專利名稱：基于pmos晶體管的源極跟隨器的制作方法
基于PMOS晶體管的源極跟隨器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于源極跟隨器技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于PMOS晶體管的源極跟隨器。
背景技術(shù)：
基于MOS器件(即M0SFET，也即MOS晶體管)的源極跟隨器被廣泛應(yīng)用于各種功能電路中。例如，源極跟隨器通?？梢杂米鞲咚佥斎刖彌_，它電路結(jié)構(gòu)簡單，源極跟隨器可以提供高輸入阻抗、低輸出阻抗和寬信號帶寬；相比于基于閉環(huán)驅(qū)動的運(yùn)算放大器，源極跟隨器不存在穩(wěn)定性問題。因此，源極跟隨器非常適用于緩沖器和驅(qū)動電路。圖1所示為傳統(tǒng)PMOS晶體管的示意圖，其中(a)為其截面結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為其等效電路示意圖。圖2所示為基于圖1所示的PMOS晶體管所形成的傳統(tǒng)源極跟隨器的電路示意圖。如圖1 (a)所示，傳統(tǒng)PMOS晶體管選擇在P型襯底或基片111上形成，其包括N阱113、源區(qū)121、漏區(qū)122、體端(Bulk，以下簡稱為B) 132、源極(Source，以下簡稱為S) 133、柵極(Gate,以下簡稱為G) 134、漏極(Drain,以下簡稱為D) 135和柵介質(zhì)層140。其中，N阱113可以為N導(dǎo)電類型，其可以通過對P型襯底111構(gòu)圖N型摻雜形成，用來形成PMOS晶體管；在N阱113中，構(gòu)圖摻雜形成源區(qū)121和漏區(qū)122，二者可以同時(shí)摻雜形成，也可以分步摻雜形成，并且二者同為P導(dǎo)電類型，其具體摻雜濃度不是限制性的，在源區(qū)121和漏區(qū)122之間，可以柵偏壓的控制下可以形成溝道；源極133可以從源區(qū)121引出金屬電極形成，漏極135可以從漏區(qū)122引出金屬電極形成；體端132從N阱113中引出形成；柵介質(zhì)層140具體可以但不限于為SiO2，其可以通過對硅材料的襯底111的表面構(gòu)圖氧化形成，柵極134形成在源極133和漏極135之間。為避免上述寄生二極管正向偏置，P型襯底111偏置接地信號GND。按照以上實(shí)施例形成如圖1 (a)所示的PMOS晶體管的同時(shí)，該P(yáng)MOS晶體管中通常會形成寄生電容Csb、(^和(；，其中，Csb為源區(qū)121與N阱113之間形成的二極管(如圖1 (a)中所示)的結(jié)電容，Cdb為漏區(qū)122與N阱113之間形成的二極管(如圖1 (a)中所示)的結(jié)電容，Cb為N阱113與P型襯底111之間形成的二極管(如圖1 (a)中所示)的結(jié)電容?，F(xiàn)有的基于圖1所示的PMOS晶體管形成的源極跟隨器中，不可避免地至少存在Csb、Cdb和Cb三個(gè)寄生電容。由于PMOS晶體管存在增益會隨輸出信號的電壓的變化而變化的特性，即存在電壓依賴性，因此，現(xiàn)有的基于PMOS晶體管的源極跟隨器在輸入信號擺幅較大時(shí)容易發(fā)生較大失真，從而容易線性失真，線性度差。并且，由于Csb、Cdb和Cb三個(gè)寄生電容的存在，其容易對基于PMOS晶體管的源極跟隨器的高頻性能產(chǎn)生影響，因此，現(xiàn)有的PMOS晶體管的源極跟隨器高頻或高速應(yīng)用時(shí)，容易產(chǎn)生動態(tài)失真。有鑒于此，有必要提出一種新型的源極跟隨器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于，提高源極跟隨器的線性度。本發(fā)明的又一目的在于，減小源極跟隨器的輸出信號的線性失真和動態(tài)失真。為實(shí)現(xiàn)以上目的或者其他目的，本發(fā)明提供一種基于PMOS晶體管的源極跟隨器，包括電流源和用作輸入器件的PMOS晶體管，其中，所述PMOS晶體管的柵極被定義為所述源極跟隨器的輸入端(Vin)，所述PMOS晶體管的源極被定義為所述源極跟隨器的輸出端(Vwt)，所述PMOS晶體管的漏極連接接地信號(GND)，高電平信號(Vdd)從所述電流源的一端接入，并且所述電流源的另一端輸出電流至所述源極；
其中，所述PMOS晶體管的體端(B)與所述輸入端(Vin)連接，以至于使所述源極與所述體端之間的電壓(Vsb)在輸入信號變化的情況下基本保持恒定。按照本發(fā)明一實(shí)施例的源極跟隨器，其中，所述PMOS晶體管包括:
P型襯底；
在所述P型襯底中構(gòu)圖摻雜形成的N阱；
從所述N阱中引出的體端(B);
在所述N阱中構(gòu)圖摻雜形成的源區(qū)和漏區(qū)；
從所述漏區(qū)中引出的源極(S);
從所述漏區(qū)中引出的漏極(D);以及 柵極(G)。在一實(shí)施例中，所述PMOS晶體管中，存在所述源區(qū)與所述N阱之間形成的二極管所導(dǎo)致的第一寄生電容(Csb)、所述漏區(qū)與所述N阱之間形成的二極管所導(dǎo)致的第二寄生電容(Cdb)、所述N阱與所述P型襯底之間形成的二極管所導(dǎo)致的第三寄生電容(Cb)。其中，所述第一寄生電容(Csb)等效地置于所述源極和所述體端之間，所述第二寄生電容(cdb)、第三寄生電容(Cb)等效地并聯(lián)置于所述體端和所述漏端之間。具體地，所述P型襯底接地。本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過將N阱的體端與輸入端Vin連接在一起，一方面可以使源極跟隨器的增益不受體效應(yīng)影響，提高線性度并且線性失真大大減??；另一方面，可以巧妙地使源極跟隨器的輸出端的寄生電容顯著減少，在輸入端Vin的輸入信號的頻率發(fā)生變化時(shí)，動態(tài)失真小，解決在高頻輸入信號的情況下的動態(tài)失真的問題。因此，本發(fā)明的源極跟隨器非常適合于高速大負(fù)載場合應(yīng)用。


從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會使本發(fā)明的上述和其他目的及優(yōu)點(diǎn)更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號表示。圖1是傳統(tǒng)PMOS晶體管的不意圖,其中(a)為其截面結(jié)構(gòu)不意圖，(b)為其等效電路不意圖。圖2是基于圖1所示的PMOS晶體管所形成的一種源極跟隨器的電路示意圖。圖3是基于圖1所示的PMOS晶體管所形成的按照本發(fā)明一實(shí)施例的源極跟隨器的電路不意圖。
具體實(shí)施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解，并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其他實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。將理解，當(dāng)據(jù)稱將部件“連接”到另一個(gè)部件時(shí)，它可以直接連接到另一個(gè)部件或可以存在中間部件。相反，當(dāng)據(jù)稱將部件“直接連接”到另一個(gè)部件時(shí)，則表示不存在中間部件。圖2所示為基于圖1所示的PMOS晶體管所形成的一種源極跟隨器的電路示意圖。其中,PMOS晶體管用作輸入器件,PMOS晶體管的柵極用作輸入端Vin,輸入信號(例如前一級輸出的信號)從柵極輸入；PM0S晶體管的源極用作輸出端Vwt ;漏極偏置接地信號GND，體端也偏置接地信號GND ;并且，將電流源置于電源信號Vdd和源極之間，其為輸入器件提供恒定的偏置電流，高電平的電源信號Vdd經(jīng)過電流源后偏置在源極上。因此，Cdb置于漏極D和體端B之間，Csb置于源極S和體端B之間，Cb也與Cdb并聯(lián)地置于漏極D和體端B之間。圖2所示的源極跟隨器的輸出信號可以跟隨輸入信號變化，其增益fei/ 可以通過以下公式(I)計(jì)算:
權(quán)利要求
1.一種基于PMOS晶體管的源極跟隨器，包括電流源和用作輸入器件的PMOS晶體管，其中，所述PMOS晶體管的柵極被定義為所述源極跟隨器的輸入端(Vin)，所述PMOS晶體管的源極被定義為所述源極跟隨器的輸出端(V-)，所述PMOS晶體管的漏極連接接地信號(GND)，高電平信號(Vdd)從所述電流源的一端接入，并且所述電流源的另一端輸出電流至所述源極； 其特征在于，所述PMOS晶體管的體端(B)與所述輸入端(Vin)連接，以至于使所述源極與所述體端之間的電壓(Vsb)在輸入信號變化的情況下基本保持恒定。
2.如權(quán)利要求1所述的源極跟隨器，其特征在于，所述PMOS晶體管包括: P型襯底； 在所述P型襯底中構(gòu)圖摻雜形成的N阱； 從所述N阱中引出的體端(B); 在所述N阱中構(gòu)圖摻雜形成的源區(qū)和漏區(qū)； 從所述漏區(qū)中引出的源極(S); 從所述漏區(qū)中引出的漏極(D);以及 柵極(G)。
3.如權(quán)利要求2所述的源極跟隨器，其特征在于，所述PMOS晶體管中，存在所述源區(qū)與所述N阱之間形成的二極管所導(dǎo)致的第一寄生電容(Csb)、所述漏區(qū)與所述N阱之間形成的二極管所導(dǎo)致的第二寄生電容(Cdb)、所述N阱與所述P型襯底之間形成的二極管所導(dǎo)致的第三寄生電容(Cb)。
4.如權(quán)利要求3所述的源極跟隨器，其特征在于，所述第一寄生電容(Csb)等效地置于所述源極和所述體端之間，所述第二寄生電容(Cdb)、第三寄生電容(Cb)等效地并聯(lián)置于所述體端和所述漏端之間。
5.如權(quán)利要求2所述的源極跟隨器，其特征在于，所述P型襯底接地。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于PMOS晶體管的源極跟隨器，屬于源極跟隨器技術(shù)領(lǐng)域。該源極跟隨器包括電流源和用作輸入器件的PMOS晶體管，其中，所述PMOS晶體管的體端與源極跟隨器的輸入端(Vin)連接，以至于使N阱NMOS晶體管的源極與體端之間的電壓(Vsb)在輸入信號變化的情況下基本保持恒定。該源極跟隨器失真小、線性度好，尤其適合于在高速大負(fù)載場合應(yīng)用。
文檔編號H03K19/0185GK103199848SQ20131007609
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者劉松, 楊飛琴, 吳柯 申請人:香港中國模擬技術(shù)有限公司