用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路制造技术

本发明专利技术提供一种用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，包括：电阻分压网络，用于产生基准电压；欠压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行欠压保护；过压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行过压保护；本发明专利技术可以在电源电压比较高时，使采用耐高压器件避免了电路正常工作过程中的失效，实现了高速流水线模数转换功能，当流水线模数转化器级间电压过高或过低时，过压欠压保护电路均能有效的稳定节点电压，同时保护低耐压、特征频率高的器件，确保了高速数据转换器的工作，本发明专利技术中的过压欠压保护电路具有结构简单，无需外接偏置电路，面积小，可复用性强的特点。

Overvoltage and undervoltage protection circuit for pipelined analog to digital converter stage

The invention provides an undervoltage protection circuit, overvoltage for pipelined analog-to-digital converter stage includes a resistor divider network, used to generate reference voltage; undervoltage protection circuit for protection, according to the feedback results of node voltage and the reference voltage for comparison, undervoltage protection; overvoltage protection circuit for protecting node according to the feedback results the voltage and the reference voltage contrast, overvoltage protection; the invention can be relatively high in the power supply voltage, the high voltage device to avoid the failure of the normal work of the circuit in the process of realizing high speed pipeline analog-to-digital conversion function, when the pipeline analog-to-digital converter between the high or low voltage, overvoltage and undervoltage protection circuit can node voltage stability effectively, while protecting the device of low voltage, high frequency characteristics, to ensure the high speed data converter, The overvoltage and undervoltage protection circuit of the invention has the advantages of simple structure, no external biasing circuit, small area and strong reusability.

【技术实现步骤摘要】
用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路。
技术介绍
模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，模数转换器的种类很多，其中流水线结构模数转换器相对于其他结构ADC来说，最大优势在于它在精度、速度、功耗等方面的很好平衡，其精度较高，转换速度较快，功耗较低且芯片面积较小，因此在无线通信、数字视频等高速高精度领域中的应用越来越广泛。目前，在流水线模数转换器设计过程中，为了提高转换器速度，通常采用特征尺寸小、特征频率高的器件，但是，在常规工艺设计库当中，这类器件耐压差，所以在高电源电压下，此类器件工作过程中容易失效。如果仅仅采用耐高压的器件，又难以满足对速度的要求，因为耐高压的器件具有特征尺寸大和特征频率低的特点，所以在电路设计中往往同时使用这两类器件，从而实现高压高速的数据转换器。但是，当同时使用时，耐压能力较差的器件容易受到影响，无法确保高速数据转换，因此，为了保护耐压能力较差的器件，需要过压欠压保护电路，防止器件损坏。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，以解决上述技术问题。本专利技术提供的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，包括：电阻分压网络，用于产生基准电压；欠压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行欠压保护；过压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行过压保护。进一步，所述电阻分压网络包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电源连接，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端、欠压保护电路和过压保护电路连接，所述第二电阻的另一端接地。过压保护电路，所述欠压保护电路包括第一NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管和第三电阻，所述第一PMOS管的栅极分别与第二PMOS管的栅极和第一NMOS管的漏极连接，所述第一PMOS管的漏极分别与第二PMOS管的栅极和第一NMOS管的漏极连接，第一PMOS管的源极与第三电阻的一端连接，第二PMOS管的源极与第三电阻的另一端分别与电源连接，第二PMOS管的漏极分别与第一NMOS管的源极和保护节点连接，第一NMOS管的栅极与电阻分压网络连接。过压保护电路，所述过压保护电路包括第二NMOS管、第三NMOS管、第三PMOS管和第四电阻，第二NMOS管的栅极分别与第三NMOS管的栅极和第三PMOS管的漏极相连接，第二NMOS管的漏极分别与第三NMOS管的栅极和第三PMOS管的漏极相连接，第二NMOS管的源极与第四电阻的一端连接，第三NMOS管的源极与第四电阻的另一端分别接地，第三NMOS管的漏极分别与第三PMOS的源极和保护节点连接，第三PMOS管的栅极与电阻分压网络连接。过压保护电路，所述保护接点设置于流水线两级之间。过压保护电路，当保护节点电压低于基准电压阈值时，欠压保护电路工作；当保护节点电压高于基准电压阈值时，过压保护电路工作。本专利技术的有益效果：本专利技术中的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，可以在电源电压比较高时，使采用耐高压器件避免了电路正常工作过程中的失效，实现了高速流水线模数转换功能，当流水线模数转化器级间电压过高或过低时，过压欠压保护电路均能有效的稳定节点电压，同时保护低耐压、特征频率高的器件，确保了高速数据转换器的工作，本专利技术中的过压欠压保护电路具有结构简单，无需外接偏置电路，面积小，可复用性强的特点，解决了因为节点电压过高或过低损坏低耐压器件的问题，从而确保了芯片可以稳定的在高速下工作。附图说明图1是本专利技术的实施例中的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路的电路示意图。图2是本专利技术本专利技术的实施例中的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路在流水线模数转换器级间示意图。图3是本专利技术本专利技术的实施例中的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路的波形示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本实施例中的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，包括：电阻分压网络，用于产生基准电压；欠压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行欠压保护；过压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行过压保护。如图1所示，在本实施例中，过压欠压保护电路400包括电阻分压网路100、欠压保护电路200和过压保护电路300。其中，电阻分压网路100由第一电阻R1和第二电阻R2组成，第一电阻R1的正极与电源端AVDD相连接，第一电阻R1的负极与第二电阻R2的正极、欠压保护电路200和过压保护电路300相连接，第二电阻R2的负极与地端AGND相连接，电阻分压网络100用于产生基准电压VREF。第一PMOS管P1的栅极、漏极与第二PMOS管P2的栅极、第一NMOS管N3的漏极相连接，第一PMOS管P1的源极与第三电阻R3负极相连接，第二PMOS管P2的源极与第三电阻R3正极连接到电源端AVDD，第二PMOS管P2的漏极与第一NMOS管N3的源极、保护节点VPRT相连接，第一NMOS管N3的栅极与电阻分压网络100产生的基准电压VREF相连接，当所保护节点电压VPRT过低时，欠压保护电路200开始工作。过压保护电路包括第二NMOS管N1、第三NMOS管N2、第三PMOS管P3和第四电阻R4，第二NMOS管N1的栅极、漏极与第三NMOS管N2的栅极、第三PMOS管P3的漏极相连接，第二NMOS管N1的源极与第四电阻R4正极相连接，第三NMOS管N2的源极与第四电阻R4负极连接到地端AGND，第三NMOS管N2的漏极与第三PMOS管P3的源极、保护节点VPRT相连接，第三PMOS管P3的栅极与电阻分压网络100产生的基准电压VREF相连接，当所保护节点VPRT电压过高时，过压保护电路300开始工作。如图2所示，在本实施例中，过压欠压保护电路的保护节点在于流水线两级之间，在高电源电压下保护低耐压器件，实现高速数据转换，第n-1级流水线50n-1与第n级流水线50n之间通过VPn和VNn差分方式连接，节点VPn和VNn分别与过压欠压保护电路41n的VPRT1和42n的VPRT2相连接，过压欠压保护电路41n用于保护节点VPn，过压欠压保护电路用于保护节点VNn。如图3所示，在本实施例中，流水线级间节点VPn和VNn正常区间为[Vmin:Vmax]，Vmin＝VREF-VTHN3，其中VTHN3为NMOS管N3的阈值电压，Vmax＝VREF+VTHP3，VTHP3为PMOS管P3的阈值电压。当节点VPRT电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，其特征在于，包括：电阻分压网络，用于产生基准电压；欠压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行欠压保护；过压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行过压保护。

【技术特征摘要】
1.一种用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，其特征在于，包括：电阻分压网络，用于产生基准电压；欠压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行欠压保护；过压保护电路，用于根据保护节点的电压与基准电压对比的反馈结果，进行过压保护。2.根据权利要求1所述的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，其特征在于：所述电阻分压网络包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与电源连接，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端、欠压保护电路和过压保护电路连接，所述第二电阻的另一端接地。3.根据权利要求1所述的用于流水线模数转换器级间的过压欠压保护电路，其特征在于：所述欠压保护电路包括第一NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管和第三电阻，所述第一PMOS管的栅极分别与第二PMOS管的栅极和第一NMOS管的漏极连接，所述第一PMOS管的漏极分别与第二PMOS管的栅极和第一NMOS管的漏极连接，第一PMOS管的源极与第三电阻的一端连接，第二PMOS管的源极与第三电阻的另一端分别与电源连...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，雷郎成，苏晨，刘凡，曾涛，刘伦才，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆,50