專利名稱：開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電路，特別是涉及一種可以調(diào)整線性度的開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于傳遞差動電壓的開關(guān)電路包含二個金屬氧化物半導體開關(guān)(MOS Switch),其中，每一金屬氧化物半導體開關(guān)包括一輸入端及一輸出端，且可 以是一N型金屬氧化物半導體開關(guān)(NM0S Switch )、 一P型金屬氧化物半導 體開關(guān)(PMOS Switch)或一互補型金屬氧化物半導體開關(guān)(CMOS Switch)。 該二個金屬氧化物半導體開關(guān)在其輸入端接收一對差動輸入電壓Vin+、Vin-， 并在導通時在其輸出端輸出一對差動輸出電壓Vout+、 Vout-。
圖1與圖2顯示了該開關(guān)電路1的相關(guān)仿真結(jié)果，其中，橫軸表示該對 差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff,縱軸表示該二個金屬氧化物半導體 開關(guān)的差模電阻Rdiff的比例(以Vdiff-O時獲得的Rdiff為基準)，曲線 21是在該二個金屬氧化物半導體開關(guān)是N型或P型金屬氧化物半導體開關(guān)時 獲得的，曲線22是在該二個金屬氧化物半導體開關(guān)是互補型金屬氧化物半導 體開關(guān)時獲得的，且Vdiff及Rdiff的定義如下所示
Vdiff=Vin+-Vin—，
Rdif f = (Vin+-Vin-) / (I in+-I in-)，
其中，Iin+、 Iin-是該二個金屬氧化物半導體開關(guān)在其輸入端接收到的
一7于差動1命入電流。
由圖1與圖2可知，該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的差模電阻Rdiff會 隨著該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff改變。當該開關(guān)電路運用于 一線性電路(例如一濾波器或一放大器)時，會限制該線性電路的線性度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的即在提供一種可以調(diào)整線性度的開關(guān)電路。 于是，本發(fā)明開關(guān)電路包含二個金屬氧化物半導體開關(guān)及一調(diào)整單元。每一金屬氧化物半導體開關(guān)包括一輸入端及一輸出端。該二個金屬氧化物半 導體開關(guān)在其輸入端接收一對差動輸入電壓，并在導通時在其輸出端輸出一 對差動輸出電壓。該調(diào)整單元改變該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端與 輸出端的共模電平的差異，以調(diào)整該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的差模電阻 的線性度。


圖l是一模擬圖，說明當使用N型或P型金屬氧化物半導體開關(guān)時，該
現(xiàn)有開關(guān)電路的差模電阻的比例；
圖2是一模擬圖，說明當使用互補型金屬氧化物半導體開關(guān)時，該現(xiàn)有
開關(guān)電路的差模電阻的比例；
圖3是一電路示意圖，說明本發(fā)明開關(guān)電路的第一實施例；
圖4是一模擬圖，說明該第一實施例的差模電阻；
圖5是一模擬圖，說明該第一實施例的差模電阻的比例；
圖6是一模擬圖，與圖4相似，但部分參數(shù)的范圍不同；
圖7是一模擬圖，與圖5相似，但部分參數(shù)的范圍不同；
圖8是一模擬圖，說明圖7中差模電阻的比例與1的差距；
圖9是一電路示意圖，說明本發(fā)明開關(guān)電路的第二實施例；
圖10是一電路示意圖，說明本發(fā)明開關(guān)電路的第三實施例；及
圖ll是一電路示意圖，說明所述實施例可^皮運用的狀況。
附圖符號說明
31、 32金屬氧化物半導體開關(guān)
5調(diào)整單元
501-504電流源
511-514電阻
521-524電感
601-641曲線
651 點
71、 72 電容
具體實施方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖 的三個實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現(xiàn)。
在本發(fā)明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的 元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3，本發(fā)明開關(guān)電路的第一實施例包含二個金屬氧化物半導體開 關(guān)31、 32及一調(diào)整單元5。每一金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32包括一輸入 端及一輸出端，且在本實施例中，是一N型金屬氧化物半導體開關(guān)，但在其 它實施例中，可以是一 P型金屬氧化物半導體開關(guān)或一互補型金屬氧化物半 導體開關(guān)。該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32在其輸入端接收一對差動輸 入電壓Vin+、 Vin-,并在導通時在其輸出端輸出一對差動l命出電壓Vout+、 Vout-。
該調(diào)整單元5改變該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出 端的共才莫電平Vcm， in、 Vcm， out的差異Vdcm，以調(diào)整該二個金屬氧化物半導 體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff的線性度，且Vcm，in、 Vcm，out、 Vdcm及 Rdiff的定義如下所示
Vcm, in=(Vin++Vin-) /2,
Vcm， out=(Vout++Vout-) /2，
Vdcm=Vcm， in-Vcm, out，
Rdiff=(Vin+-Vin-)/(Iin+-Iin—)， 其中，Iin+、 Iin-是該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32在其輸入端接 收到的一對差動輸入電流。
在本實施例中，該調(diào)整單元5包括四個電流源501-504,其中，該四個 電流源501-504分別電連接到該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端 及輸出端，且每一金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端及輸出端分別從相 對應(yīng)的電流源501-504接收實質(zhì)上大小相同但方向相反的電流。例如，當該 電流源501注入電流到該金屬氧化物半導體開關(guān)31的輸入端時，該電流源 502會從該金屬氧化物半導體開關(guān)31的輸出端汲取實質(zhì)上大小相同的電流 (與該電流源501相比)，反之亦然。通過所述電流源501-504產(chǎn)生流經(jīng)該二 個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的電流，配合該二個金屬氧化物半導體開關(guān) 31、 32的導通電阻，可以改變該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入 端與l命出端的共才莫電平Vcm， in、 Vcm, out的差異Vdcm。圖4至圖8顯示了本實施例的相關(guān)模擬結(jié)杲。參閱圖4,橫軸表示該對 差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff，縱軸表示該二個金屬氧化物半導體 開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff,曲線601-605是分別在該二個金屬氧化物半 導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出端的共模電平Vcm， in、 Vcm， out的差異 Vdcm=60mV、 30mV、 0V、 -30mV及-60mV時獲得的，且Vdif f的定義如下所示 Vdiff=Vin+-Vin-。
參閱圖5，橫軸表示該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff,縱軸 表示該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff的比例(以 Vdiff=0時獲得的Rdiff為基準)，曲線611-615是分別在該二個金屬氧化物 半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出端的共模電平Vcm，in、 Vcm，out的差異 Vdcm=60mV、 30mV、 0V、 -30mV及-60mV時獲得的。
由圖4與圖5可知，在該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端與 輸出端的共模電平Vcm, in、 Vcm， out的差異Vdcm接近30mV時，該二個金屬 氧化物半導體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff的變異是最小的，而當Vdcm愈 小時，Rdiff愈小，且在該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff=0附近 會有愈大的區(qū)域使得Rdiff的變異很小。
接著，縮小該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff的范圍，并增加 該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出端的共模電平Vcm, in、 Vcm， out的差異Vdcm的范圍。
參閱圖6，橫軸表示該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff，縱軸 表示該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff，曲線6H-是分別在該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出端的共模電平 Vcm， in、 Vera, out的差異Vdcm=60mV、 30mV、 0V、 -30mV、 -60mV、 -90mV及-120mV 時獲得的。
參閱圖7，橫軸表示該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff，縱軸 表示該二個金屬氧化物半導體開關(guān)n、 32的差模電阻Rdiff的比例(以 Vdiff=0時獲得的Rdiff為基準)，曲線631-637是分別在該二個金屬氧化物 半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出端的共模電平Vcm， in、 Vcm， out的差異 Vdcm=60mV、 30mV、 0V、 -30mV、 -60mV、 -90mV及-120mV時獲得的。
參閱圖8，橫軸表示該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸 出端的共才莫電平Vcm, in、 Vcm, out的差異Vdcm,縱軸表示圖7中該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff的比例與1的差距，曲線641是 在該對差動輸入電壓Vin+、 Vin-的差異Vdiff=50mV時獲得的。
由圖6、圖7與圖8可知，雖然該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的 輸入端與輸出端的共模電平Vcm， in、 Vcm， out的差異Vdcm存在一解使得該二 個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff的變異是最小的(如點 651所示)，但是如果使Vdcm愈小會得到另一解，因為此時Rdiff較小，且 Rdiff的變異也很小。
參閱圖9，本發(fā)明開關(guān)電路的第二實施例包含二個金屬氧化物半導體開 關(guān)31、 32、 一調(diào)整單元5及二個電容71、 72。該二個金屬氧化物半導體開關(guān) 31、 32在其輸入端分別通過該二個電容71、 72接收一對差動輸入電壓Vin+、 Vin-，并在導通時在其輸出端輸出一對差動輸出電壓Vout+、 Vout-。
該調(diào)整單元5包括四電阻511-514。該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端分別通過該二電阻511、 513電連接到一第一共模電壓，而輸出 端分別通過該二電阻512、 514電連接到一第二共模電壓。該第一及第二共模 電壓分別設(shè)定該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入端與輸出端的共模 電平Vcm， in、 Vcm，out。
參閱圖IO,本發(fā)明開關(guān)電路的第三實施例與該第二實例相似，不同之處 在于本實施例是利用四個電感521-524分別取代該四電阻511-514。
由于該第二及第三實施例的相關(guān)模擬結(jié)果與該第 一 實施例的相關(guān)模擬相 似，此處不再多加-說明。
參閱圖ll,上述實施例可以運用在一可變增益放大器(如圖ll(a)所示)、 用于選擇由二接收器中的哪一個接收信號(如圖ll(b)所示)、用于選擇由二 發(fā)送器中的哪一個發(fā)送信號(如圖ll(c)所示)，及用于選擇由二電路中的哪 一個輸出信號到下一級電路(如圖ll(d)所示)，且不以此為限。
歸納上述，本發(fā)明通過改變該二個金屬氧化物半導體開關(guān)31、 32的輸入 端與輸出端的共模電平Vcra， in、 Vcm， out的差異Vdcm，可以調(diào)整該二個金屬 氧化物半導體開關(guān)31、 32的差模電阻Rdiff的線性度，以達到本發(fā)明的目的。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明的實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施 的范圍，即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的筒單的等效變 化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種開關(guān)電路，包含二個金屬氧化物半導體開關(guān)，每一金屬氧化物半導體開關(guān)包括一輸入端及一輸出端，該二個金屬氧化物半導體開關(guān)在其輸入端接收一對差動輸入電壓，并在導通時在其輸出端輸出一對差動輸出電壓；及一調(diào)整單元，改變該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端與輸出端的共模電平的差異，以調(diào)整該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的差模電阻的線性度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其中，該二個金屬氧化物半導體開 關(guān)是N型金屬氧化物半導體開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其中，該二個金屬氧化物半導體開 關(guān)是P型金屬氧化物半導體開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其中，該二個金屬氧化物半導體開 關(guān)是互補型金屬氧化物半導體開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其中，該調(diào)整單元包括四個電流源，該四個電流源分別電連接到該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端及輸出二山 禍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電路，其中，每一金屬氧化物半導體開關(guān) 的輸入端及輸出端從相對應(yīng)的電流源接收實質(zhì)上大小相同但方向相反的電流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，更包含二個電容，其中，該二個金 屬氧化物半導體開關(guān)在其輸入端分別通過該二個電容接收該對差動輸入電 壓，該調(diào)整單元包括四電阻，該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端分別通 過該四電阻中的二個電連接到 一第 一共模電壓，而輸出端分別通過該四電阻 中的另二個電連接到一第二共模電壓，該第一及第二共模電壓分別設(shè)定該二 個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端與輸出端的共模電平。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，更包含二個電容，其中，該二個金 屬氧化物半導體開關(guān)在其輸入端分別通過該二個電容接收該對差動輸入電 壓，該調(diào)整單元包括四個電感，該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端分別通過該四個電感中的二個電連接到 一 第 一共模電壓，而輸出端分別通過該四 個電感中的另二個電連接到一第二共模電壓，該第一及第二共模電壓分別設(shè) 定該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端與輸出端的共模電平。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以調(diào)整線性度的開關(guān)電路。該開關(guān)電路包含二個金屬氧化物半導體開關(guān)及一調(diào)整單元。該二個金屬氧化物半導體開關(guān)在其輸入端接收一對差動輸入電壓，并在導通時在其輸出端輸出一對差動輸出電壓。該調(diào)整單元改變該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的輸入端與輸出端的共模電平的差異，以調(diào)整該二個金屬氧化物半導體開關(guān)的差模電阻的線性度。
文檔編號H03K17/687GK101414817SQ20071016711
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
發(fā)明者劉仁杰, 李朝政 申請人:瑞昱半導體股份有限公司