電壓，以保證所述DMFET處于所述截止?fàn)顟B(tài)。
[0036]在示例3中，示例I至2中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的開關(guān)電路的負(fù)鑒別器可選地可配置為從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一負(fù)電壓，其中所述第一負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第一電壓中的較低電壓；以及從所述電源電壓和所述第二節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓之中確定出一第二負(fù)電壓，其中，所述第二負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第二電壓中的較低電壓。
[0037]在示例4中，示例3中的開關(guān)電路的負(fù)鑒別器可選地進(jìn)一步地配置為從所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中確定出一第三負(fù)電壓，其中，所述第三負(fù)電壓為所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中的較低電壓。
[0038]在示例5中，示例I至4中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的開關(guān)電路的DMFET可選地配置為η型金屬氧化物半導(dǎo)體FET。
[0039]在示例6中，示例I至5中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的開關(guān)電路的DMFET可選地包括源極端子，并且所述開關(guān)電路可選地包括柵極驅(qū)動(dòng)電路，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路配置為當(dāng)所述DMFET處于所述導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，在所述柵極端子和所述源極端子之間提供一大體上恒定的電壓。
[0040]在示例7中，示例I至6中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的開關(guān)電路可選地進(jìn)一步地包括連接到所述柵極驅(qū)動(dòng)電路上的正鑒別器，所述正鑒別器配置為從所述電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一正電壓，其中，所述第一正電壓為所述電源電壓和所述第一電壓之中的較高電壓。
[0041]在示例8中，一種包括開關(guān)電路的裝置。所述開關(guān)電路包括耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管DMFET，所述DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上，并在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)。所述開關(guān)電路進(jìn)一步包括連接到所述DMFET的柵極端子上的負(fù)電荷泵，所述負(fù)電荷泵配置為向所述DMFET的所述柵極端子提供一負(fù)電荷泵電壓。所述開關(guān)電路進(jìn)一步包括連接到所述負(fù)電荷泵上的負(fù)鑒別器，所述負(fù)鑒別器配置為將所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓與所述第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較，并基于所述比較來確定所述負(fù)電荷泵電壓。
[0042]在示例9中，示例8的裝置中的DMFET可選地包括源極端子,并且其中所述負(fù)電荷泵可選地配置為向所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET的所述柵極端子和所述源極端子之間的電壓小于所述DMFET的閾值電壓，以保證所述DMFET處于所述截止?fàn)顟B(tài)。
[0043]在示例10中，示例8至9中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的裝置中的負(fù)鑒別器可選地從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一負(fù)電壓，其中，所述第一負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第一電壓中的較低電壓；以及從所述電源電壓和所述第二節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓之中確定出一第二負(fù)電壓，其中，所述第二負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第二電壓中的較低電壓。
[0044]在示例11中，示例10中的裝置中的負(fù)鑒別器可選地進(jìn)一步地配置為從所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中確定出一第三負(fù)電壓，其中，所述第三負(fù)電壓為所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中的較低電壓。
[0045]在示例12中，示例8至11中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的裝置的DMFET可選地為η型金屬氧化物半導(dǎo)體FET。
[0046]在示例13中，示例8至12中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的裝置的DMFET可選地包括源極端子，并且示例8-12中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的開關(guān)電路進(jìn)一步包括柵極驅(qū)動(dòng)電路，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路配置為當(dāng)所述DMFET處于所述導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，在所述柵極端子和所述源極端子之間提供一大體上恒定的電壓。
[0047]在示例14中，示例8至13中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的裝置可選地進(jìn)一步地包括連接到所述柵極驅(qū)動(dòng)電路上的正鑒別器，所述正鑒別器配置為從所述電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一正電壓，其中所述第一正電壓為所述電源電壓和所述第一電壓之中的較高電壓。
[0048]在示例15中，一種用于操作開關(guān)電路的方法，所述方法包括:根據(jù)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管DMFET的第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓和所述DMFET的第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓的比較，確定出一負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)連接到所述第二節(jié)點(diǎn)上，并且其中所述DMFET配置為在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)。所述方法進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述負(fù)電荷泵電壓。所述方法進(jìn)一步包括向所述DMFET的柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓。
[0049]在示例16中，示例15中的確定出所述負(fù)電荷泵電壓可選地由負(fù)鑒別器執(zhí)行，其中產(chǎn)生所述負(fù)電荷泵電壓可選地由負(fù)電荷泵執(zhí)行，其中所述負(fù)電荷泵的輸出將所述負(fù)電荷泵電壓應(yīng)用于所述DMFET的柵極端子上，并且其中所述DMFET為η型金屬氧化物半導(dǎo)體FET。
[0050]在示例17中，示例15至16中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的方法,其中,所述DMFET可選地包括源極端子，并且其中向所述DMFET的所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓可選地包括:向所述DMFET的所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET的所述柵極端子和所述源極端子之間的電壓低于所述DMFET的閾值電壓，以保證所述DMFET處于所述截止?fàn)顟B(tài)。
[0051]在示例18中，示例15至17中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的方法,所述確定出負(fù)電荷泵電壓可選地進(jìn)一步包括:從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一負(fù)電壓，其中，所述第一負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第一電壓中的較低電壓；從所述電源電壓和所述第二節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓之中確定出一第二負(fù)電壓，所述第二負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第二電壓中的較低電壓；和從所述第一電壓和所述第二電壓之中確定出一第三負(fù)電壓，其中所述第三負(fù)電壓為所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中的較低電壓。
[0052]在示例19中，示例15至18中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的方法，其中所述DMFET可選地包括源極端子，并且所述方法可選地進(jìn)一步地包括當(dāng)DMFET處于所述導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，在所述柵極端子和所述源極端子之間提供一大體上恒定的電壓。
[0053]在示例20中，示例15至19中的任意一個(gè)或多個(gè)示例的方法，其中在所述柵極端子和所述源極端子之間提供一大體上恒定的電壓可選地包括:從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓之中確定出一第一正電壓，其中，所述第一正電壓為所述電源電壓和所述第一電壓之中的較高電壓；以及將所述第一正電壓應(yīng)用于柵極驅(qū)動(dòng)電路。
[0054]上述【具體實(shí)施方式】包括對(duì)附圖的參考，附圖形成【具體實(shí)施方式】的一部分。附圖以舉例說明的方式示出了本發(fā)明能夠用以實(shí)踐的具體實(shí)施例。于此，這些實(shí)施例也稱為“示例”。這些示例可以包括那些所示出的或是描述的內(nèi)容以外的部分。然而，本
【發(fā)明者】依然專注于那些僅僅提供了所示出的或描述的內(nèi)容的示例。此外，本
【發(fā)明者】也專注于那些利用了那些示出的或是描述的內(nèi)容(或其一個(gè)或多個(gè)方面)的組合或者排列，不僅參考了具體的示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)，還參考了在此示出的或描述的其它示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)。
[0055]本申請(qǐng)所涉及到的所有出版物、專利以及專利文件全部作為本發(fā)明的參考內(nèi)容，盡管它們是分別加以參考的。如果本申請(qǐng)與參考文件之間存在使用差別，則參考文件的使用應(yīng)視為本申請(qǐng)使用的補(bǔ)充；若二者之間存在不可調(diào)和的差異，則以本申請(qǐng)的使用為準(zhǔn)。
[0056]在本申請(qǐng)中，與專利文件通常使用的一樣，術(shù)語“一”或“某一”表示包括一個(gè)或兩個(gè)以上，不同于“至少一個(gè)”或“一個(gè)或更多”的其它例子或用法。在本申請(qǐng)中，除非另外指明，否則使用術(shù)語“或”指無排他性的或者是，“A或B”包括:“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在所附的權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“在其中”等同于各個(gè)術(shù)語“包括”和“其中”的通俗英語而使用。而且，在下述權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“包括”是開放性的，即，包括除了權(quán)利要求中這樣的術(shù)語之后所列出的那些要素以外的要素的系統(tǒng)、裝置、物品或步驟，依然視為落在該項(xiàng)權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。而且，在下述權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等僅僅用作標(biāo)識(shí)，并非對(duì)其對(duì)象有數(shù)量要求。
[0057]此處所描述的方法的示例能夠至少在某種程度上由機(jī)器或計(jì)算機(jī)完成。一些示例能夠包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或機(jī)器可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或機(jī)器可讀介質(zhì)由可操作指令進(jìn)行編碼以配置電子器件用以按照以上示例所述執(zhí)行所述方法。這些方法的實(shí)現(xiàn)能夠包括代碼，比如，微代碼、匯編代碼、高級(jí)語言代碼或類似代碼。這樣的代碼能夠包括用于執(zhí)行不同方法的計(jì)算機(jī)可讀指令。這些代碼可以來自于計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的一部分。而且，所屬代碼能夠真實(shí)地存儲(chǔ)于一個(gè)或多個(gè)易失性或非易失性的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，比如在執(zhí)行期間或者其它時(shí)候。這些有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例能夠包括，但并不僅限于，硬盤、可移動(dòng)磁盤、可移動(dòng)光盤(例如，高密度磁盤以及數(shù)字化視頻光盤)，只讀存儲(chǔ)器(ROMs)以及類似物品。
[0058]以上實(shí)施方式旨在解釋說明而非限制。例如，以上實(shí)施方式的示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)可以相互結(jié)合使用。例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過回顧以上實(shí)施方式可以使用其他實(shí)施例。摘要被提供以符合37C.F.R.§ 1.72 (b)，從而使得讀者能夠快速確定技術(shù)發(fā)明的類型。應(yīng)當(dāng)理解的是，該摘要將不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或意義。而且，在以上的【具體實(shí)施方式】中，各種特征可組合在一起以簡(jiǎn)化本發(fā)明。這不應(yīng)理解為未要求的公開特征對(duì)任何權(quán)利要求來說是必不可少的。相反，創(chuàng)造性的主題可以以比特定公開實(shí)施例的所有特征更少的特征而存在。因而，下述的權(quán)利要求以每個(gè)權(quán)利要求作為單獨(dú)實(shí)施例的方式并入【具體實(shí)施方式】中。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附的權(quán)利要求以及與這些權(quán)利要求的所屬相當(dāng)?shù)恼麄€(gè)范 圍來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電路，包括: 耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管DMFET，所述DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將第一節(jié)點(diǎn)連接到第二節(jié)點(diǎn)上并在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)； 連接到所述DMFET的柵極端子上的負(fù)電荷泵，所述負(fù)電荷泵配置為向所述DMFET的所述柵極端子提供一負(fù)電荷泵電壓；以及 連接到所述負(fù)電荷泵上的負(fù)鑒別器，所述負(fù)鑒別器配置為將所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓與所述第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓進(jìn)行比較，并基于所述比較來確定所述負(fù)電荷泵電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其中所述DMFET包括源極端子，并且其中所述負(fù)電荷泵配置為向所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET的所述柵極端子和所述源極端子之間的電壓小于所述DMFET的閾值電壓，以保證所述DMFET處于所述截止?fàn)顟B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其中，所述負(fù)鑒別器配置為: 從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一負(fù)電壓，其中，所述第一負(fù)電壓為所述電源 電壓和所述第一電壓中的較低電壓；以及 從所述電源電壓和所述第二節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓之中確定出一第二負(fù)電壓，其中，所述第二負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第二電壓中的較低電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電路，其中，所述負(fù)鑒別器配置為: 從所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中確定出一第三負(fù)電壓，其中，所述第三負(fù)電壓為所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中的較低電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，包括: 連接到柵極驅(qū)動(dòng)電路上的正鑒別器，所述正鑒別器配置為從所述電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一正電壓，其中所述第一正電壓為所述電源電壓和所述第一電壓之中的較高電壓。
6.一種用于操作開關(guān)電路的方法，所述方法包括: 根據(jù)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)晶體管DMFET的第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓和所述DMFET的第二節(jié)點(diǎn)處的第二電壓的比較，確定出一負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，其中所述DMFET配置為在所述導(dǎo)通狀態(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)連接到所述第二節(jié)點(diǎn)上，并且其中所述DMFET配置為在所述截止?fàn)顟B(tài)下將所述第一節(jié)點(diǎn)隔離于所述第二節(jié)點(diǎn)； 產(chǎn)生所述負(fù)電荷泵電壓；以及 向所述DMFET的柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于操作開關(guān)電路的方法，其中確定出所述負(fù)電荷泵電壓由負(fù)鑒別器執(zhí)行，其中產(chǎn)生所述負(fù)電荷泵電壓由負(fù)電荷泵執(zhí)行，其中所述負(fù)電荷泵的輸出將所述負(fù)電荷泵電壓應(yīng)用于所述DMFET的柵極端子上，并且其中所述DMFET為η型金屬氧化物半導(dǎo)體FET。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于操作開關(guān)電路的方法，其中所述DMFET包括源極端子，并且其中向所述DMFET的所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓，包括: 向所述DMFET的所述柵極端子提供所述負(fù)電荷泵電壓，其中所述DMFET的所述柵極端子和所述源極端子之間的電壓低于所述DMFET的閾值電壓，以保證所述DMFET處于所述截止?fàn)顟B(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于操作開關(guān)電路的方法，其中，確定出負(fù)電荷泵電壓包括: 從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第一電壓之中確定出一第一負(fù)電壓，其中，所述第一負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第一電壓中的較低電壓； 從所述電源電壓和所述第二節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓之中確定出一第二負(fù)電壓，其中，所述第二負(fù)電壓為所述電源電壓和所述第二電壓中的較低電壓；以及 從所述第一電壓和所述第二電壓之中確定出一第三負(fù)電壓，其中，所述第三負(fù)電壓為所述第一負(fù)電壓和所述第二負(fù)電壓之中的較低電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于操作開關(guān)電路的方法，其中，所述DMFET包括源極端子，所述方法包括: 當(dāng)所述DMFET處于所述導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，在所述柵極端子和所述源極端子之間提供一大體上恒定的電壓，其中，在所述柵極端子和所述源極端子之間提供一大體上恒定的電壓包括: 從電源電壓和所述第一節(jié)點(diǎn)處的第一電壓之中確定出一第一正電壓，其中，所述第一正電壓為所述電源電壓和所述第一電壓之中的較高電壓；以及將所述第一正電壓應(yīng)用于柵極驅(qū)`動(dòng)電路。
【文檔編號(hào)】H03K17/687GK103427815SQ201310180591
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】T·戴格爾, J·L·斯圖茲, 科奈斯·P·斯諾登 申請(qǐng)人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司