[发明专利]具有多重栅极器件的信号转换器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及信号转换器，更具体地，涉及具有多重栅极器件的信号转换器。

背景技术

传统上，信号转换器，诸如模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)，使用电阻器组(resistor bank)和比较器将模拟信号转换为数字信号，反之亦然。在此种信号转换器中的电阻器组和比较器的使用带来了数个问题。例如，工艺偏差或热效应可能导致电阻器组提供不准确的分压。这是因为在集成电路中难于制造高精度的电阻器。因此，在信号转换器中的传统的电阻器组的使用可能导致信号转换中的误差。

而且，比较器的使用增加了信号转换器电路的实现复杂度。具体地，每个比较器可能使用约15个晶体管来实现。典型的32级信号转换器，诸如ADC，可能另外需要约480个晶体管。因此，存在对在信号转换过程中导致较低误差并且低复杂度的信号转换器的需求。

附图说明

本发明借助于示例的方式来说明，并且不受附图的限制，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是根据本发明的一种实施方式的具有多重栅极器件的示例性模数转换器；

图2是可用作图1的示例性模数转换器的部件的示例性多重栅极器件的局部顶视图；

图3是根据本发明的一种实施方式说明了多重栅极器件的阈值电压与其沟道长度之间的示例性关系的曲线图；

图4是根据本发明的一种实施方式说明了多重栅极器件的阈值电压与其体宽度之间的示例性关系的曲线图；以及

图5是根据本发明的另一实施方式的具有多重栅极器件的示例性数模转换器。

本领域的技术人员应认识到，图中的元件是为了简化和清楚而图示的，并且没有必要依比例绘制。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件放大以有助于增进对本发明的实施方式的理解。

具体实施方式

信号转换器，不论是模数转换器还是数模转换器，可以使用具有不同的阈值电压的多重独立栅极FET(MIGFET)以提供转换。MIGFET可以优选地基于体宽度和沟道长度具有不同的阈值电压，以提供所需的不同的转换数。这利用了阈值电压随着体宽度改变的相对线性的改变。因此通过使体宽度改变对应的量，可以获得许多不同的阈值电压。对于MIGFET的沟道长度改变来说，也同样成立。体宽度和沟道长度的组合可以实现大量的不同的阈值电压。阈值电压还可以通过MIGFET的第二栅极来调整。这有助于为将要相对于独立确定的基准电压标定的阈值电压建立偏移。

在一个方面，提供了一种模数转换器，其包括提供多个数字输出信号的多个多重独立栅极场效应晶体管(MIGFET)。多个MIGFET中的每个MIGFET可以具有用于接收模拟信号的第一栅极、用于被偏置的第二栅极、和用于从多个数字输出信号中提供数字输出信号的电流电极。多个MIGFET中的每个MIGFET可以具有体宽度和沟道长度的组合，该组合在该多个MIGFET中是独特的，以导致该多个MIGFET中的独特的阈值电压。每个MIGFET可以具有耦合到接地端的第二电流电极。

在另一方面，提供了一种模数转换器，其包括多个FET，该多个FET提供多个数字输出信号。多个FET中的每个FET可以具有用于接收模拟信号的第一栅极和用于提供多个数字输出信号的数字输出信号的电流电极。多个FET中的每个FET可以具有在该多个FET中独特的阈值电压。

在另一方面，提供了一种数模转换器，其包括多个FET，该多个FET在求和节点处提供模拟信号。多个FET中的每个FET可以具有用于从多个数字信号中接收不同的数字信号的第一栅极，和耦合到求和节点的电流电极。多个FET中的每个FET可以具有在该多个FET中独特的阈值电压。