CN202649714U - 用于传输晶体管栅极电压的多电平控制电路及*** - Google Patents

用于传输晶体管栅极电压的多电平控制电路及*** Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种用于传输晶体管栅极电压的多电平控制电路及***，选择性地提供从源到汇点的信号。该电路包括：具有导通状态和非导通状态的场效应晶体管，该场效应晶体管具有栅极、源极和漏极；第一比较器，被配置成比较场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压并基于源电压和第一参考电压之间的差值提供第一输出；以及，开关放大器，被配置成向场效应晶体管的栅极施加同第一比较器的第一输出成函数关系的栅极电压。

Description

用于传输晶体管栅极电压的多电平控制电路及***
技术领域
本实用新型大体涉及晶体管，且更特别地涉及对传输晶体管栅极电压的多电平(multi-level)控制。 
背景技术
场效应晶体管(FET)能够用作高效通道开关器件(pass through switching device)，能够选择性地将源自信号源的信号连接到该信号的汇点(sink)。典型地，选择具有低ON电阻(Ron)和高OFF电阻(Roff)的通道FETs(pass through FETs)。低Ron使得信号几乎没有损失或不受FET所引起的影响地通过FET。 
对于FET，Ron是栅源电压Vgs的函数。随着Vgs增加，同样增加的FET沟道尺寸减小了FET的Ron。因此，Ron与Vgs呈相反关系。当然，为了作为通道FET的高效操作，Vgs能够仅增加到栅氧化层击穿电压或者其他FET的最大推荐操作电压。这样设置了Vgs可设置多高的上限。由于典型地需要低Ron，用作通道开关器件的FET应该具有设置为微低于其栅氧化层击穿电压的Vgs。 
Vgs，作为栅源电压，同时依赖于栅极电压和源电压，特别地，栅极电压与源电压之间的差值。在作为通道开关器件的FET中，栅极电压被控制而源电压未被控制。控制栅极电压从而设置FET为ON(例如导通状态)或OFF(例如非导通状态)。然而，源电压基于源自信号源的电压，因而是未控制的。例如，当FET为ON时，源电压实质上等于传入FET源极的信号电压(此处为“输入信号”)。因此，当FET为ON时由于栅极电压被设置为常数值，Vgs会相应于输入信号的变化而改变。 
这种Vgs的变化引起了用于FET的Ron相应变化。为了减小Vgs的变化，设计电路使得FET的栅极电压跟随输入信号的电压变化。这些电路使用非开关 放大器(例如A类、B类、AB类放大器)以产生用于FET的可调整栅极电压。典型地配置这些非开关放大器从而使得栅极电压连续地跟随输入电压(例如以模拟方式)。因此，这些电路典型地产生输入信号的全部电压摆幅(voltage swing)，包括“常数”交流(AC)输入信号中的电压摆幅(例如AC信号具有常数共模)。就是说，在这些电路中“常数”AC输入信号会导致栅极电压变化从而使得随着AC输入信号从高到低摆动Vgs实质上仍为常数。 
实用新型内容
此外，本实用新型已经意识到开关放大器(例如D类放大器、电荷泵)能够用于产生用于用作通道开关器件的FET的动态控制栅极电压。开关放大器较之非开关放大器可产生更高效的栅极电压。在示例中，为了维持用于FET的Ron处于期望范围内，开关放大器可以控制栅极电压。为维持Ron处于期望范围内，可以在两个或多个离散电平之间调整FET的栅极电压。例如，当FET为ON时，可以基于FET的输入信号的共模电压，在两个或多个离散电平之间动态调整栅极电压。当共模电压增加时(例如高于阈值)，FET的栅极电压可以设置为较高的离散电平。相反，当共模电压减小时，FET的栅极电压可以设置为较低的离散电平。 
本实用新型提供了一种晶体管控制电路，用于提供从源到汇点的信号，该电路包括： 
具有导通状态和非导通状态的场效应晶体管，所述场效应晶体管具有栅极、源极和漏极； 
第一比较器，被配置成比较所述场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压以及基于所述源电压和所述第一参考电压之间的差值提供第一输出；以及 
开关放大器，被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加同所述第一比较器的第一输出成函数关系的栅极电压。 
本实用新型还提供了一种晶体管控制***，用于提供从源到汇点的信号， 包括： 
第一场效应晶体管，具有栅极、源极和漏极，所述第一场效应晶体管被配置成提供从源到汇点的第一信号； 
第二场效应晶体管，具有栅极、源极和漏极，所述第二场效应晶体管被配置成提供从源到汇点的第二信号； 
第一比较器，被配置成基于所述第一场效应晶体管的源极处的源电压和第一参考电压之间的差值提供第一输出； 
第二比较器，被配置成基于所述第二场效应晶体管的源极处的源电压和第一参考电压之间的差值提供第二输出； 
逻辑元件，被配置成接收第一输出和第二输出并提供第三输出；以及 
开关放大器，被配置成向第一场效应晶体管的栅极以及第二场效应晶体管的栅极施加同第三输出成函数关系的第一栅极电压。 
这个概述的目的是提供本专利申请主题的一个概述。其目的不是对本实用新型全部或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请进一步的信息。 
附图说明
在附图中，其不必按比例示出，不同图中的相似附图标记可描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同实施例。附图以举例的方式大体展示本文件讨论的变化实施例，但是并非用于限制本申请。 
图1大体示出了用于多电平控制传输晶体管栅极电压的示例***； 
图2大体示出了用于多电平控制传输晶体管栅极电压的其他示例***； 
图3大体示出了用于图1和2中任一***的开关放大器示例； 
图4大体示出了通道FET的ON电阻相对于输入信号的共模电压的曲线示例图。 
具体实施方式
图1示出了用于将信号从信号源102选择地连接到汇点104的***100的 示例。开关器件106用于控制信号是否从该信号源102连接到汇点104。该开关器件可包括配置为通道开关器件的FET 108。在一个实施例中，该FET 108可包括连接到该信号源102并接收来自信号源102的输入信号的源极。该FET 108的漏极可与汇点104连接。在该FET 108栅极处的电压可用于控制该FET 108是为ON从而使得来自该信号源102的输入信号连接到汇点104还是为OFF从而使得输入信号没有连接到汇点104。在一个实施例中，该FET 108是增强模式器件。因此，当0V(例如接地)施加到栅极时，该FET 108为OFF，且施加正电压从而设置该FET 108为ON。为了设置该FET 108为ON，该栅极电压应该足够大从而提供一个使该FET 108处于导通状态的Vgs电压。 
该FET 108的栅极电压可由开关放大器110产生。因为在这个实施例中，该栅极电压设置为接地从而设置该FET 108为OFF，该开关放大器110不必产生设置FET 108为OFF的电压。然而，该开关放大器110能够配置为产生设置该FET 108为ON的正栅极电压。在一个实施例中，该开关放大器110能够配置为产生设置FET 108为ON的两个以上离散栅极电压电平。这些离散栅极电压电平可用于调整基于该FET 108输入信号电压电平的栅极电压。在一个实施例中，该离散栅极电压电平可用于在输入信号的电压电平变化时，将FET 108的Vgs维持在期望范围内。基于FET 108的Ron或ON电容(Con)的期望范围，Vgs可以维持在期望范围内。在一个实施例中，Vgs可以维持在一个期望范围内从而维持Ron处于FET 108的最小电阻范围内。 
在一个实施例中，可以基于FET 108的Vgs的期望范围确定优化的Vgs。例如，如果用于输入信号的典型电压范围是已知的，可以确定一个所需的Vgs使得用于输入信号的典型电压范围得到实现期望Ron范围(例如低Ron)的Vgs范围。在一个实施例中，输入信号是一个具有1伏电压摆幅(例如从-0.5伏到0.5伏摆动)的AC信号。选择一个所需的Vgs从而使得1伏摆幅的输入信号保持在一个低Ron范围内。例如，如果FET 108的栅氧化层击穿电压是5.5伏，为实现1伏摆幅的低Ron电阻，所需的Vgs可为4.3伏。因此，可设置该FET 108的栅极电压使得输入信号的共模电压得到4.3伏的Vgs。因而，对于具有0伏 共模电压的输入信号，栅极电压可设置为4.3伏。设置栅极电压为4.3伏会得到在3.8-4.8伏之间摆动的Vgs。因此，栅极电压设置可以将Vgs平稳地维持于栅氧化层击穿电压之下且同时还将Ron维持在一个期望(例如低)范围内。可以理解此处的电压值仅是示例性的，且可以使用其他的电压。 
当输入信号的共模电压为非零时为了实现所需的Vgs，可以相应地设置栅极电压。例如，如果输入信号具有2.5伏共模电压和1伏摆幅。栅极电压可设置为7.8伏从而在共模电压处实现4.3伏的Vgs。 
在一个实施例中，输入信号可具有不同状态且每个状态可具有不同的共模电压。例如，在第一状态中输入信号可包括一个信号，如前面所述，具有2.5伏共模电压和1伏点电压摆幅。在第二状态中输入信号可包括0伏的直流(DC)信号(例如信号源102没有提供信号时)。由于第一状态和第二状态的输入信号电压显著不同，如果栅极电压保持稳定，从第一状态到第二状态Vgs会大幅度地改变。并且，如果采用前面表述的实施例，当输入信号处于第二状态时，栅极电压设置为7.8伏且栅氧化层击穿电压为5.5伏，则FET 108的Vgs会超过栅氧化层击穿电压。 
因此，在一个实施例中，为了实现用于输入信号不同状态的所需的Vgs，可以基于输入信号状态，在多个(例如N)离散电压电平之间调整栅极电压。因而，采用前面实施例，当输入信号处于第二状态(0伏DC)时，为了实现4.3伏所需要的Vgs，栅极电压可设置为4.3伏。在一个实施例中，可采用多于两个离散电压电平以维持FET 108的Vgs在一个期望范围内。因此，可对于任意数量的不同输入信号状态调整***100。 
在一个实施例中，可采用输入信号共模电压的逻辑元件111可被用于确定施加到FET 108的栅极的离散电压电平。例如，比较器112可用于比较输入信号的共模电压与参考电压114。基于这个比较，该比较器112可输出第一信号和第二信号中的一个到开关放大器110。基于第一信号或第二信号是否被接收，该开关放大器110产生的栅极电压可被调整。采用前面描述的实施例，参考电压可设置为4.0伏。当输入信号的共模电压设置为高于4.0伏，该开关放大器 110可设置为产生7.8伏的栅极电压。当输入信号的共模电压设置为低于4.0伏，该开关放大器110可设置为产生4.3伏的栅极电压。因此，基于输入信号共模电压，该开关放大器110可设置为产生两个离散栅极电压电平。 
在这些实施例中，由于该开关放大器110配置为产生离散电压电平，该开关放大器110可配置为用作DC-DC转换器，可产生用于施加到FET 108栅极的多个离散DC电压。像这样，在一些实施例中，该开关放大器110可包括下述就图3所提及的电荷泵。 
在一个实施例中，该开关放大器110可配置为产生多于两个的离散栅极电压电平。这可由基于前面描述的方式实现。然而，为了采用多于两个的离散栅极电压电平控制开关放大器110，可以采用多于一个的电压阈值。多个阈值电平可由数个方式实现。在一个实施例中，可以采用多个比较器且每个比较器能将输入信号的共模电压与不同参考电压比较。在其他实施例中，一个或多个比较器可具有在不同时间连接至其上的不同参考电压。在一个实施例中，高阻值电阻器116可用于去除输入信号中的比较器112的电容。 
图2示出了一个具有用于切换信号源102和汇点104之间的多个输入信号的多个FETs 108A、108B的示例***200。在这个实施例中，该开关放大器110为两个FETs 108A、108B提供相同的栅极电压。在这实施例中，该***200配置为确保基于输入信号的共模电压调整每个FET 108A、108B的Vgs同时确保每个FET 108A、108B的栅氧化层击穿电压未被超过。因此，在这个实施例中，两个比较器112A、112B可用于将每个输入信号与参考电压114相比较。比较器112A、112B的输出是逻辑OR’d 202从而使得当任一输入信号的共模电压降到低于参考电压时，该开关放大器110设置为产生一个更低的(例如4.3伏)FETs 108A、108B的栅极电压。在其他实施例中，***200可被配置为在不同模式下运作，例如，当输入信号中的共模电压高于参考电压时而另一个的低于参考电压时，***200可配置为维持更高的栅极电压(例如7.8伏)；而当两个输入信号的共模电压均低于参考电压时，栅极电压设置的更低。在其他实施例中，可以采用其他标准确定栅极电压电平的设置，包括如前面提到的多个不同 参考电压。另外，在一些的实施例中，***200可扩展地包括多于两个的信号线和多于两个的FETs 108。在一些实施例中，每一个FETs 108可具有类似的特征从而使得它们可采用类似的阈值电压开关。类似于***100，高阻值电阻器116A、116B可用于去除输入信号中的比较器112A、112B的电容。 
图3示出了图1和2中***100或200中任一个的开关放大器110示例。在这个实施例中，该开关放大器110包括配置为向FET 108提供两个离散栅极电压电平的两级电荷泵。该第一级，通常在302示出，可产生两个离散栅极电压电平中较低的一个。采用前面描述的实施例，该第一级302可配置成产生4.3伏的栅极电压电平。该第二级，通常在304示出，可产生两个离散栅极电压电平中较高的一个。再次采用前面描述的实施例，该第二级304可配置为产生7.8伏。在这个实施例中，该第二级304可配置为接收来自该第一级302的较低电压(4.3伏)并将较低电压提高到较高电压(7.8伏)。因此，两级302、304可用于产生较高电压同时仅使用该第一级302产生较低电压。开关306可配置为选择性地绕过第二级304且因此控制来自开关放大器110的输出电压是在较低还是较高电压电平。在一个实施例中，该开关306可配置为接收来自比较器112的信号以设置该开关306为关闭(绕过第二级304)或打开(使能第二级304)。应如所理解的，例如利用多于两级的图3的示例开关放大器110可扩展为产生多于两个的离散电压电平。在此外其他的实施例中，单级电荷泵可用于产生两个或更多的用于开关放大器的离散电压电平。这里，利用单级电荷泵，可调整电荷泵中的飞电容(flying capacitor)运行周期从而产生不同电压。仍旧在其他实施例中，利用电荷泵，可使用其他方法产生多个离散电压电平。而且，在一些实施例中，采用其他类型的开关放大器(例如D类放大器)可产生多个离散电压电平。 
图4示出了图示FET 108的Ron 402相对于***100中FET 108的输入信号的共模电压404的示例曲线图400。曲线图400示出了基于输入信号的共模电压404，施加两个离散栅极电压到FET 108上的效果。假设栅极电压为常数，随着共模电压404的增加，相应地FET 108的Vgs减小且FET 108的Ron 402 增加。这在曲线图400中大体指数增长的曲线中示出。 
如在曲线图400中示出的，随着共模电压从0伏增加到1伏，Ron 402逐步增加同时栅极电压具有施加其上的较低离散电压电平。Ron的增加相应于Vgs从4.3伏到3.3伏的减小。 
在这个实施例中，然而，当共模电压刚好达到超过1伏，达到参考电压114且栅极电压增加到较高的离散电压电平(例如5.3伏)。这种栅极电压电平的增加将Vgs往回增加至4.3伏。相应地，Ron 402往回减小至约4.1欧。然后，随着共模电压404从1伏持续增加到4伏，相应地Vgs从4.3伏减小至1.3伏且Ron增加。 
正如从曲线图400所看到的，跨过不同的共模电压，利用多个离散电压电平可帮助维持Ron 402在一个期望范围内(例如在低阻值)。因而，例如通过设置栅极电压为两个离散电平中较低值，在0到0.5伏的共模电压范围内可维持Ron 402在低值，并且通过设置栅极电压为两个离散电平中较高值，在1.5-3.0伏的共模电压范围内也可维持Ron 402在低值。在一个实施例中，当输入信号具有超过零的共模电压时，此处所描述的***对于高速通信链中的开关尤其有益。 
附加说明 
在实施例1提供了一种电路，用于提供从源到汇点的信号。该电路包括具有导通状态和非导通状态的场效应晶体管，该场效应晶体管具有栅极、源极和漏极。第一比较器可配置为基于该场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压之间的差值提供第一输出。开关放大器可配置为向该场效应晶体管的栅极施加同该第一比较器的第一输出成函数关系的第一栅极电压。 
在实施例2中，实施例1中的源电压可选地等于第一参考电压，并且第一栅极电压可选地设置为第一参考电压与场效应晶体管所需的Vgs电压之和。 
在实施例3中，在实施例1和实施例2的任一个或多个中的第一比较器可选地配置为比较源极处的共模电压与第一参考电压。 
在实施例4中，当源电压低于第一参考电压时，来自实施例1-3的任一个 或多个中的第一比较器的第一输出可选地包括第一信号以及当源电压高于第一参考电压时，包括第二信号，其中第一信号引起施加到栅极的第二栅极电压以及第二信号引起施加到栅极的第一栅极电压，其中第一栅极电压高于第二栅极电压。 
在实施例5中，实施例4的第二栅极电压可选地为场效应晶体管所需的Vgs，提供低ON电阻，以及其中第一栅极电压可选地为提供低ON电阻的Vgs电压与第一参考电压之和。 
在实施例6中，当比较器输出第一信号时，实施例5的开关放大器可选地配置成将输入电压转换为第二栅极电压以及当比较器输出第二信号时，将输入电压转换为第一栅极电压。 
在实施例7中，当第一比较器输出第二信号时，实施例4-6的任一个或多个中的比较器可选地配置成被调整为比较第二参考电压与源电压，其中第二参考电压高于第一参考电压，从而使得当源电压高于第二参考电压时，第三栅极电压配置为施加到栅极，第三栅极电压高于第一栅极电压。 
在实施例8中，实施例4-7的任一个或多个中的开关放大器可选地包括配置成提供实质上等于场效应晶体管所需的Vgs电压的第二栅极电压的第一电荷泵级。实施例4-7的任一个或多个中的开关放大器也可选地包括配置成提供第一栅极电压的第二电荷泵级。当比较器输出第一信号时，实施例4-7的任一个或多个中的开关放大器还可选地包括配置成绕过第二电荷泵级的开关，以及当比较器输出第二信号时，将第二栅极电压连接到第二电荷泵级并且将来自第二电荷泵级的第一栅极电压连接到场效应晶体管的栅极，从而使得第二电荷泵级配置成将第二栅极电压转换为第一栅极电压。 
在实施例9中，实施例1-8的任一个或多个中的电路可选地包括第二比较器，基于源电压与第三参考电压之间的差值提供第二输出，第三参考电压高于第一参考电压，其中当源电压高于第三参考电压时，高于第一栅极电压的第四栅极电压被施加到栅极。 
在实施例10提供一种方法，该方法采用具有栅极、源极和漏极的场效应晶 体管提供从源到汇点的信号。该方法可包括比较场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压。当源电压低于第一参考电压时，这个方法还可包括将第一栅极电压施加到场效应晶体管的栅极。当源电压高于第一参考电压时，这个方法可包括将第一电荷泵处的输入电压转换为施加到场效应晶体管栅极的第二栅极电压，其中第二栅极电压高于第一栅极电压。 
在实施例11中，实施例10的第一栅极电压可选地等于用于配置成场效应晶体管所需的Vgs电压，Vgs电压配置为提供低ON电阻。 
在实施例12中，对于场效应晶体管，实施例10和11的任一个或多个中的第二栅极电压可选地等于第一参考电压与场效应晶体管所需的Vgs电压之和，Vgs电压配置成为场效应晶体管提供低ON电阻。 
在实施例13中，实施例10-12的任一个或多个中的比较可选地包括将源极处的共模电压与第一参考电压比较。 
在实施例14中，实施例10-13的任一个或多个中的应用可选地包括将第一电荷泵的输入电压转换为第一栅极电压。 
在实施例15中，当源电压高于第一参考电压时，实施例10-14的任一个或多个中的方法可选地包括比较源电压与第二参考电压，其中第二参考电压高于第一参考电压。当源电压高于第二参考电压时，实施例10-14的任一个或多个中的方法可选地包括向栅极施加第三栅极电压，第三栅极电压高于第一栅极电压。 
在实施例16中，当源电压高于第一栅极电压时，实施例10-15的任一个或多个中的方法可选地包括将第二电荷泵处的输入电压转换为第三栅极电压。 
在实施例17提供一种电路，用于提供从源到汇点的信号。该电路可包括具有第一栅极、第一源极和第一漏极的第一场效应晶体管，该第一场效应晶体管配置成提供从源到汇点的第一信号。该电路还包括具有第二栅极、第二源极和第二漏极的第二场效应晶体管，该第二场效应晶体管配置成提供从源到汇点的第二信号。该电路还可包括配置成基于第一场效应晶体管的第一源极处的源电压与第一参考电压之间的差值提供第一输出的第一比较器。该电路还可包括配 置成基于第二场效应晶体管的第二源极处的源电压与第一参考电压之间的差值提供第二输出的第二比较器。该电路还可包括一个或多个配置成接收第一输出和第二输出以及提供第三输出的逻辑元件。该电路还可包括配置成向第一栅极和第二栅极施加同第三输出成函数关系的第一栅极电压的开关放大器。 
在实施例18中，对于第一场效应晶体管，实施例17的第一栅极电压可选地等于第一参考电压与场效应晶体管所需的Vgs电压之和，Vgs电压配置成为场效应晶体管提供低ON电阻，且其中当第一源极处的源电压和第二源极处的源电压都高于第一参考电压时，开关放大器配置成将第一栅极电压施加到第一栅极和第二栅极。 
在实施例19中，当第一源极处的源电压和第二源极处的源电压中的任一个低于第一参考电压时，实施例17和18的任一个或多个中的第二栅极电压可选地配置成被施加到第一栅极和第二栅极，对于第一场效应晶体管，第二栅极电压等于场效应晶体管的Vgs电压，Vgs电压用于配置成为第一场效应晶体管提供低ON电阻。 
在实施例20中，实施例17-19的任一个或多个中的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管可选地具有实质上类似的性质。 
在实施例21中，实施例17-20的任一个或多个中的开关放大器可选地包括第一电荷泵级，第一电荷泵级配置成提供场效应晶体管所需的Vgs电压，Vgs电压提供低ON电阻。实施例17-20的任一个或多个中的开关放大器还可选地包括配置成提供第一栅极电压的第二电荷泵。实施例17-20的任一个或多个中的开关放大器可选地包括一个开关，当逻辑输出一个信号表明第一源极处的源电压或第二源极处的源电压低于第一参考电压时，该开关配置成将第二栅极电压连接到第一栅极和第二栅极，并且当逻辑输出一个信号表明第一源极处的源电压和第二源极处的源电压都高于第一参考电压时，该开关将第二栅极电压连接到第二电荷泵级以及将第一输出电压连接到第一栅极和第二栅极，从而使得第一电荷泵将来自第二电荷泵的输出电压转换为第一栅极电压。 
在实施例22中，***或设备可包括，或可选地被结合到实施例1-21的任 一个或多个中包括的任何部分或同任何部分结合，用于执行实施例1-21功能的任一个或多个的装置，或者当由一个计算机执行时，包括使得计算机执行实施例1-21功能的任一个或多个的指令的一个可读计算机介质。 
上述详细说明书参照了附图，附图也是所述详细说明书的一部分。附图以图解的方式显示了可应用本实用新型的具体实施例。这些实施例在本实用新型中被称作“示例”。这些示例可包括除了那些示出或描述以外的元件。然而，本实用新型也关注了其中那些仅示出或描述的元件被提供的实施例。而且，本实用新型还关注了使用那些已经示出或描述(或其中一个或多个方面)任意结合或排列的实施例，既涉及一个特定实施例(或其中一个或多个方面)，还涉及此处示出或描述的其他实施例(或其中一个或多个方面)。 
本实用新型所涉及的所有出版物、专利及专利文件全部作为本实用新型的参考内容，尽管它们是分别加以参考的。如果本实用新型与参考文件之间存在用途差异，则将参考文件的用途视作本实用新型的用途的补充，若两者之间存在不可调和的差异，则以本实用新型的用途为准。 
在本实用新型中，与专利文件通常使用的一样，术语“一”或“某一”表示包括一个或多个，但其他情况或在使用“至少一个”或“一个或多个”时应除外。在本实用新型中，除非另外指明，否则使用术语“或”指无排他性的或者，使得“A或B”包括：“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在所附权利要求中，术语“包含”和“在其中”等同于各个术语“包括”和“其中”的通俗英语。同样，在下面的权利要求中，术语“包含”和“包括”是开放性的，即，***、装置、物品或步骤包括除了权利要求中这种术语之后所列出的那些元件以外的部件的，依然视为落在该条权利要求的范围之内。而且，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签，并非对对象有数量要求。 
上述说明的作用在于解说而非限制。例如上述示例(或示例的一个或多个方面)可结合使用。可以在理解上述说明书的基础上，利用现有技术的某种常规技术来执行其他实施例。遵照37C.F.R.§1.72(b)的规定提供摘要，允许 读者快速确定本技术公开的性质。提交本摘要时要理解的是该摘要不用于解释或限制权利要求的范围或意义。同样，在上面的具体实施方式中，各种特征可归类成将本公开合理化。这不应理解成未要求的公开特征对任何权利要求必不可少。相反，本实用新型的主题可在于的特征少于特定公开的实施例的所有特征。因此，下面的权利要求据此并入具体实施方式中，每个权利要求均作为一个单独的实施例。应参看所附的权利要求，以及这些权利要求所享有的等同物的所有范围，来确定本实用新型的范围。 

Claims (11)

1.一种晶体管控制电路，用于提供从源到汇点的信号，其特征在于，该电路包括：
具有导通状态和非导通状态的场效应晶体管，所述场效应晶体管具有栅极、源极和漏极；
第一比较器，被配置成比较所述场效应晶体管的源极处的源电压与第一参考电压以及基于所述源电压和所述第一参考电压之间的差值提供第一输出；以及
开关放大器，被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加同所述第一比较器的第一输出成函数关系的栅极电压。
2.根据权利要求1所述的晶体管控制电路，其中，当所述源电压等于所述第一参考电压时，所述栅极电压为所述第一参考电压与所述场效应晶体管所需的栅源电压(Vgs)之和。
3.根据权利要求1所述的晶体管控制电路，其中，当所述源电压低于所述第一参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第一栅极电压；以及
当所述源电压高于所述第一参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第二栅极电压，所述第二栅极电压高于所述第一栅极电压。
4.根据权利要求3所述的晶体管控制电路，其中，当所述源电压高于所述第一参考电压时，所述第一比较器被配置成比较第二参考电压与所述源电压，所述第二参考电压高于所述第一参考电压；以及
当所述源电压高于所述第二参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第三栅极电压，所述第三栅极电压高于所述第二栅极电压。
5.根据权利要求3所述的晶体管控制电路，其中，所述开关放大器包括： 
第一电荷泵级，配置成提供第一栅极电压；
第二电荷泵级，配置成将第一栅极电压转换为第二栅极电压；以及
开关，配置成：
当所述源电压低于所述第一参考电压时，绕过第二电荷泵级；以及
当所述源电压高于所述第一参考电压时，将第一栅极电压连接到所述第二电荷泵级以及将来自所述第二电荷泵级的所述第二栅极电压连接到所述场效应晶体管的栅极。
6.根据权利要求3所述的晶体管控制电路，包括：
第二比较器，被配置成比较所述场效应晶体管的源极处的源电压与第三参考电压并基于所述源电压和所述第三参考电压之间的差值提供第二输出，所述第三参考电压高于所述第一参考电压；以及
其中，当所述源电压高于所述第三参考电压时，所述开关放大器被配置成向所述场效应晶体管的栅极施加第四栅极电压，所述第四栅极电压高于所述第一栅极电压。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的晶体管控制电路，其中，所述第一栅极电压为所需的栅源电压(Vgs)，配置成为所述场效应晶体管提供低ON电阻；以及
所述第二栅极电压为所需的Vgs与所述第一参考电压之和。
8.根据权利要求1所述的晶体管控制电路，其中，所述场效应晶体管的源极处的源电压包括共模电压。
9.一种晶体管控制***，用于提供从源到汇点的信号，其特征在于，该***包括：
第一场效应晶体管，具有栅极、源极和漏极，所述第一场效应晶体管被配置成提供从源到汇点的第一信号；
第二场效应晶体管，具有栅极、源极和漏极，所述第二场效应晶体管被配置成提供从源到汇点的第二信号；
第一比较器，被配置成基于所述第一场效应晶体管的源极处的源电压和第 一参考电压之间的差值提供第一输出；
第二比较器，被配置成基于所述第二场效应晶体管的源极处的源电压和第一参考电压之间的差值提供第二输出；
逻辑元件，被配置成接收第一输出和第二输出并提供第三输出；以及
开关放大器，被配置成向第一场效应晶体管的栅极以及第二场效应晶体管的栅极施加同第三输出成函数关系的第一栅极电压。
10.根据权利要求9所述的晶体管控制***，其中，所述第一栅极电压为所述第一参考电压与所需的栅源电压(Vgs)之和，Vgs被配置成为所述第一场效应晶体管提供低ON电阻；以及
当所述第一和第二场效应晶体管的源极处的源电压高于所述第一参考电压时，所述开关放大器被配置成向第一和第二场效应晶体管的栅极施加第一栅极电压。
11.根据权利要求10所述的晶体管控制***，其中，当所述第一和第二场效应晶体管的源极处的源电压低于所述第一参考电压时，所述开关放大器配置成向所述第一和第二场效应晶体管的栅极施加第二栅极电压，所述第二栅极电压为所需的Vgs电压，被配置成为所述第一场效应晶体管提供低ON电阻。 
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