一种高压开关控制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高压开关控制电路，由电平转移电路、高压反相器、PMOS传输管、阱电位控制电路连接而成。其中，阱电位控制电路产生整个高压开关控制电路的最高电压，为电平转移电路、高压反相器、以及PMOS传输管的阱电位供电。在整个高压开关控制电路中，当高压开关打开时，可以使得高压充分传输而没有电压损失；当高压开关关闭时，可以保证传输管完全关闭，而不会有漏电或者引发系统的栓锁效应漏电，并且本电路结构简单，易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种高压开关控制电路。
技术介绍
集成电路中要经常涉及高压通路的打开和关断问题，一种经典的高压开关控制电路，如图1所示，高压开关控制电路10，该电路的功能是实现高压HV_IN向HV_OUT的传输，VDD为芯片中低压电源，HV_IN为要输入的高压，一般为大于VDD的值，HV_OUT为要输出的高压；低压控制信号EN（电压幅度0~VDD）用来控制传输管12的开和关，当EN=VDD时，电平转移电路11使得传输管12的栅极电压EN_H为接近HV_IN的电压，开启传输管12；当EN=0V时，电平转移电路11使得传输管12的栅极电压EN_H为0V，从而关断传输管12，其中的传输管12由NMOS晶体管来实现，其衬底电压始终与芯片地线相连而成0V。如图1所示，该高压开关控制电路10的高压开关控制方法简单可靠，但是由于传输管12使用了NMOS晶体管，因而HV_OUT≈HV_IN-VTHN，其中VTHN为NMOS晶体管的阈值电压，还是产生电压损失的问题；为了减少高压传输中的电压损失，如图2所示，一种高压开关控制电路20结构，是一种常见解决电压损失的方法；在该高压开关控制电路20中，其区别EN_H后接高压反相器21，且传输管22为PMOS晶体管，其阱电位始终与输入高压HV_IN相连；当EN=VDD时，电平转移电路11使得传输管22的栅极电压EN_HN为0V，从而开启传输管22；当EN=0V时，电平转移电路11使得传输管22栅极电压EN_HN接近HV_IN，从而关断传输管22；该高压开关控制方法能够实现HV_OUT≈HV_IN。如图2所示，该高压开关控制电路20使用的传输管23用PMOS晶体管，在CMOS工艺下实现PMOS晶体管传输管作用；如图3所示，为PMOS晶体管的剖面图，其漏极(D)31、源极(S)33、N阱(B)34以及栅极(G)32，但其连接方式如图2中所示传输管23，即源极和衬底连接到HV_IN，栅极接高压反相器21的输出EN_HN，漏极接HV_OUT，漏极31与N阱34间有一个寄生的二极管35；当HV_IN≥HV_OUT时，寄生二极管35处于反向偏置为截止区，不会有电流通过；但是，当HV_IN<HV_OUT时，寄生二极管35会有电流通过，从而有可能触发栓锁效应，引起芯片漏电；对于电路实际应用环境来说，当传输管23关断时，若此时HV_IN此时接低电位，而HV_OUT有其他的供电通路而呈高电位，则有两个严重后果：其一是寄生二极管35导通引发栓锁效应，从而导致芯片漏电的危险；其二是反相器22的输出电压EN_HN小于HV_OUT，即此时若传输管23的VSD>0，传输管23被开启，从而致使HV_IN向HV_OUT传输时的开关关断功能失效。
技术实现思路
为了解决高压开关电路开启时电压无损传输，在高压开关电路有效关闭时，防止产生栓锁效应危险漏电的问题，本技术提出了一种新的高压开关控制电路。本技术为了解决上述问题所采用的技术方案是，一种高压开关控制电路，包括电平转移电路、高压反相器、PMOS传输管和阱电位控制电路，其中，电平转移电路外接输入控制信号EN后串联高压反相器，高压反相器连接PMOS传输管的栅极，PMOS传输管的阱电位连接阱电位控制电路；PMOS传输管的源极外接输入高压信号HV_IN，PMOS传输管的栅极接电平转移电路串联经过高压反相器后输出的高压信号HV_OUT，PMOS传输管的漏极接输出信号；阱电位控制电路外接输入高压信号HV_IN和输入高压信号HV_OUT，并选择出输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT二者间的最大值HV_H供电给PMOS传输管的阱电位以及电平转移电路和高压反相器的高压电源。优选地，在该高压开关控制电路中，所述电平转移电路41的外接输入信号是幅度为VDD的控制信号EN，输出信号为幅度为HV_H的EN_H信号，EN_H经过高压反相器后，输出幅度为HV_H的EN_HN信号；当EN为低电平时，EN_H为0，EN_HV电平等于HV_H，PMOS传输管关闭；当EN为高电平时，EN_H为HV_H，EN_HV电平等于0，PMOS传输管导通，输入高压信号HV_IN的高压值传递到输出高压信号HV_OUT。本技术的有益效果是，在整个高压开关控制电路中，当高压开关打开时，可以使得高压充分传输而没有电压损失；当高压开关关闭时，可以保证传输管完全关闭，而不会有漏电或者引发系统的栓锁效应漏电，并且本电路结构简单，易于实现。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1 是NMOS传输管的经典高压控制电路图。图2 是PMOS传输管的经典高压控制电路图。图3 是传统PMOS传输管的剖面结构示意图。图4 是本技术的整个高压开关控制电路示意图。图5 是本技术具体实施方式的高压开关控制电路示意图。具体实施方式如图4所示，为本技术的整个高压开关控制电路示意图；该高压开关控制电路40包括电平转移电路41、高压反相器42、PMOS传输管43、阱电位控制电路44；其中，电平转移电路41外接输入控制信号EN后串联高压反相器42，高压反相器42连接PMOS传输管43的栅极，PMOS传输管43的阱电位连接阱电位控制电路44；PMOS传输管43的源极外接输入高压信号HV_IN，PMOS传输管43的栅极接电平转移电路41串联经过高压反相器42后输出的高压信号HV_OUT，PMOS传输管43的漏极接输出信号；阱电位控制电路44外接输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT，选择出输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT二者间的最大值HV_H供电给PMOS传输管43的阱电位以及电平转移电路41和高压反相器42的高压电源。如图4所示，在该高压开关控制电路中，所述电平转移电路41的外接输入信号是幅度为VDD的控制信号EN，输出信号为幅度为HV_H的EN_H信号，EN_H经过高压反相器42后，输出幅度为HV_H的EN_HN信号；当EN为低电平时，EN_H为0，EN_HV电平等于HV_H，PMOS传输管43关闭；当EN为高电平时，EN_H为HV_H，EN_HV电平等于0，PMOS传输管43导通，输入高压信号HV_IN的高压值传递到输出高压信号HV_OUT。如图5所示，为本技术具体实施方式的高压开关控制电路示意图；在整个高压开关控制电路50中，包含电平转移电路51，高压反相器52、PMOS传输管53、阱电位控制电路54；在电平转移电路51中，控制信号EN做为输入，VDD为低压电源，HV_H为高压电源，输出为EN_H；高压反相器52中，EN_H为输入，EN_HN为输出，EN_HN接PMOS传输管53的栅极；PMOS传输管53中，源极接输入高压信号HV_IN，漏极接输出高压信号HV_OUT，阱电位接HV_H；阱电位控制电路54中，MP1和MP2的栅极分别接输出高压信号HV_OUT、输入高压信号HV_IN，漏极分别接输入高压信号HV_IN、输出高压信号HV_OUT，源极和阱电位都和HV_H相连接；阱电位控制电路54的目的是使得HV_H=max{HV_IN,HV_OUT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压开关控制电路，包括电平转移电路、高压反相器、PMOS传输管和阱电位控制电路，其特征在于，电平转移电路外接输入控制信号EN后串联高压反相器，高压反相器连接PMOS传输管的栅极，PMOS传输管的阱电位连接阱电位控制电路；PMOS传输管的源极外接输入高压信号HV_IN，PMOS传输管的栅极接电平转移电路串联经过高压反相器后输出的高压信号HV_OUT，PMOS传输管的漏极接输出信号；阱电位控制电路外接输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT，并选择出输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT二者间的最大值HV_H供电给PMOS传输管的阱电位以及电平转移电路和高压反相器的高压电源。

【技术特征摘要】
1.一种高压开关控制电路，包括电平转移电路、高压反相器、PMOS传输管和阱电位控制电路，其特征在于，电平转移电路外接输入控制信号EN后串联高压反相器，高压反相器连接PMOS传输管的栅极，PMOS传输管的阱电位连接阱电位控制电路；PMOS传输管的源极外接输入高压信号HV_IN，PMOS传输管的栅极接电平转移电路串联经过高压反相器后输出的高压信号HV_OUT，PMOS传输管的漏极接输出信号；阱电位控制电路外接输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT，并选择出输入高压信号HV_IN和输出高压信号HV_OUT二者间...

【专利技术属性】
技术研发人员：马继荣，于海霞，
申请(专利权)人：北京同方微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11