专利名称：开关式电容器电路的利记博彩app
技术领域：
本发明是涉及ー种半导体电路，特别是，涉及ー种开关式电容器(SwitchedCapacitor)电路。
背景技术：
在半导体电路中，为提高集成度和低电カ电路的设计广泛使用开关式电容器电路。此类开关式电容器电路的性能随CMOS模拟电路技术的发展正被迅速提高。开关式电容器电路在积分器、加算器、模拟滤波器、模拟数字转换器(ADC)、数字模拟转换器(DAC)等的模拟电路中正被多祥化地使用。在此，开关式电容器电路的主要块中的一个运作放大器被主要使用。但是，此类运作放大器具有需消耗大量电力，占较大面积的问题。因此，替代开关式电容器电路中的运作放大器，正在使用相对消耗较少的电カ小型反向放大器。
发明内容
技术课题本发明的目的在于提供ー种使半导体电路的使用范围増大，同时减少电カ消耗和面积的开关式电容器电路。技术方案根据本发明的实施例的开关式电容器电路，其包括反向放大器、采样单元、和反馈単元。反向放大器使用斩波稳定电路来去除偏移；采样单元被连接在输入端子和所述反向放大器之间；反馈单元被并联连接在所述反向放大器中。
在实施例中，所述反向放大器包括反向器对、第I斩波稳定电路、和第2斩波稳定电路。反向器对为差动形态；第I斩波稳定电路被连接在所述反向器对的输入端中，周期性地反向输入信号，传达至所述反向器对中；第2斩波稳定电路被连接在所述反向器对的输出端中，周期性地反向所述反向器对的输出信号，传达至输出端子中。在实施例中，所述采样単元包括第I开关对，其被连接在所述输入端子和第I节点对之间，应答第I控制信号从而被打开；第2开关对，其被连接在所述第I节点对和接地之间，应答第2控制信号从而被打开;第3开关对，其被连接在第2节点对和接地之间，应答所述第I控制信号从而被打开;第4开关对，其被连接在所述第2节点对和第3节点对之间，应答所述第2控制信号从而被打开；和采样电容器对，其被连接在所述第I节点对和所述第2节点对之间。在实施例中，所述反馈単元包括反馈电容器对。在实施例中，第I斩波稳定电路包括第5开关对，当其应答第I斩波信号被打开吋，将所述第3节点对的信号按原样传达至所述反向器对中；和第6开关对，当其应答第2斩波信号被打开时，将所述第3节点对的信号反向传达至所述反向器对中。在实施例中，第2斩波稳定电路包括第7开关对，当其应答第3斩波信号被打开吋，将所述反向器对的输出信号按原样传达至所述输出端子中；和第8开关对，当其应答第4斩波信号被打开时，将所述反向器对的输出信号反向传达至所述输出端子中。在实施例中，控制所述第I斩波稳定电路的所述第I斩波信号和所述第2斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。在实施例中，控制所述第2斩波稳定电路的所述第3斩波信号和所述第4斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。在实施例中，所述第I斩波信号和所述第3斩波信号相当于具不同的脉冲持续时间且互相重叠的时钟。在实施例中，所述第2斩波信号和所述第4斩波信号相当于具不同的脉冲持续时间且互相重叠的时钟。在实施例中，开关式电容器电路进一歩包括多个采样単元，其被互相并联连接；第9开关对，其被连接在所述反馈电容器对的一端，应答所述第2控制信号从而被打开；第 10开关对，其被连接在所述反馈电容器对的所述一端和接地之间，应答所述第I控制信号从而被打开。在实施例中，所述第I斩波信号和所述第2斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。根据本发明的实施例的一种反向放大器，其包括反向器对、第I斩波稳定电路、和第2斩波稳定电路。反向器对为差动形态；第I斩波稳定电路被连接在所述反向器对的输入端中，周期性地反向输入信号，传达至所述反向器对中；第2斩波稳定电路被连接在所述反向器对的输出端中，周期性地反向所述反向器对的输出信号，传达至输出端子中。在实施例中，所述第I斩波稳定电路包括第I开关对，当其应答第I斩波信号被打开时，使输入信号按原样传达至所述第I斩波稳定电路的输出端中；和第2开关对，当其应答第2斩波信号被打开时，使输入信号反向传达至所述第I斩波稳定电路的输出端中。在实施例中，所述第2斩波稳定电路包括第3开关对，当其应答第3斩波信号被打开时，使输入信号按原样传达至所述输出端子中；和第4开关对，当其应答第4斩波信号被打开时，使输入信号反向传达至所述输出端子中。技术效果根据本发明的开关式电容器电路，其使用一种反向放大器来增大半导体电路的使用范围，同时减少电カ消耗和面积。该反向放大器具备用于去除偏移和闪变噪声(flickernoise)的斩波稳定电路。
图I是示出根据本发明的一个实施例的开关式电容器电路100的框图。图2是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第I实施例的电路图。图3是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第2实施例的电路图。图4是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第3实施例的电路图。图5是示出图4中所示的开关式电容器电路400中被使用的信号波形。图6是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第4实施例的电路图。
具体实施例方式以下，为了使本技术领域中的普通技术人员可容易的掌握本发明的技木，參照附图，对本发明的实施例进行说明。图I是示出根据本发明的一个实施例的开关式电容器电路100的框图。參照图1，开关式电容器电路100包括采样单元110 ;反馈单元120、130 ;和放大器140。开关式电容器电路100通过采样(sampling)模式和整合(integration)模式可执行积分器或加算器的功能。在采样模式中，输入电压在采样单元110中被充电。当充电结束时，表示输入电压在采样单元110中被采样。在整合模式中，采样单元Iio中已充电的电荷被传达至反馈单元120、130中。采样单元110被连接在输入端子INP、I匪和放大器140 之间。反馈单元120、130和放大器140被并联连接在采样单元110和输出端子0UTP、0UTM之间。采样单元110通过米样模式时在输入端子INP、I匪中被认可的输入电压来将电荷充电。此外,米样单兀110将整合模式时采样单元110中已充电的电荷传达至反馈单元120、130。其通过反馈单元120、130和放大器140形成的反馈回路(feedback loop)被实现。以下，将对开关式电容器电路100的运作过程进行更详细的说明。图2是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第I实施例的电路图。參照图2，开关式电容器电路200包括采样单元210 ;反馈单元220、230 ;和运作放大器240。采样单元210被连接在输入端子INP、I匪和运作放大器240之间。反馈单元220、230和运作放大器240被并联连接在采样单元210和输出端子OUTP、OUTM之间。采样单元210 包括开关对 S1A、S1B ;S2A、S2B ;S3A、S3B ;S4A、S4B ;和电容器对 C1A、C1B。开关对S1A、Sib各自被连接在输入端子INP、I匪和节点对N1A、N1B之间。开关对S2A、S2b各自被连接在节点对N1A、N1B和接地之间。开关对S3A、S3B各自被连接在节点对N2A、N2B和接地之间。开关对S4A、S4B各自被连接在节点对N2A、N2B和节点对N3A、N3B之间。电容器对C1A、C1B各自被连接在节点对N1A、Nib和节点对N2A、N2b之间。反馈单元220、230相当于电容器对C2A、C2B。在采集单元中，作为应答第I控制信号O1，开关对S1A、Sib和S3A、S3b被打开，且开关对S2A、S2B和S4A、S4B被打开。同吋，采集单元210通过在输入端子INP、I匪中被认可的输入电压在电容器对C1A、C1B中将电荷充电。在整合模式中，作为应答第2控制信号Φ2,开关对S1A,Sib和S3A、S3B被打开，且开关对S2A,S2b和S4A,S4b被打开。同吋，电容器对CiaXib中已充电的电荷被传达至电容器对C2A、C2b中。其通过电容器对C2A、C2b和运作放大器240形成的反馈回路(feedback loop)被实现。开关式电容器电路200重复采样模式和整合模式，同时作为积分器来运作。图3是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第2实施例的电路图。參照图3，开关式电容器电路300包括采样单元310 ;反馈单元320、330 ;反向放大器340 ;偏移开关
对Sosa、Sosb和偏移电容器对Cosa、Cosbo采样单元310被连接在输入端子INP、I匪和偏移电容器对CQSA、CQSB之间。反馈单元320、330被并联连接在采样单元310和输出端子OUTP、OUTM之间。偏移电容器对CQSA、Cqsb被连接在采样单元310和反向放大器340之间。反向放大器340和偏移开关对Sqsa、Sqsb被各自连接在偏移电容器对CQSA、Cosb和输出端子OUTP、OUTM之间。采样单元310包括开关对S5A、S5B ;S6A、S6B ;S7A、S7B ;和电容器对C3A、C3B。开关对S5A、S5b各自被连接在输入端子INP，I匪和节点对N4A、N4b之间。开关对S6A、S6b各自被连接在节点对N5A、N5b和接地之间。开关对S7A、S7b各自被连接在节点对N5A、N5b和接地之间。电容器对C3A、C3B各自被连接在节点对N4A、N4B和节点对N5A、N5B之间。反馈单元320、330包括开关对S8A、S8b和电容器对C4A、C4B。开关对S8A、S8b各自被连接至电容器对C4A、C4b中。反向放大器340包括反向器INV对和共模反馈电路CMFB。共模反馈电路CMFB被连接在输出端子OUTP、OUTM之间。在此，共模反馈电路CMFB使差动形态的开关式电容器电路的输出信号稳定化。在采集单元中，偏移开关对S-.S·应答第I控制信号O1，从而被打开。同时，反向器INV对的输入和输出被短路。此外，在偏移电容器对CQSA、CQSB中，对应于反向器INV对的偏移电压的电荷被充电。此后，就算反向器INV对被改变成整合模式，由于其内部被开放，所以偏移电压按原样被维持在偏移电容器对QbaXosb中。在此,除了将偏移电压充电并維持的运作以外，在采样单元中的运作和整合模式中的运作实际上与图2的开关式电容器 电路200的运作相同。在此，对其省略说明。因此，开关式电容器电路300使用反向放大器340来替代运作放大器240，由此大量地减少了电カ消耗和电路的面积。图4是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第3实施例的电路图。參照图4，开关式电容器电路400包括采样单元410 ;反馈单元420、430 ;和反向放大器440。在此，反向放大器440包括斩波稳定电路441、442。斩波稳定电路441、442不使用偏移电容器对C0SA> Cqsb，反向放大器440也可使信号安全地放大。在使用斩波稳定电路441、442时，由于可在图3的开关式电容器电路300去除偏移电容器对C·、Cosb,因此，进ー步减少了电カ消耗和电路的面积。图4的采集单元410和反馈单元420、430与图2中所示的实际上为相同的构成。因此，对此省略说明。具备斩波稳定电路功能的反向放大器440包括反向器INV对、共模反馈电路CMFB、第I斩波稳定电路441、和第2斩波稳定电路442。第I斩波稳定电路441被连接在采样单元410和反向器INV对之间。第2斩波稳定电路442被连接在反向器INV对和输出端子0UTP、0UTM之间。共模反馈电路CMFB被连接在输出端子OUTP、0UTM之间。在此，共模反馈电路CMFB使差动形态的开关式电容器电路的输出信号稳定化。第I斩波稳定电路441包括开关对SmA、SCH!B和开关对SeH2A、Sch2bo应答第I斩波信号Φα 从而被打开的开关对Schia' Scam被构成为在被打开时输入信号被原样传达至第I斩波稳定电路441的输出端。此外，应答第2斩波信号の㈨从而被打开的开关对Sqi2aJch2b被构成为在被打开时输入信号被反向传达至第I斩波稳定电路441的输出端。第2斩波稳定电路442包括开关对Sqi3PSqbb和开关对Sai4PSai4P应答第3斩波信号Oeh3从而被打开的开关对Sra3P Sch3b被构成为在被打开时输入信号被原样传达至输出端子。此外，应答第4斩波信号Φμ从而被打开的开关对Sqi4PSqi4b被构成为在被打开时输入信号被反向传达至输出端子。第I斩波稳定电路441在整合模式中将输入至反向放大器440中的信号周期性地反向并传达至反向器INV对中。第2斩波稳定电路442在整合模式中将从反向器INV对中输出的信号周期性地反向并传达至输出端子OUTP、OUTM中。一般情况下，在具有较高增益的放大器中，由于不必要的直流信号被放大，从而发生高频噪声。不必要的直流信号是指放大器的输入和输出之间的电压差异(偏移)。在图3的开关式电容器电路300的情况下，为去除此类偏移，通过偏移电容器对QbaXcbb来维持电压，使放大器的输入和输出之间的直流电压差异尽量相同。相反，斩波稳定电路441、442暂时性地变换直流信号使其成为交流信号。由此可防止不必要的直流信号被放大。此外，斩 波稳定电路441、442可去除闪变噪声(flickernoise)。此外，除了替换成具备斩波稳定电路的反向放大器440，实际上图2的开关式电容器电路200和图4的开关式电容器电路400在功能块单位(在此为积分器)中执行相同的运作。图5是示出图4中所示的开关式电容器电路400中被使用的信号波形。參照图5,第I控制信号O1和第2控制信号Φ2相当于互相不重叠的两相时钟(nonoverlappingtwo-phase clocks)。控制第I斩波稳定电路441的第I斩波信号C1ehl和第2斩波信号C^h2相当于互相不重叠的两相时钟。此外，控制第2斩波稳定电路442的第3斩波信号ΦΛ3和第4斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。此外，第I斩波信号の&1和第3斩波信号Φ&3相当于具不同的脉冲持续时间且互相重叠的时钟。第2斩波信号の㈨和第4斩波信号相当于具不同的脉冲持续时间且互相重叠的时钟。再參照图5，在积分模式中，为了倒置斩波稳定电路441、442的连接状态，斩波信号在采集模式中，从高电位(低电位)被反向至低电位(高电位)。因此，在当前整合模式中斩波信号为高电位(低电位)时，在下ー个整合模式中该斩波信号为反向成低电位(高电位)的形式。图6是示出图I中所示的开关式电容器电路100的第4实施例的电路图。參照图6，开关式电容器电路500包括采样单元510 ;反馈单元520、530 ;和反向放大器540。在此，反向放大器540实际上具备与图4的反向放大器440相同的构造。因此，用于去除高频噪声的偏移电容器对C·、Cosb可被去除。图6的开关式电容器电路500与图4的开关式电容器电路400的基本构造相似。其差异点在干，图6的采集单元510包括2个如图4中所示的采集单元410。由此，图6的开关式电容器电路500执行增加第I输入端子ΙΝ1Ρ、ΙΝ1Μ和第2输入端子ΙΝ2Ρ、ΙΝ2Μ中被认可的各输入电压的加算器的功能。在此，为实现有关更多的输入电压的加算器可包含更多的采样单元410。此外，反馈单元520、530被连接在反馈电容器的各端和接地之间，其包括应答第I控制信号从而被打开的开关对S1(IA、S1(IB ;S11A、S11B ;和应答第2控制信号从而被打开的开关对S9A、S9B ;S12A、S12B。在采样模式中，开关对S1(IA、Sicib ;S11A、S11B被打开时，反馈单元520、530中已充电的电荷被放电。因此，开关式电容器电路500可防止输入电压被积累增加。本发明的开关式电容器电路可被变形和适用于多种形态。例如，利用本发明的开关式电容器电路，可应用于针对输入电压为低通滤波器及针对噪声为高通滤波器的sigma-delta调制器；视频摄像装置的相关双采样⑶S (Correlated-double sampling)放大器；或是虚拟差动放大器(Pseudo differential integrator)等中。以上，在本发明的详细说明书中对有关具体的实施例进行了说明，但在不超出本发明的范围限制内可进行变形。因此，本发明的范围不受说明的实施例的局限或定义，而是由后附的权利要求范围以及权利要求范围等同内容定义。
权利要求
1.一种开关式电容器电路，包括 反向放大器，其使用斩波稳定电路来去除偏移； 采样单元，其被连接在输入端子和所述反向放大器之间；和 反馈单元，其被并联连接至所述反向放大器。
2.如权利要求I所述的开关式电容器电路，其中，所述反向放大器包括 反向器对，其为差动形态； 第I斩波稳定电路，其被连接至所述反向器对的输入端，周期性地反向输入信号，传达至所述反向器对； 第2斩波稳定电路，其被连接在所述反向器对的输出端中，周期性地反向所述反向器对的输出信号，传达至输出端子。
3.如权利要求2所述的开关式电容器电路，所述采样单元包括 第I开关对，其被连接在所述输入端子和第I节点对之间，应答第I控制信号从而被打开； 第2开关对，其被连接在所述第I节点对和接地之间，应答第2控制信号从而被打开；第3开关对，其被连接在第2节点对和接地之间，应答所述第I控制信号从而被打开；第4开关对，其被连接在所述第2节点对和第3节点对之间，应答所述第2控制信号从而被打开；和 采样电容器对，其被连接在所述第I节点对和所述第2节点对之间。
4.如权利要求3所述的开关式电容器电路，其中，所述反馈单元包括反馈电容器对。
5.如权利要求4所述的开关式电容器电路，其中，第I斩波稳定电路包括 第5开关对，当其应答第I斩波信号被打开时，将所述第3节点对的信号按原样传达至所述反向器对；和 第6开关对，当其应答第2斩波信号被打开时，将所述第3节点对的信号反向传达至所述反向器对。
6.如权利要求5所述的开关式电容器电路，其中，第2斩波稳定电路包括 第I开关对，当其应答第3斩波信号被打开时，将所述反向器对的输出信号按原样传达至所述输出端子；和 第8开关对，当其应答第4斩波信号被打开时，将所述反向器对的输出信号反向传达至所述输出端子。
7.如权利要求6所述的开关式电容器电路，其中，控制所述第I斩波稳定电路的所述第I斩波信号和所述第2斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。
8.如权利要求7所述的开关式电容器电路，其中，控制所述第2斩波稳定电路的所述第3斩波信号和所述第4斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。
9.如权利要求8所述的开关式电容器电路，其中，所述第I斩波信号和所述第3斩波信号相当于具不同的脉冲持续时间且互相重叠的时钟。
10.如权利要求9所述的开关式电容器电路，其中，所述第2斩波信号和所述第4斩波信号相当于具不同的脉冲持续时间且互相重叠的时钟。
11.如权利要求6所述的开关式电容器电路，其进一步包括 多个采样单元，其被互相并联连接；第9开关对，其被连接在所述反馈电容器对的一端，应答所述第2控制信号从而被打开； 第10开关对，其被连接在所述反馈电容器对的所述一端和接地之间，应答所述第I控制信号从而被打开； 第11开关对，其被连接在所述反馈电容器对的另一端和接地之间，应答所述第I控制信号从而被打开；和 第12开关对，其被连接在所述反馈电容器对的所述另一端，应答所述第2控制信号从而被打开。
12.如权利要求11所述的开关式电容器电路，其中，所述第I斩波信号和所述第2斩波信号相当于互相不重叠的两相时钟。
13.一种反向放大器,包括 反向器对，其为差动形态； 第I斩波稳定电路，其被连接至所述反向器对的输入端，周期性地反向输入信号，传达至所述反向器对； 第2斩波稳定电路，其被连接至所述反向器对的输出端，周期性地反向所述反向器对的输出信号，传达至输出端子。
14.如权利要求13所述的反向放大器，其中，所述第I斩波稳定电路包括 第I开关对，当其应答第I斩波信号被打开时，使输入信号按原样传达至所述第I斩波稳定电路的输出端；和 第2开关对，当其应答第2斩波信号被打开时，使输入信号反向传达至所述第I斩波稳定电路的输出端。
15.如权利要求14所述的反向放大器，其中，所述第2斩波稳定电路包括 第3开关对，当其应答第3斩波信号被打开时，使输入信号按原样传达至所述输出端子;和 第4开关对，当其应答第4斩波信号被打开时，使输入信号反向传达至所述输出端子。
全文摘要
根据本发明的开关式电容器电路，其包括反向放大器、采样单元和反馈单元。反向放大器使用斩波稳定电路来去除偏移；采样单元被连接在输入端子和所述反向放大器之间；反馈单元被并联连接在所述反向放大器中。
文档编号H03H19/00GK102687392SQ201080050963
公开日2012年9月19日 申请日期2010年7月12日 优先权日2009年9月10日
发明者千志旻, 李东明, 李仁熙, 林承贤, 蔡瑛澈, 韩囝熙 申请人:延世大学工业学术合作社