宽电压范围的模拟开关电路

1.本技术属于模拟电路技术领域，尤其涉及一种宽电压范围的模拟开关电路。


背景技术：

2.目前，模拟开关在接口电路应用中可以用于信号的发送和信号的采集。现有的模拟开关通常采用mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，即mos管进行驱动。
3.在模拟开关开启过程中，通过模拟开关的信号电压通常会在一定范围内进行变化。在通过模拟开关的信号电压发生变化时，mos管中控制端相对于第一端的电压也会发生变化，从而导致mos管的导通状态发生变化。即，在通过的信号电压处于较宽的电压范围时，现有的模拟开关无法保持正常运行状态，从而导致传输的信号发生失真。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种宽电压范围的模拟开关电路，能够解决现有的模拟开关无法在较宽的电压范围内正常工作的技术问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种宽电压范围的模拟开关电路，所述宽电压范围的模拟开关电路包括：
6.开关主体电路，所述开关主体电路包括串联的第一mos管和第二mos管；
7.控制信号调整电路，所述控制信号调整电路的信号输入端连接控制信号，所述控制信号调整电路的信号采集端与所述第一mos管和所述第二mos管的公共节点连接，所述控制信号调整电路的信号输出端与所述第一mos管的控制端以及所述第二mos管的控制端连接；
8.所述控制信号调整电路，用于在接收到第一控制信号时，向所述第一mos管的控制端和所述第二mos管的控制端发送截止信号；在接收到第二控制信号时，对所述第一mos管和所述第二mos管的公共端电压进行自举升压以生成导通信号，并向所述第一mos管的控制端和所述第二mos管的控制端发送所述导通信号，以使所述第一mos管和所述第二mos管的控制端电压高于公共端电压。
9.在一些实施例中，所述控制信号调整电路包括：
10.自举升压电路，所述自举升压电路的控制端连接控制信号，所述自举升压电路的信号输入端与所述第一mos管和所述第二mos管的公共节点连接，所述自举升压电路用于对所述第一mos管和所述第二mos管的公共端电压进行自举升压；
11.信号转换电路，所述信号转换电路的控制端连接控制信号，所述信号转换电路的信号输入端与所述自举升压电路的信号输出端连接，所述信号转换电路用于根据所述控制信号输出截止信号或自举升压后的导通信号；
12.驱动器，所述驱动器的输入端与所述信号转换电路的输出端连接，所述驱动器的输出端与所述第一mos管的控制端以及所述第二mos管的控制端连接，所述驱动器用于提升
所述截止信号和所述导通信号的驱动能力。
13.在一些实施例中，所述自举升压电路包括：
14.第三mos管，所述第三mos管的第一端与高电平信号连接，所述第三mos管的控制端连接控制信号，所述第三mos管用于在接收第一控制信号时导通，在接收第二控制信号时截止；
15.第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第三mos管的第二端连接，所述第一二极管的负极与所述信号转换电路的信号输入端连接；
16.自举电容，所述自举电容的第一端与所述第一二极管的负极连接，所述自举电容的第二端与所述第一mos管和所述第二mos管的公共节点连接；
17.第四mos管，所述第四mos管的第一端与所述自举电容的第二端连接，所述第四mos管的第二端接地，所述第四mos管用于在接收第一控制信号时导通，在接收第二控制信号时截止。
18.在一些实施例中，所述控制信号调整电路还包括：
19.第一非重叠电路，所述第一非重叠电路的输入端连接控制信号，所述第一非重叠电路的第一输出端与所述第三mos管的控制端连接，所述第一非重叠电路的第二输出端与所述第四mos管的控制端连接；
20.所述第三mos管和所述第四mos管其中一个为nmos管，另一个为pmos管；
21.所述第一非重叠电路用于通过两个输出端分别输出所述控制信号的同相信号和所述控制信号的反相信号。
22.在一些实施例中，所述信号转换电路包括：
23.第五mos管，所述第五mos管的第一端与所述第一二极管的负极连接；
24.第六mos管，所述第六mos管的第一端与所述第一二极管的负极连接，所述第六mos管的控制端与所述第五mos管的第二端连接，所述第六mos管的第二端与所述第五mos管的控制端连接；
25.第七mos管，所述第七mos管的第一端与所述第五mos管的第二端连接，所述第七mos管的第二端接地，所述第七mos管的控制端与所述控制信号的同相信号连接；
26.第八mos管，所述第八mos管的第一端与所述第六mos管的第二端连接，所述第八mos管的第二端接地，所述第八mos管的控制端与所述控制信号的反相信号连接；
27.所述驱动器的输入端与所述第六mos管的第二端连接。
28.在一些实施例中，所述信号转换电路还包括：
29.第九mos管，所述第七mos管的第一端通过所述第九mos管与所述第五mos管的第二端连接，所述第九mos管的控制端与高电平信号连接；
30.第十mos管，所述第八mos管的第一端通过所述第十mos管与所述第六mos管的第二端连接，所述第十mos管的控制端与高电平信号连接。
31.在一些实施例中，所述信号转换电路还包括：
32.第十一mos管，所述第九mos管通过所述第十一mos管与所述第五mos管的第二端连接，所述第十一mos管的控制端与所述自举电容的第二端连接；
33.第十二mos管，所述第十mos管通过所述第十二mos管与所述第六mos管的第二端连接，所述第十二mos管的控制端与所述自举电容的第二端连接。
34.在一些实施例中，所述信号转换电路还包括：
35.第十三mos管，所述第十三mos管的第一端与所述第五mos管的第二端连接，所述第十三mos管的第二端与所述第十一mos管的控制端连接，所述第十三mos管的控制端与所述第五mos管的控制端连接；
36.第十四mos管，所述第十四mos管的第一端与所述第六mos管的第二端连接，所述第十四mos管的第二端与所述第十二mos管的控制端连接，所述第十四mos管的控制端与所述第六mos管的控制端连接。
37.在一些实施例中，所述驱动器的第一电源端与所述自举电容的第一端连接，所述驱动器的第二电源端与所述自举电容的第二端连接。
38.在一些实施例中，所述第一mos管的第一端和所述第二mos管的第一端连接；
39.所述宽电压范围的模拟开关电路还包括：
40.电荷补偿电路，所述电荷补偿电路的输入端与所述第一mos管和所述第二mos管的公共节点连接，所述电荷补偿电路的第一输出端与所述第一mos管的第二端连接，所述电荷补偿电路的第二输出端与所述第二mos管的第二端连接，所述电荷补偿电路用于根据所述公共节点的电压确定所述开关主体电路的开启时间和关断时间，并在所述开关主体电路的开启时间内和关断时间内对所述第一mos管的第二端和所述第二mos管的第二端进行电荷补偿。
41.在一些实施例中，所述电荷补偿电路包括：
42.第一比较模块，所述第一比较模块的第一输入端与所述公共节点连接，所述第一比较模块的第二输入端连接第一参考电压，所述第一比较模块用于根据所述公共节点的电压确定所述开关主体电路的开启时间，并在所述开启时间内发送第一脉冲信号；
43.第二比较模块，所述第二比较模块的第一输入端与所述公共节点连接，所述第二比较模块的第二输入端连接第二参考电压，所述第二比较模块用于根据所述公共节点的电压确定所述开关主体电路的关断时间，并在所述关断时间内发送第二脉冲信号；
44.第一逻辑单元，所述第一逻辑单元的第一输入端与所述第一比较模块的输出端连接，所述第一逻辑单元的第二输入端与所述第二比较模块的输出端连接，所述第一逻辑单元用于在接收到所述第一脉冲信号或所述第二脉冲信号时，输出补偿信号；
45.电平转换电路，所述电平转换电路的输入端与所述第一逻辑单元的输出端连接，所述电平转换电路用于对所述补偿信号进行升压；
46.补偿单元，所述补偿单元的输入端与所述电平转换电路的输出端连接，所述补偿单元用于在接收到升压后的补偿信号时，对所述第一mos管的第二端和所述第二mos管的第二端进行电荷补偿。
47.在一些实施例中，所述控制信号包括第一控制信号或第二控制信号，所述第一控制信号为低电平信号，所述第二控制信号为高电平信号；
48.所述第一比较模块包括：
49.比较器，所述比较器的第一输入端与所述公共节点连接，所述比较器的第二端连接第一参考电压，所述比较器用于在所述公共节点的电压大于所述第一参考电压时输出高电平信号；
50.触发器，所述触发器的时钟信号端与所述比较器的输出端连接，所述触发器的输
入端与高电平信号连接，所述触发器的使能端连接控制信号；
51.反相器，所述反相器的输入端与所述触发器的输出端连接；
52.第二逻辑单元，所述第二逻辑单元的第一输入端与所述反相器的输出端连接，所述第二逻辑单元的第二输入端连接控制信号；
53.在所述控制信号由第一控制信号变为第二控制信号时，所述第二逻辑单元的两个输入端接收高电平信号，所述第二逻辑单元的输出端输出第一脉冲信号；
54.在所述公共节点的电压高于所述第一参考电压时，所述比较器输出高电平信号，所述触发器根据时钟信号端的上升沿输出高电平信号，所述第二逻辑单元的第一输入端接收到所述反相器反相后的低电平信号并停止输出第一脉冲信号，所述第一脉冲信号的脉宽为所述开关主体电路的开启时间。
55.在一些实施例中，所述电荷补偿电路还包括：
56.分压电路，所述分压电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端与所述公共节点连接，所述第二电容的第一端接地，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第一比较模块的第一输入端及所述第二比较模块的第一输入端相互连接。
57.在一些实施例中，所述电荷补偿电路还包括：
58.第二非重叠电路，所述第二非重叠电路的输入端与所述第一逻辑单元的输出端连接，所述第二非重叠电路用于通过两个输出端分别输出所述补偿信号的同相信号和所述补偿信号的反相信号；
59.所述电平转换电路包括：
60.第十五mos管，所述第十五mos管的第一端与高电平信号连接；
61.第十六mos管，所述第十六mos管的第一端与高电平信号连接，所述第十六mos管的控制端与所述第十五mos管的第二端连接，所述第十五mos管的控制端与所述第十六mos管的第二端连接；
62.第三电容，所述第十五mos管的第二端通过第三电容与所述补偿信号的同相信号连接；
63.第四电容，所述第十六mos管的第二端通过第四电容与所述补偿信号的反相信号连接；
64.所述第十六mos管的第二端与所述补偿单元的输入端连接。
65.在一些实施例中，所述补偿单元包括：
66.第十七mos管，所述第十七mos管的第一端与高电平信号连接，所述第十七mos管的第二端与所述第一mos管的第二端连接，所述第十七mos管的控制端与所述第十六mos管的第二端连接；
67.第十八mos管，所述第十八mos管的第一端与高电平信号连接，所述第十八mos管的第二端与所述第二mos管的第二端连接，所述第十八mos管的控制端与所述第十六mos管的第二端连接。
68.在一些实施例中，所述电荷补偿电路还包括：
69.参考电压控制mos管，所述参考电压控制mos管的第一端与高电平信号连接，所述参考电压控制mos管的控制端与所述第十六mos管的第二端连接；
70.第一上拉电阻，所述第一上拉电阻的第一端与所述参考电压控制mos管的第二端
连接，所述第一上拉电阻的第二端与所述第一比较模块的第二输入端连接；
71.第一下拉电阻，所述第一下拉电阻的第一端与所述第一上拉电阻的第二端连接，所述第一下拉电阻的第二端接地；
72.第二上拉电阻，所述第二上拉电阻的第二端与所述参考电压控制mos管的第二端连接，所述第二上拉电阻的第二端与所述第二比较模块的第二输入端连接；
73.第二下拉电阻，所述第二下拉电阻的第二端与所述第二上拉电阻的第二端连接，所述第二下拉电阻的第二端接地。
74.与现有技术相比，本技术实施例提供的宽电压范围的模拟开关电路，通过设置控制信号调整电路，控制信号调整电路可以根据接收到的控制信号控制开关主体电路的两个mos管的导通和截止，在两个mos管导通时，控制信号调整电路还可以对两个mos管的公共端电压进行采集，并根据该公共端电压的大小对导通信号的信号电压进行自举升压，以使得两个mos管在导通时，其控制端电压始终大于公共端电压，在输入信号的信号电压处于较宽电压范围时，公共端电压的变化不会影响到mos管的导通状态，并且开关主体电路10的导通电阻平坦，从而保障了宽电压范围的输入信号下mos管的导通稳定性，实现了宽电压范围输入信号的信号传输。
附图说明
75.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
76.图1是本技术一实施例提供的宽电压范围的模拟开关电路的结构示意图；
77.图2是本技术一实施例提供的第一非重叠电路的结构示意图；
78.图3是本技术一实施例提供的高压晶体管和常压晶体管的结构示意图；
79.图4是本技术一实施例提供的控制信号调整电路的结构示意图；
80.图5是本技术另一实施例提供的宽电压范围的模拟开关电路的结构示意图；
81.图6是本技术一实施例提供的电荷补偿电路的结构示意图；
82.图7是本技术另一实施例提供的电荷补偿电路的结构示意图；
83.图8是本技术又一实施例提供的电荷补偿电路的结构示意图；
84.图9是本技术一实施例提供的参考电压电路的结构示意图。
85.附图中：
86.10、开关主体电路；20、控制信号调整电路；30、电荷补偿电路；21、自举升压电路；22、信号转换电路；23、驱动器；24、第一非重叠电路；31、第一比较模块；311、比较器；312、触发器；313、反相器；314、第二逻辑单元；32、第二比较模块；33、第一逻辑单元；34、电平转换电路；35、补偿单元；36、分压电路；37、第二非重叠电路；v
sw
、公共端电压；hv
sw
、控制端电压；sw、控制信号；swp、控制信号的同相信号；swn、控制信号的反相信号；v
rh
、第一参考电压；v
lh
、第二参考电压；m1-m18、第一mos管-第十八mos管；c
bt
、自举电容；d1、第一二极管；c1-c4、第一电容-第四电容；m
rf
、参考电压控制mos管；r
h1
、第一上拉电阻；r
l1
、第一下拉电阻；r
h2
、第二上拉电阻；r
l2
、第二下拉电阻。
具体实施方式
87.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本技术，而不是限定本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术的更好的理解。
88.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
89.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
90.目前，模拟开关在各种电路应用中被广泛使用，以实现信号的发送和采集。由于信号在传输过程中需要携带不同的数据，使得信号的电压通常会在一定的范围区间内进行变化。在信号传输并通过模拟开关时，若信号电压的变化范围过大，将会导致模拟开关中控制端和第一端之间的电压差发生变化，在电压差变化时有可能导致mos管的导通状态发生变化，从而使得信号传输发生故障，导致传输信号发生失真现象。
91.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种宽电压范围的模拟开关电路。下面首先对本技术实施例所提供的宽电压范围的模拟开关电路进行介绍。
92.图1示出了本技术一个实施例提供的宽电压范围的模拟开关电路的结构示意图。宽电压范围的模拟开关电路包括开关主体电路和控制信号调整电路。
93.开关主体电路10包括串联的第一mos管m1和第二mos管m2。
94.控制信号调整电路20包括信号输入端、信号采集端以及信号输出端。信号输入端与控制信号sw连接，信号采集端与第一mos管m1和第二mos管m2的公共节点连接，信号输出端则与第一mos管m1的控制端和第二mos管m2的控制端连接。开关主体电路10的两端分别与输入信号in和输出信号out连接。
95.控制信号sw可以包括第一控制信号或第二控制信号，以控制开关主体电路10的导通和关断。在控制信号调整电路20的信号输入端接收到第一控制信号时，可以通过信号输出端向第一mos管m1的控制端和第二mos管m2的控制端发送截止信号，以使第一mos管m1和第二mos管m2保持截止状态。在第一mos管m1和第二mos管m2均为截止状态时，第一mos管m1和第二mos管m2的公共节点为低电平，则此时控制信号调整电路20的信号采集端采集到的公共端电压v
sw
为低电平。
96.第一mos管m1和第二mos管m2相互连接的一端即为公共端，第一mos管m1的另一端和第二mos管m2的另一端分别为输入信号端和输出信号端。其中，第一mos管m1的另一端可以为输入信号端，也可以为输出信号端。
97.在控制信号sw接收到第二控制信号时，可以通过信号输出端向第一mos管m1的控
制端和第二mos管m2的控制端发送导通信号，以使第一mos管m1和第二mos管m2由截止状态变为导通状态。在第一mos管m1和第二mos管m2导通时，开关主体电路10能够实现信号的传输，第一mos管m1和第二mos管m2的公共端电压v
sw
从低电平逐渐升高至传输的信号的电压值。在公共端电压v
sw
因开关主体电路10导通而升高时，控制信号调整电路20可以对该公共端电压v
sw
进行采集，并通过自举升压的方式对导通信号进行相应的升压处理，以使得第一mos管m1的控制端和第二mos管m2的控制端的控制端电压hv
sw
始终高于公共端电压v
sw
，且控制端电压hv
sw
与公共端电压v
sw
可以保持一定的电压差，从而使得两个mos管能够保持稳定导通。
98.在模拟开关电路的输入信号in的电压的变化范围较宽时，公共端电压v
sw
的变化幅度较大，而根据公共端电压v
sw
的实际电压值对导通信号的信号电压进行自举升压，能够使得两个mos管的控制端电压hv
sw
始终大于公共端电压v
sw
。在mos管稳定导通时，即使输入信号in的信号电压在较宽电压范围内发生变化，也不会影响到mos管的导通状态，从而使得模拟开关电路能够应用于较宽电压范围的信号传输。
99.在本实施例中，控制信号调整电路20可以根据接收到的控制信号sw控制开关主体电路10的两个mos管的导通和截止，在两个mos管导通时，控制信号调整电路20还可以对两个mos管的公共端电压v
sw
进行采集，并根据该公共端电压v
sw
的大小对导通信号的信号电压进行自举升压，以使得两个mos管在导通时，其控制端电压hv
sw
始终大于公共端电压v
sw
，在输入信号in的信号电压处于较宽电压范围时，公共端电压v
sw
的变化不会影响到mos管的导通状态，并且开关主体电路10的导通电阻平坦，从而保障了宽电压范围的输入信号in下mos管的导通稳定性，实现了宽电压范围输入信号in的信号传输。
100.需要说明的是，由于流过模拟开关电路的信号电压的电压范围较宽，为了使得模拟电路能够传输电压较高的信号，可以将第一mos管m1的漏极和第二mos管m2的漏极进行连接，将第一mos管m1的源极与输入信号in连接，将第二mos管m2的源极与输出信号out连接。
101.请参照图2和图4，在一些实施例中，上述控制信号调整电路20可以包括自举升压电路21、信号转换电路22和驱动器23。
102.自举升压电路21的控制端与控制信号sw连接，信号输入端与第一mos管m1和第二mos管m2的公共节点连接，自举升压电路21能够通过信号输入端对公共节点的公共端电压v
sw
进行采样，并在接收到的控制信号sw为第二控制信号时，对公共端电压v
sw
进行自举升压后生成导通信号。
103.上述控制信号调整电路20还可以包括第一非重叠电路24。第一非重叠电路24的输入端与控制信号sw连接，第一输出端输出控制信号的同相信号swp，第二输出端输出控制信号的反相信号swn。自举升压电路21包括两个控制端，两个控制端可以分别与控制信号的同相信号swp以及控制信号的反相信号swn连接。
104.信号转换电路22的控制端与控制信号sw连接，信号转换电路22的输入端与自举升压电路21的信号输出端连接，信号转换电路22可以接收控制信号sw，并根据控制信号sw输出截止信号或导通信号。
105.在信号转换电路22接收到第一控制信号时，可以输出截止信号。在信号转换电路22接收到第二控制信号时，可以将自举升压电路21输出的导通信号进行输出，该导通信号即为根据公共端电压v
sw
进行自举升压后的导通信号。
106.驱动器23的输入端与信号转换电路22的输出端连接，驱动器的输出端与第一mos管m1的控制端和第二mos管m2的控制端连接。驱动器23可以提升信号转换电路22输出的导通信号或截止信号的驱动能力，并将驱动能力增强后的导通信号或截止信号发送至两个mos管的控制端。
107.驱动器23还包括两个电源端，两个电源端可以分别与两个电压信号连接，以在接收到截止信号或导通信号时，根据两个电源端的电压信号对截止信号或导通信号的驱动能力进行增强。
108.可以理解的是，驱动器23还可以包括第一电源端和第二电源端，第一电源端和第二电源端可以分别与自举电容c
bt
的第一端和自举电容c
bt
的第二端连接。驱动器23的两个电源端相当于分别与导通信号和公共节点连接，以接收导通信号的信号电压和公共端电压v
sw
。在公共端电压v
sw
增大时，自举电容c
bt
能够对导通信号进行自举升压，使得驱动器23的两个电源端的电压均同步增大，从而使得驱动器23能够根据两个电源端的电压为导通信号增强驱动能力。
109.截止信号或经过自举升压后的导通信号。即驱动器23在对信号的驱动能力进行增强时，不会改变信号的电压大小。
110.在一些实施例中，上述自举升压电路21可以包括第三mos管m3、第一二极管d1、自举电容c
bt
及第四mos管m4。
111.第三mos管m3的第一端与高电平信号v
ddl
连接，第三mos管m3的控制端与控制信号sw连接，第三mos管m3可以根据接收到的控制信号sw进行导通或截止。在控制信号sw为第一控制信号时，第三mos管m3导通；在控制信号sw为第二控制信号时，第三mos管m3截止。
112.第一二极管d1的正极与第三mos管m3的第二端连接，第一二极管d1的负极与信号转换电路22的信号输入端连接。
113.自举电容c
bt
的第一端与第一二极管d1的负极连接，自举电容c
bt
的第二端则与第一mos管m1和第二mos管m2的公共节点连接。
114.第四mos管m4的第一端与自举电容c
bt
的第二端连接，第四mos管m4的第二端接地，第四mos管m4可以根据接收到的控制信号sw进行导通或截止。在控制信号sw为第一控制信号时，第四mos管m4导通；在控制信号sw为第二控制信号时，第四mos管m4截止。
115.在控制信号sw为第一控制信号时，第三mos管m3和第四mos管m4均导通，此时自举电容c
bt
的第二端和公共节点均通过第四mos管m4接地，则自举电容c
bt
的第二端电压和公共端电压v
sw
为接地电压。自举电容c
bt
的第一端通过第一二极管d1和第三mos管m3接高电平信号。在高电平信号为v
ddl
，第一二极管d1的阈值电压为vd1时，自举电容c
bt
的第二端电压即为v
ddl-vd1。此时，信号转换电路22的信号输入端与自举电容c
bt
的第二端连接，并根据接收到的第一控制信号输出截止信号，以控制第一mos管m1和第二mos管m2截止。
116.在控制信号sw为第二控制信号时，第三mos管m3和第四mos管m4均截止。此时，信号转换电路22的信号输入端与自举电容c
bt
的第二端连接，接收到的电压信号的大小为v
ddl-vd1。信号转换电路22可以将该电压信号作为导通信号发送至驱动器23，并通过驱动器23发送至第一mos管m1的控制端和第二mos管m2的控制端。第一mos管m1和第二mos管m2接收到该导通信号后由截止状态变为导通状态。
117.在输入信号in通过两个mos管进行传输时，公共端电压v
sw
迅速增大至与输入信号
in的信号电压相同。此时自举电容c
bt
的第二端与公共节点连接，自举电容c
bt
的第二端电压的增大量即为输入信号in的信号电压。在第三mos管m3和第四mos管m4截止时，由于第一二极管d1能够限制电流方向，使得自举电容c
bt
的第一端电压耦合抬升。其中，自举电容c
bt
两端的电压抬升幅度相同。即，在公共节点的公共端电压v
sw
增大时，自举电容c
bt
的第一端输出的导通信号相应增大，且电压增大幅度与公共端电压v
sw
的增大幅度相同。
118.在两个mos管截止时，公共端电压v
sw
为接地电压0，此时导通信号的电压为v
ddl-vd1。在两个mos管导通时，公共端电压v
sw
增大为输入信号in的信号电压，此时导通信号的电压相应增大，使得第一mos管m1的控制端与公共端之间的电压差仍保持为v
ddl-vd1，从而使得第一mos管m1在控制端和第一端的电压差保持不变的情况下稳定导通。同样地，第二mos管m2的控制端和第一端电压差也保持不变，使得第二mos管m2稳定导通。
119.请参照一并参照图2和图4，在一些实施例中，上述第一非重叠电路24的输入端与控制信号sw连接，第一输出端与第三mos管m3的控制端连接，第二输出端与第四mos管m4的控制端连接。
120.第三mos管m3和第四mos管m4的其中一个可以为pmos管，另一个可以为nmos管。
121.第一非重叠电路24能够通过两个输出端分别输出控制信号的同相信号swp和控制信号的反相信号swn。
122.在第三mos管m3和第四mos管m4分别接收到同相信号和反相信号时，由于两个mos管分别为pmos管和nmos管，使得两个mos管的开关状态保持同步。即第三mos管m3和第四mos管m4同步导通、同步截止。
123.可以理解的是，为了保障第三mos管m3和第四mos管m4同步导通、同步截止，需要使得两个mos管的控制端接收到的控制信号sw完全相反。通过第一非重叠电路24，能够将一个控制信号sw生成为两个相互反相的控制信号sw，并控制两个mos管进行同步导通或同步截止，从而避免两个mos管中有一个mos管先导通或先截止。
124.需要说明的是，由于第四mos管m4的第一端与公共节点连接，在开关主体电路10开启时，输入信号in会通过公共节点接入第四mos管m4的第一端。为了避免第四mos管m4因输入电压过大而发生损坏，可以设置第四mos管m4为高压晶体管，第三mos管m3则可以设置为常压晶体管，以节省器件成本。高压晶体管和常压晶体管的结构如图3所示。高压晶体管通常为nmos管，则第四mos管m4可以为nmos管，第三mos管m3为pmos管。
125.在第三mos管m3为pmos管、第四mos管m4为nmos管时，第一控制信号可以为低电平信号，第一非重叠电路24可以生成低电平信号的同相信号和反相信号，第三mos管m3接收到低电平信号的同相信号时导通，第四mos管m4接收到低电平信号的反相信号时导通。同样地，第二控制信号可以为高电平信号，第三mos管m3可以在接收到高电平信号的同相信号时截止，第四mos管m4可以在接收到高电平信号的反相信号时截止。
126.在一些实施例中，上述信号转换电路22可以包括第五mos管m5、第六mos管m6、第七mos管m7及第八mos管m8。
127.第五mos管m5的第一端与第一二极管d1的负极连接，第六mos管m6的第一端与第一二极管d1的负极连接，第六mos管m6的控制端与第五mos管m5的第二端连接，第五mos管m5的控制端与第六mos管m6的第二端连接。
128.第七mos管m7的第一端与第五mos管m5的第二端连接，第七mos管m7的第二端接地，
第七mos管m7的控制端与控制信号的同相信号swp连接。
129.第八mos管m8的第一端与第六mos管m6的第二端连接，第八mos管m8的第二端接地，第八mos管m8的控制端与控制信号的反相信号swn连接。
130.第六mos管m6的第二端为信号转换电路22的输出端，第六mos管m6的第二端与驱动器23的输入端连接。
131.在控制信号sw为第一控制信号时，第七mos管m7接收到第一控制信号的同相信号时截止，第八mos管m8接收到第一控制信号的反相信号时导通。此时第六mos管m6的第二端通过第八mos管m8接地，第五mos管m5的控制端接收到接地电压并导通，自举升压电路21输出的导通信号通过第五mos管m5接入第六mos管m6的控制端，使得第六mos管m6截止。此时第六mos管m6的第二端通过第八mos管m8接地，第六mos管m6的第二端电压为0。即驱动器23的输入端接收的信号为低电平信号，驱动器23将该低电平信号发送至第一mos管m1和第二mos管m2的控制端，使得第一mos管m1和第二mos管m2截止。
132.在控制信号sw为第二控制信号时，第七mos管m7导通，第八mos管m8截止。第六mos管m6的控制端通过第七mos管m7接地，第六mos管m6导通。第五mos管m5的控制端、第六mos管m6的第二端以及驱动器23的输入端电压均为导通信号。驱动器23可以将导通信号发送至第一mos管m1和第二mos管m2的控制端，使得第一mos管m1和第二mos管m2导通。
133.可以理解的是，在第一mos管m1和第二mos管m2导通后，公共端电压v
sw
升高至输入信号in的信号电压，此时自举升压电路21可以对导通信号进行自举升压，以使驱动器23的输入端接收到自举升压后的导通信号，并将自举升压后的导通信号发送至第一mos管m1和第二mos管m2的控制端，使得第一mos管m1和第二mos管m2的保持导通状态。
134.在一些实施例中，上述信号转换电路22还可以包括第九mos管m9和第十mos管m10。
135.第七mos管m7的第一端通过第九mos管m9与第五mos管m5的第二端连接，第九mos管m9的控制端与高电平信号v
ddl
连接。
136.第八mos管m8的第一端通过第十mos管m10与第六mos管m6的第二端连接，第十mos管m10的控制端与高电平信号v
ddl
连接。
137.第九mos管m9的控制端和第十mos管m10的控制端可以与高电平信号连接，该高电平信号可以为第三mos管m3的第一端的高电平信号。
138.第九mos管m9和第十mos管m10可以为高电平导通的mos管。在高电平信号正常时，第九mos管m9和第十mos管m10正常导通。
139.在高电平信号发生异常时，第九mos管m9和第十mos管m10截止，从而在高电平信号发生异常时停止信号转换电路22的信号输出。
140.在一些实施例中，上述信号转换电路22还可以包括第十一mos管m11和第十二mos管m12。
141.第九mos管m9通过第十一mos管m11与第五mos管m5的第二端连接，第十一mos管m11的控制端与自举电容c
bt
的第二端连接。
142.第十mos管m10通过第十二mos管m12与第六mos管m6的第二端连接，第十二mos管m12的控制端与自举电容c
bt
的第二端连接。
143.第十一mos管m11和第十二mos管m12的控制端均与自举电容c
bt
的第二端连接，即第十一mos管m11和第十二mos管m12的控制端接收公共端电压v
sw
。
144.第十一mos管m11和第十二mos管m12可以为低电平导通的mos管，在公共端电压v
sw
为接地电压时，第十一mos管m11和第十二mos管m12正常导通。
145.在公共端电压v
sw
提升至输入信号in的信号电压时，可以使得第十一mos管m11和第十二mos管m12截止，此时第六mos管m6的第二端电压为自举升压后的导通信号，使得第五mos管m5截止，驱动器23的输入端能够接收自举升压后的导通信号，并控制第一mos管m1和第二mos管m2保持导通。
146.在一些实施例中，上述信号转换电路22还可以包括第十三mos管m13和第十四mos管m14。
147.第十三mos管m13的第一端与第五mos管m5的第二端连接，第十三mos管m13的第二端与第十一mos管m11的控制端连接，第十三mos管m13的控制端与第五mos管m5的控制端连接。
148.第十四mos管m14的第一端与第六mos管m6的第二端连接，第十四mos管m14的第二端与第十二mos管m12的控制端连接，第十四mos管m14的控制端与第六mos管m6的控制端连接。
149.第十三mos管m13与第五mos管m5分别为pmos管和nmos管，第五mos管m5和第十三mos管m13可以在控制端接收相同电压时保持状态相反。在第五mos管m5截止时，第十三mos管m13导通，从而使得第六mos管m6和第十四mos管m14的控制端接收到公共端电压v
sw
。此时第六mos管m6导通，第十四mos管m14截止。
150.同样地，第十四mos管m14与第六mos管m6可以分别为pmos管和nmos管，在控制端接收相同信号时保持状态相反。
151.请参照图5，在一些实施例中，第一mos管m1的第一端和第二mos管m2的第一端连接，即第一mos管m1的第一端和第二mos管m2的第一端为公共节点，第一mos管m1的第二端和第二mos管m2的第二端可以分别为输入信号端和输出信号端。
152.上述宽电压范围的模拟开关电路还可以包括电荷补偿电路30，电荷补偿电路30的输入端与第一mos管m1和第二mos管m2的公共节点连接，电荷补偿电路30的第一输出端与第一mos管m1的第二端连接，电荷补偿电路30的第二输出端与第二mos管m2的第二端连接。
153.电荷补偿电路30能够通过输入端获取公共节点的公共端电压v
sw
，并根据公共端电压v
sw
的抬升时间确定开关主体电路10的开启时间。同样地，在开关主体电路10断开时，电荷补偿电路30能够根据公共端电压v
sw
的下降时间确定开关主体电路10的关断时间。
154.在开关主体电路10的开启时间内和关断时间内，电荷补偿电路30能够对第一mos管m1的第二端和第二mos管m2的第二端进行电荷补偿。
155.在本实施例中，通过电荷补偿电路30对公共端电压v
sw
进行检测，能够确定开关主体电路10的开启时间和关断时间，并在开启时间和关断时间内进行电荷补偿。在开启上升沿结束或者关断下降沿结束后，电荷补偿电路30能够立即停止电荷补偿，从而减少开关主体电路10的电荷注入量，避免电荷注入对输入信号in产生影响，保障了输入信号in在信号传输过程中的准确度。
156.请参照图6，在一些实施例中，上述电荷补偿电路30可以包括第一比较模块31、第二比较模块32、第一逻辑单元33、电平转换电路34及补偿单元35。
157.第一比较模块31的第一输入端与公共节点连接，第一比较模块31的第二输入端连
接第一参考电压v
rh
，第一比较模块31可以根据接收到的公共节点的电压确定开关主体电路10的开启时间，并在开启时间内输出第一脉冲信号gtr。
158.第二比较模块32的第一输入端与公共节点连接，第二比较模块32的第二输入端连接第二参考电压v
lh
，第二比较模块32可以根据公共节点的电压确定开关主体电路10的关断时间，并在关断时间内发送第二脉冲信号gtf。
159.第一逻辑单元33的第一输入端与第一比较模块31的输出端连接，第二输入端则与第二比较模块32的输出端连接。第一逻辑单元33可以在接收到第一脉冲信号gtr时或接收到第二脉冲信号gtf时，输出补偿信号。例如，第一逻辑单元33可以是或门。
160.电平转换电路34的输入端与第一逻辑单元33的输出端连接，电平转换电路34的输出端与补偿单元35的输入端连接，电平转换电路34可以对补偿信号进行升压。补偿信号为低压域的电压信号，通过电平转换电路34可以将补偿信号由低压域转换为高压域信号。其中，该电平转换电路34可以为电容型电平转换电路34。
161.补偿单元35可以在接收到升压后的补偿信号时，对第一mos管m1的第二端和第二mos管m2的第二端进行电荷补偿。
162.由于补偿单元35仅在开关主体电路10的开启时间和关断时间内接收到升压后的补偿信号，补偿单元35仅在开关主体电路10的开启时间和关断时间内对第一mos管m1和第二mos管m2进行电荷注入补偿，从而能够在开关主体电路10的开启和关闭时尽可能地减小注入电荷，从而保障了输入信号in在经过模拟开关电路时的信号准确性。
163.请参照图8，在一些实施例中，上述控制信号sw可以包括第一控制信号或第二控制信号，第一控制信号为低电平信号，第二控制信号为高电平信号。第一比较模块31可以包括比较器311、触发器312、反相器313及第二逻辑单元314。
164.比较器311的第一输入端与公共节点连接，比较器311的第二端连接第一参考电压v
rh
，触发器312的时钟信号端与比较器311的输出端连接，触发器312的输入端与高电平信号v
ddl
连接，触发器312的使能端连接控制信号sw，反相器313的输入端与触发器312的输出端连接，第二逻辑单元314的第一输入端与反相器313的输出端连接，第二逻辑单元314的第二输入端连接控制信号sw。
165.比较器311可以接收公共节点的电压和第一参考电压v
rh
，并在公共节点的电压大于第一参考电压v
rh
时输出高电平信号。第二逻辑单元314可以为与门，触发器312可以为d触发器。第一参考电压v
rh
可以设置为0.9倍的公共端电压v
sw
。
166.在控制信号sw为第一控制信号，即开关主体电路10的两个mos管未导通时，第二逻辑单元314的第二输入端接收低电平信号，此时第二逻辑单元314不输出脉冲信号。触发器312的使能端接收低电平信号，触发器312不工作。
167.控制信号sw由第一控制信号变为第二控制信号时，开关主体电路10的第一mos管m1和第二mos管m2接收到导通信号并导通，使得公共节点的电压逐渐升高至输入信号in的信号电压。在公共节点的电压升高至大于第一参考电压v
rh
之前，比较器311输出低电平信号，触发器312此时输出的低电平信号经过反相器313生成高电平信号。即第二逻辑单元314的第一输入端接收高电平信号。
168.而第二逻辑单元314的第二输入端此时接收第二控制信号，第二控制信号为高电平信号，则第二逻辑单元314在两个输入端均接收到高电平信号时，可以输出第一脉冲信号
gtr。
169.在公共节点的电压高于第一参考电压v
rh
时，比较器311输出高电平信号，触发器312的时钟信号端接收到该高电平信号的上升沿后，可以通过输出端输出翻转信号，即高电平信号。该高电平信号经过反相器313生成低电平信号后，使得第二逻辑单元314的第一输入端接收低电平信号。第二逻辑单元314在存在一个输入端为低电平信号时，停止输出第一脉冲信号gtr。
170.可以理解的是，在开关主体电路10断开时，第二逻辑单元314不输出脉冲信号；在开关主体电路10导通，且公共节点的电压未提升至第一参考电压v
rh
时，第二逻辑单元314输出第一脉冲信号gtr；在公共节点的电压提升至大于第一参考电压v
rh
时，第二逻辑单元314不输出第一脉冲信号gtr。即，在公共节点的电压从开始提升的时间节点至电压提升至大于第一参考电压v
rh
的时间节点之间，第二逻辑单元314可以输出第一脉冲信号gtr，从而通过第一脉冲信号gtr的脉宽来表示开关主体电路10的开启时间。
171.同样地，为了通过第二比较模块32在开关主体电路10的关闭时间内输出第二脉冲信号gtf，第二比较模块32可以包括比较器311、触发器312及第二逻辑单元314。
172.第二比较模块32可以在开关主体电路10断开时输出第二脉冲信号gtf，并在检测到公共节点的电压低于第二参考信号时停止输出第二脉冲信号gtf，以通过第二脉冲信号gtf的脉宽来表示开关主体电路10的关断时间。
173.请参照图7，在一些实施例中，上述电荷补偿电路30可以包括分压电路36，分压电路36可以包括第一电容c1和第二电容c2，第一电容c1的第一端与公共节点连接，第二电容c2的第一端接地，第一电容c1的第二端、第二电容c2的第二端、第一比较模块31的第一输入端及第二比较模块32的第一输入端相互连接。
174.由于开关主体电路10导通时，公共节点的电压将会提升至输入信号in的信号电压，在输入信号in的信号电压为宽电压范围时，通过设置由第一电容c1和第二电容c2组成的分压电路36，能够将公共节点的电压由高圧域转换为低压域。通过分压电路36，可以将公共端电压v
sw
转换为v
swl
，从而避免输入信号in的信号电压过高时，对电荷补偿电路30中的各个元件造成损坏。
175.请继续参照图7，在一些实施例中，上述电荷补偿电路30还可以包括第二非重叠电路37。第二非重叠电路37的输入端与第一逻辑单元33的输出端连接。
176.第二非重叠电路37可以接收第一逻辑单元33输出的补偿信号，并通过两个输出端分别输出补偿信号的同相信号rf
btp
和补偿信号的反相信号rf
btn
。
177.电平转换电路34可以包括第十五mos管m15、第十六mos管m16、第三电容c3及第四电容c4。
178.第十五mos管m15的第一端与高电平信号v
cc
连接，第十六mos管m16的第一端与高电平信号v
cc
连接，第十六mos管m16的控制端与第十五mos管m15的第二端连接，第十五mos管m15的控制端与第十六mos管m16的第二端连接，第十五mos管m15的第二端通过第三电容c3与补偿信号的同相信号rf
btp
连接，第十六mos管m16的第二端通过第四电容c4与补偿信号的反相信号rf
btn
连接，第十六mos管m16的第二端与补偿单元35的输入端连接。
179.在静止状态下，第十五mos管m15的第一端和第十六mos管m16的第一端与高电平信号连接，第十五mos管m15和第十六mos管m16导通，第三电容c3的第一端电压和第四电容c4
的第一端电压均为高电平信号的信号电压。
180.在补偿信号变为高电平信号时，补偿信号的反相信号rf
btn
由高电平拉低为低电平，第四电容c4在一端电压由高拉低时，与第十六mos管m16连接的另一端电压同样由高电平信号耦合拉低为低电平信号。第十五mos管m15的控制端此时接收到低电平信号而导通，第十五mos管m15的第二端此时为高电平信号，使得第十六mos管m16截止。在第十六mos管m16的第二端电压被耦合拉低为低电平时。此时补偿单元35的输入端接收该低电平信号并对第一mos管m1的第二端和第二mos管m2的第二端进行电荷补偿。
181.在补偿信号变为低电平信号时，补偿信号的反相信号rf
btn
由低电平拉高为高电平，此时第十六mos管m16的第二端电压同样被耦合拉高为高电平信号，补偿单元35的输入端接收该高电平信号时即可停止对第一mos管m1的第二端和第二mos管m2的第二端进行电荷补偿。
182.在一些实施例中，上述补偿单元35可以包括第十七mos管m17及第十八mos管m18。
183.第十七mos管m17的第一端与高电平信号v
cc
连接，第十七mos管m17的第二端与第一mos管m1的第二端连接，第十七mos管m17的控制端与第十六mos管m16的第二端连接。第十八mos管m18的第一端与高电平信号v
cc
连接，第十八mos管m18的第二端与第二mos管m2的第二端连接，第十八mos管m18的控制端与第十六mos管m16的第二端连接。
184.第十七mos管m17和第十八mos管m18可以为pmos型晶体管，在接收到低电平信号时导通，接收高电平信号时截止。
185.在第十六mos管m16的第二端电压为低电平信号时，第十七mos管m17和第十八mos管m18导通，并分别为第一mos管m1的第二端和第二mos管m2的第二端注入电荷。在第十六mos管m16的第二端电压为高电平信号时，第十七mos管m17和第十八mos管m18截止，从而停止注入电荷。
186.在一些实施例中，上述电荷补偿电路30还可以包括参考电压控制mos管m
rf
、第一上拉电阻r
h1
、第一下拉电阻r
l1
、第二上拉电阻r
h2
及第二下拉电阻r
l2
。
187.参考电压控制mos管m
rf
的第一端与高电平信号连接，参考电压控制mos管m
rf
的控制端与第十六mos管m16的第二端连接；第一上拉电阻r
h1
的第一端与参考电压控制mos管m
rf
的第二端连接，第一上拉电阻r
h1
的第二端与第一比较模块31的第二输入端连接；第一下拉电阻r
l1
的第一端与第一上拉电阻r
h1
的第二端连接，第一下拉电阻r
l1
的第二端接地；第二上拉电阻r
h2
的第二端与参考电压控制mos管m
rf
的第二端连接，第二上拉电阻r
h2
的第二端与第二比较模块32的第二输入端连接；第二下拉电阻r
l2
的第二端与第二上拉电阻r
h2
的第二端连接，第二下拉电阻r
l2
的第二端接地。
188.参考电压控制mos管m
rf
可以为pmos型晶体管，在第十六mos管m16的第二端为低电平信号时，参考电压控制mos管m
rf
导通，此时第一上拉电阻r
h1
和第一下拉电阻r
l1
构成分压电路36，通过设置第一上拉电阻r
h1
的阻值和第二上拉电阻r
h2
的阻值，即可生成第一参考电压v
rh
。同样地，通过设置第二上拉电阻r
h2
和第二下拉电阻r
l2
的阻值，即可生成第二参考电压v
lh
。
189.以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本技术的元素是被用于执行所需任务的程序或者代
码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的第一数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
190.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
191.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将本技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本技术的保护范围。