JSSC 2006第8期Data Converters

Switch Bootstrapping for Precise Sampling Beyond Supply V oltage

提出一种新型自举开关，可在低电源电压下精确采样高于电源电压的输入信号。

2.75V电源电压下采样0-5.5V输入信号，最低1.2V电源电压支持0-6V输入范围

自举开关低电压采样高精度电源管理无静态功耗

▸创新点1：提出了一种新型自举开关电路设计，能够在芯片电源电压（低至1.2V）下精确采样高达5.5V的输入信号，突破了传统开关电路的电压限制（方法创新）。通过动态电荷泵和电平移位技术实现，测量数据显示其支持0-6V输入范围。

▸创新点2：采用零静态功耗架构，通过完全关断偏置电流路径和动态电荷再分配技术，消除了传统自举电路中的持续功耗问题（电路创新）。特别适用于低功耗电源管理IC，实测中未观察到静态电流消耗。

▸创新点3：创新性地设计了寄生体二极管隔离机制，通过三重阱工艺和动态偏置控制，有效防止高输入电压下寄生二极管的导通（工艺/电路协同创新）。该技术使采样精度提升至LSB级别，避免了信号失真。

▸创新点4：系统级整合了过压保护与采样功能，在单一开关结构中实现输入电压范围（0-6V）超过电源电压（1.2-2.75V）4.58倍的宽幅操作（系统创新）。测试表明在5.5V输入时THD<-60dB。

Abstract

Bootstrapped switches are used in a variety of appli- cations including DC–DC converters, pipelined analog-to-digital converters and high voltage switches and drivers. Current work on highly integrated power management applications often requires the ability to measure voltage quantities that exceed the supply voltage in magnitude. This is primarily due to a basic need to max- imize efﬁciency by running the power management IC on as low supply voltage as possible, while still maintaining the abi