基于CMOS的衬底转换电路制造技术

本发明专利技术属于集成电路技术领域，涉及一种基于CMOS的衬底转换电路，该电路包括：基准电流源电路、比较器电路和高电压选择电路，其特点是自动选择两个电压源中较高的一个电压提供给PMOS管作为衬底电平，防止PMOS管关闭时在衬底端产生漏电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路
，涉及一种基于CMOS的衬底转换电路，适用于各种具有双电源输入的芯片系统中，特别适用于手机、便携式电脑等具有双电源的移动设备中。
技术介绍
基于CMOS的衬底转换电路广泛应用于模拟电路模块里，尤其广泛应用于具有双电源的电路，如充电器电路、DC/DC升压电路及升压电荷泵电路中。图1为现有技术中一种衬底选择电路的电路示意图。该衬底选择电路结构简单，如图1所示，PMOS晶体管Pl及P2为选择和驱动管，Pl源极连接至电源电压VI，栅极连接至电源电压V2，P2源极连接至电源电压V2，栅极连接至电源电压Vl，Pl与P2漏极相连，并接至Pl及P2的衬底。对于这种衬底选择电路，若Vl > V2, Pl管导通，P2管截止，输出电压VOUT则为Vl V2 > VI，则Pl管截止，P2管导通，输出电压VOUT则为V2，可见，VOUT为VI，V2两者中选出的较高的一个。虽然上述衬底选择电路结构简单，却存在如下缺点:上述衬底选择电路当Vl和V2差别比较大时能做出正确选择，但当VI，V2差别不大且需要有驱动能力时，由于Pl和P2均不能完全导通，导致VOUT不能做出正确选择；如果Vl和V2中有一个电压不存在时，Pl或P2的栅压浮空，也会导致VOUT不能做出正确选择。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于CMOS的衬底转换电路，克服上述现有技术存在的Vl和V2接近或者Vl和V2中有一个电压不存在时衬底选择电路不能作出正确选择的缺点。为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于CMOS的衬底转换电路，用于输出第一电源电压及第二电源电压之中较高者，提供给PMOS管作为衬底电压使用，包括:基准电流源电路、比较器电路和高电压选择电路； 所述基准电流源，连接到第一电源电压，产生一个基准电流，分别在第一电源电压域和第二电源电压域镜像获得第一镜像电流和第二镜像电流； 所述比较器电路，利用所述第一镜像电流和所述第二镜像电流作为负载，比较第一电源电压和第二电源电压的大小，并利用第一反相器对比较值进行整形，输出一个比较值；所述高电压选择电路，输入为所述比较器的比较值，选择第一电源电压和第二电源电压中较高的一个输出。具体的，所述基准电流源包括:第一 NMOS管、第二 NMOS管及第一电阻、第二电阻；第二 NMOS管源端接第二电阻正端，第一 NMOS管源端接第二电阻正端，第一电阻和第二电阻负端接地，所述第一 NMOS管和第二 NMOS管的漏端连接所述比较器电路的负载输入端。进一步的，所述比较器电路包括:第三PMOS管、第四PMOS以及第一反相器；第三PMOS管源端及衬底接第一电源电压，第四PMOS管源端及衬底接第二电源电压，第三PMOS管栅极和漏极短接并连接到第四PMOS管的栅极，第三PMOS管的漏极还接到以上所述第二NMOS管的漏极，第四PMOS管的漏极连接以上所述第一NMOS管的漏极和第一反相器输入端，第一反相器的输出端输出比较值，所述第一反相器的电源端为所述高电压选择电路的输出端。具体的，所述高电压选择电路包括:第一 PMOS管、第二 PMOS以及第二反相器和第三反相器；第一 PMOS管源端连接第一电源电压，第二 PMOS管源端连接第二电源电压，第一和第二 PMOS管的漏端和衬底均连接到输出电压并作为第二和第三反相器的电源电压；第二反相器输入端连第一反相器的输出端、输出端连第一 PMOS管栅极和第三反相器的输入端；第三反相器的输出端连接到第二 PMOS管的栅极。本专利技术由于采用了上述的技术方案，与现有技术相比，它可以在两个输入电压值接近时仍能做出正确的选择，同时，本专利技术还通过电流镜电路镜像获得较小的镜像电流，并可设置其中电阻的阻值使整个电路的静态电流更小，降低了电路功耗，可见本专利技术具有输入电压范围广，面积小，结构简单，功耗低的优点。【附图说明】通过以下对本专利技术基于CMOS的衬底转换电路的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为: 图1是现有技术基于CMOS的衬底转换电路的电原理图； 图2是本专利技术基于CMOS的衬底转换电路的电原理图。【具体实施方式】如图2所示，本专利技术所述基于CMOS的衬底转换电路用于把第一电源电压Vl及第二电源电压V2之中较高者输出到V0UT，提供给PMOS管作为衬底电压使用，防止在PMOS管关闭时，在其衬底端产生漏电。第一 PMOS管Pl用于控制Vl到VOUT的通路，第二 PMOS管P2用于控制V2到VOUT的通路。Pl源极接VI，P2源极接V2，Pl和P2的漏极及衬底连接到VOUT。Pl和P2当中，同一时间只有一个会导通，以下会说明电路如何对Pl和P2的栅极进行控制的。基准电流源电路，由N1~N2和R1~R2组成。第一 NMOS管N1、第一电阻R1、第二NMOS管N2、第二电阻R2连接成自偏置的电流镜形式，第二 NMOS管源端接第二电阻正端，第一NMOS管源端接第二电阻正端，第一电阻和第二电阻负端接地，所述第一 NMOS管和第二 NMOS管的漏端连接所述比较器电路的负载输入端，两个NMOS管的漏极作为输出端连接负载，例如如图2所示的一对PMOS管P3和P4组成的负载。采用自偏置的形式无需再使用额外的偏置电路为NI和N2提供偏置电压，简化了电路设计。图2所示的虚线框内分别表示第一反相器INV1、第二反相器INV2和第三反相器INV3，三个反相器均为本领域公知的反相器结构。比较器电路可以由P3、P4和第一反相器INV组成。P3和P4组成一组电流比较电路，P3的源极接第一电源电压V1，P4的源极接第二电源电压V2，P3的栅极和漏极短接并连接到P4的栅极，形成一组电流镜。P3的漏极接到N2的漏极，把第一组电流源输出作为P3的负载；P4的漏极接到N3的漏极，把第二组电流源输出作为P4的负载。由于两组电流源相同，因此在V1=V2时，P3和P4的电流完全相同，电路处于平衡态。当V1>V2时，当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于CMOS的衬底转换电路，用于输出第一电源电压及第二电源电压之中较高者，提供给PMOS管作为衬底电压使用，其特征在于，包括：基准电流源电路、比较器电路和高电压选择电路；所述基准电流源，连接到第一电源电压，产生一个基准电流，分别在第一电源电压域和第二电源电压域镜像获得第一镜像电流和第二镜像电流；所述比较器电路，利用所述第一镜像电流和所述第二镜像电流作为负载，比较第一电源电压和第二电源电压的大小，并利用第一反相器对比较值进行整形，输出一个比较值；所述高电压选择电路，输入为所述比较器的比较值，选择第一电源电压和第二电源电压中较高的一个输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪松，易坤，高继，赵方麟，
申请(专利权)人：成都岷创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51