本實(shí)用新型屬于電路領(lǐng)域，具體地涉及一種帶高溫漏電補(bǔ)償?shù)姆e分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

背景技術(shù)：

模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路主要有積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、Σ-Δ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由于用簡(jiǎn)單電路就能獲得高分辨率，且功耗低，特別適用于需要低功耗的場(chǎng)合，如無(wú)源RFID或NFC標(biāo)簽上的傳感器信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，然而，對(duì)于傳統(tǒng)的積分型轉(zhuǎn)換電路，如圖1(a)和圖1(b)所示，其受MOS管漏電影響嚴(yán)重，單獨(dú)的積分電路無(wú)法保證其在高溫下(根據(jù)不同工藝，125℃時(shí)可達(dá)幾十匹安至納安量級(jí)的漏電)的工作性能，如圖1(a)和圖1(b)所示，其充電電流為I₀-I_leak，放電電流為I_ref-I_leak，漏電造成轉(zhuǎn)換誤差ΔT，如圖1(c)，同時(shí)MOS管漏電受工藝偏差與MOS管偏置狀況影響，其直接增大轉(zhuǎn)換的非線性以及片與片之間的工藝偏差，且該偏差無(wú)法單點(diǎn)校準(zhǔn)，因此，傳統(tǒng)積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路無(wú)法保證其在中高溫條件下的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于為解決上述問題而提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能減小開關(guān)漏電造成的轉(zhuǎn)換誤差的積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

為此，本實(shí)用新型公開了一種帶高溫漏電補(bǔ)償?shù)姆e分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括兩個(gè)積分電容C1、C2和轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6、S7，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0的第一端依次串聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S5和S7接地，同時(shí)依次串聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)S2、S6和S7接地，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0的第二端電源VDD，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0和電源VDD之間接入信號(hào)電流I₀，在轉(zhuǎn)換開關(guān)S7和地之間接入基準(zhǔn)電流I_ref，所述積分電容C1接在轉(zhuǎn)換開關(guān)S1和S5之間的節(jié)點(diǎn)與地之間，所述積分電容C2接在轉(zhuǎn)換開關(guān)S2和S6之間的節(jié)點(diǎn)與地之間，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S2、S5和S6的漏電大小相同或基本相同，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6和S7的控制端與控制器連接，所述控制器首先控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S6導(dǎo)通一固定時(shí)間Tr，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C1進(jìn)行充電，接著控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S2、S5、S7導(dǎo)通，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C1進(jìn)行放電至一固定電壓V₀，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S2、S5導(dǎo)通固定時(shí)間Tr，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C2進(jìn)行充電，最后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S6、S7導(dǎo)通，其它轉(zhuǎn)換開 關(guān)斷開對(duì)積分電容C2進(jìn)行放電至固定電壓V₀。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0為CMOS傳輸門或MOS管，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S7為CMOS傳輸門或MOS管。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S2、S5和S6均為CMOS傳輸門或MOS管。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S2、S5和S6為相同規(guī)格的CMOS傳輸門或MOS管。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果：

本實(shí)用新型在傳統(tǒng)積分型轉(zhuǎn)換電路基礎(chǔ)上做了漏電優(yōu)化，且電路讀取采用全比例形式。同時(shí)，為了減小控制開關(guān)漏電造成的轉(zhuǎn)換誤差，用一個(gè)額外電容存儲(chǔ)由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(DAC，用傳輸門實(shí)現(xiàn))的漏電造成的另一路積分電容的信號(hào)損失，保證了電路在中高溫高漏電條件下的性能，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1a為傳統(tǒng)積分型轉(zhuǎn)換電路與其充電時(shí)漏電影響示意圖；

圖1b為傳統(tǒng)積分型轉(zhuǎn)換電路與其放電時(shí)漏電影響示意圖；

圖1c為傳統(tǒng)積分型轉(zhuǎn)換電路的漏電造成轉(zhuǎn)換誤差示意圖；

圖2a為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路及電容C1充電時(shí)的漏電示意圖；

圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路及電容C1放電時(shí)的漏電示意圖；

圖2c為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路及電容C2充電時(shí)的漏電示意圖；

圖2d為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路及電容C2放電時(shí)的漏電示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的漏電補(bǔ)償示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖2a-2d所示，本實(shí)用新型公開了一種帶高溫漏電補(bǔ)償?shù)姆e分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括兩個(gè)積分電容C1、C2和轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6、S7，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0的第一端依次串聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S5和S7接地，同時(shí)依次串聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)S2、S6和S7接地，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0的第二端接電源VDD，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0和電源VDD之間接入信號(hào)電流I₀，在轉(zhuǎn)換開關(guān)S7和地之間接入基準(zhǔn)電流I_ref，所述積分電容C1接在轉(zhuǎn)換開關(guān)S1和S5之間的節(jié)點(diǎn)與地之間，所述積分電容C2接在轉(zhuǎn)換開關(guān)S2和S6之間的節(jié)點(diǎn)與地之間，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S2、S5和S6的漏電大小相同或基本相同，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6和S7的控制端與控制器(圖中未示出)連接，所述控制器首先控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S6導(dǎo)通一 固定時(shí)間Tr，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C1進(jìn)行充電，如圖2a所示，接著控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S2、S5、S7導(dǎo)通，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C1進(jìn)行放電至一固定電壓V₀，如圖2b所示，然后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S2、S5導(dǎo)通固定時(shí)間Tr，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C2進(jìn)行充電，圖2c所示，最后控制轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S6、S7導(dǎo)通，其它轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開對(duì)積分電容C2進(jìn)行放電至固定電壓V₀，圖2d所示。

本具體實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6和S7均為CMOS傳輸門，且優(yōu)選為相同規(guī)格的，以保證漏電大小盡量相同。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6和S7也可以均為MOS管，或轉(zhuǎn)換開關(guān)S0、S1、S2、S5、S6和S7有的是CMOS傳輸門，有的是MOS管，只要使轉(zhuǎn)換開關(guān)S1、S2、S5和S6的漏電大小相同或基本相同就可以。

工作過(guò)程：電路工作之初，積分電容C1、C2被重置到固定電壓V₀；然后CMOS傳輸門S0、S1閉合，信號(hào)電流I₀對(duì)積分電容C1充電固定時(shí)間Tr，CMOS傳輸門S6閉合，積分電容C2收集CMOS傳輸門S2、S5的漏電I_leak1和I_leak2，由于CMOS傳輸門S2、S5的漏電效應(yīng)，積分電容C1并非在理想條件下充電，在固定時(shí)間Tr內(nèi)，C1的充電電壓較理想情況小ΔV1(ΔV1＝i₁₁*Tr，i₁₁＝I_leak1+I_leak2)，如圖3所示(圖中實(shí)線為理想充放電情況，虛線為本實(shí)施例充放電的實(shí)際情況)；接著CMOS傳輸門S5、S7閉合，基準(zhǔn)電流I_ref對(duì)積分電容C1放電至固定電壓V₀，CMOS傳輸門S5閉合，積分電容C2收集CMOS傳輸門S1、S6的漏電I_leak3和I_leak4，由于CMOS傳輸門S1、S6的漏電效應(yīng)，積分電容C1并非在理想條件下放電，其放電電流為I_ref+i₁₂，i₁₂＝I_leak3+I_leak4，因此其放電時(shí)間T₁比理想放電時(shí)間T₀小，存在轉(zhuǎn)換誤差。在積分電容C1充放電時(shí)的漏電效應(yīng)被積分電容C2收集，并產(chǎn)生一誤差電壓ΔV1+ΔV2＝(i₁₁*Tr+i₁₂*T1)/C2；在對(duì)積分電容C2進(jìn)行充電Tr時(shí)間后，由于CMOS傳輸門S1、S6的漏電效應(yīng)，積分電容C2并非在理想條件下充電，其充電電流為I₀+i₁₃，i₁₃＝I_leak5+I_leak6，如圖2c所示，其中，i₁₃等于或約等于i₁₁，所以積分電容C2上的電壓為V2＝V_ideal+ΔV2(V_ideal＝I₀*Tr)，如圖3所示，在積分電容C2放電階段，由于CMOS傳輸門S2、S5的漏電效應(yīng)，積分電容C2并非在理想條件下放電，其放電電流為I_ref+i₁₄，i₁₄＝I_leak7+I_leak8，如圖2d所示，其中，i₁₄等于或約等于i₁₂，所以，積分電容C2放電到固定電壓V₀的時(shí)間為T2＝(V_ideal+ΔV2)/(I_ref+i₁₂)≈V_ideal/I_ref*(1+ΔV2/V_ideal-i₁₂/I_ref)；由于ΔV2/V_ideal＝i₁₂/I_ref，T2≈T0，其中T0為在理想條件下的放電時(shí)間，即溝道漏電影響得以消除，如圖3所示。對(duì)于MOS管，在低漏極偏置情況下，溝道漏電為主要漏電來(lái)源。襯底漏電成為該轉(zhuǎn)換電路的主要漏電造成的誤差，其在低電壓偏置情況下較小。

后續(xù)將積分電容C2的放電信號(hào)轉(zhuǎn)換為PW脈寬信號(hào)，其脈沖上升沿為在積分電容C2充電固定時(shí)間Tr后觸發(fā)，其脈沖下降沿為當(dāng)該電容放電到固定電壓V₀后觸發(fā)，其脈寬即為該電容的放電時(shí)間，用計(jì)數(shù)器度量該脈寬后，即可輸出數(shù)字信號(hào)，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。