[发明专利]切换式电容电路及其控制方法

说明书

一种切换式电容电路及切换式电容电路控制方法，所述切换式电容电路控制方法包括：利用第一及第二电阻器将第一偏压信号耦合至第一及第二内部节点；利用第三及第四电阻器将第二偏压信号耦合至第三及第四内部节点；利用第一型开关将第一内部节点耦合至第二内部节点；利用第二型开关将第三内部节点耦合至第四内部节点；利用第一传输门将第一内部节点耦合至第三内部节点；利用第二传输门将第二内部节点耦合至第四内部节点；利用第一及第三电容器分别将第一终端耦合至第一内部节点及第三内部节点；利用第二及第四电容器分别将第二终端耦合至第二及第四内部节点。

技术领域

本公开涉及切换式电容电路及其方法，特别是涉及在多种操作状态仍具有高线性度(linearity)的切换式电容电路及其方法。

背景技术

当现有的切换式电容器处于第一状态时，其具有第一电容。并且当现有的切换式电容器处于第二状态时，其具有第二电容。参阅图1A，现有的切换式电容电路100包括：第一电容器111、第二电容器112、开关130、第一电阻器121及第二电阻器122。第一电容器111用以在节点101及节点103之间提供交流耦合(alternate current coupling，AC coupling)。第二电容器112用以在节点102与节点104之间提供交流耦合。开关130依据启动信号V_E在节点103与节点104之间提供直流耦合(direct current coupling，DC coupling)，开关130由N型晶体管131实现。第一电阻器121用以在节点103与节点105之间提供直流耦合。第二电阻器122用以在节点104与节点105之间提供直流耦合，其中节点105由偏压信号V_B驱动。

参阅图1B，等效电路100E与图1A的切换式电容电路100相同，除了图1A中的开关130由等效Π网络(equivalentΠ-network)130E替换。等效Π网络130E包括第一寄生电容器133、等效电阻器132及第二寄生电容器134。第一寄生电容器133将节点103分流(shunt)至接地节点。等效电阻器132耦接于节点103与节点104之间。第二寄生电容器134将节点104分流至接地节点，其中，等效电阻器132的电阻值取决于启动信号V_E的值减偏压信号V_B的值的差“V_E-V_B”。切换式电容电路100具有第一状态及第二状态。当切换式电容电路100在第一状态时，启动信号V_E的值减偏压信号V_B的值的差“V_E-V_B”高于N型晶体管131的临界电压，使得开关130导通，因这些效电阻器132为低电阻值。当切换式电容电路100在第二状态时，启动信号V_E的值减偏压信号V_B的值的差“V_E-V_B”低于N型晶体管131的临界电压，使得开关130断开，因这些效电阻器132为高电阻值。在一些示例中，当切换式电容电路100处于第一状态时，等效电阻器132的电阻值很小，使得开关130近似短路电路。当切换式电容电路100处于第二状态时，等效电阻器132的电阻值很大，使得开关130近似开路电路。假设两个直流耦合电阻器(第一电阻器121及第二电阻器122)的电阻大于第一电容器111、第二电容器112、第一寄生电容器133及第二寄生电容器134在特定频率的阻抗。则在第一状态时，切换式电容电路100等效于串联耦接的第一电容器111与第二电容器112。而在第二状态时，切换式电容电路100等效于串联耦接的第一电容器111、第二电容器112、第一寄生电容器133及第二寄生电容器134。本技术领域中技术人员应能理解，串联耦接的第一电容器111与第二电容器112提供的电容值比串联耦接的第一电容器111、第二电容器112、第一寄生电容器133及第二寄生电容器134提供的电容值更高。

现有的切换式电容电路100的缺点在于：由于N型晶体管131的源极与基板之间及漏极与基板之间的接面电容取决于节点103处及节点104处的电压，因此第一寄生电容器133及第二寄生电容器134是非线性的。结果，处于第二状态的切换式电容电路100的等效电容是非线性的。在许多应用中，非线性的情形并不被乐见。