超低功耗模拟开关制造技术

本发明专利技术公开了一种超低功耗模拟开关，应用于模拟电路技术和半导体集成电路技术领域，包括电源电压检测电路(102)、高电压选择电路(107)、低电压选择电路(108)、第一电平移位器(112)、第二电平移位器(113)、逻辑控制电路(111)、上拉管(13)、下拉管(14)、第一驱动电路(109)、第二驱动电路(110)、第一主开关(11)、第二主开关(12)和开关管衬底选择电路(101)。本发明专利技术提出的模拟开关，在电源掉电以后开关管能够迅速关断，阻断输入端正负电压信号的传输，大大提高了在电源电压掉电状态下开关管的隔离度，并且该模拟开关具有超低功耗的特性。

【技术实现步骤摘要】
超低功耗模拟开关
本专利技术属于模拟电路技术和半导体集成电路
，更具体的是一种超低功耗模拟开关。
技术介绍
模拟开关主要是完成信号链路中的信号切换功能。采用MOS管开关方式实现了对信号链路的关断或者打开，由于其功能类似于开关，而用模拟器件的特性实现，称为模拟开关。根据应用需求不同，模拟开关可以分为音频模拟开关，视频模拟开关，数字开关和通用模拟开关等。对于用作传输音频信号的模拟开关，掉电状态下开关的隔离度是一个重要的指标。音频模拟开关通常采用一对并联的pmos管和nmos管，这种开关能够满足传输正电压和负电压的要求，然而，如果不对开关进行处理，在电源电压掉电后，不能保证开关管处于关断状态。现有技术通常分别在开关管的栅极接一个上拉电阻，在开关管的栅极接一个下拉电阻，这种方式一方面不能保证电源掉电后开关管能够迅速关断，另一方面这种方式会引入较大的静态功耗，无法满足应用场合中超低功耗的要求。因此，提供一种具有正负电压处理能力以及电源掉电后能够隔离正负电压的超低功耗模拟开关，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种超低功耗模拟开关，具有正负电压处理能力以及电源掉电后能够隔离正负电压的能力，大大提高了掉电后开关的隔离度，并大大降低了开关正常工作时的静态功耗。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种超低功耗模拟开关，包括：电源电压检测电路、高电压选择电路、低电压选择电路、第一电平移位器、第二电平移位器、逻辑控制电路、上拉管、下拉管、第一驱动电路、第二驱动电路、第一主开关、第二主开关和开关管衬底选择电路；其中，所述电源电压检测电路，所述电源电压检测电路的第一输出端口与所述上拉管的栅极连接；所述上拉管的漏极与所述第一驱动电路的输出端口和所述第一主开关的栅极连接；所述电源电压检测电路的第二输出端口与所述下拉管的栅极连接；所述下拉管的漏极与所述第二驱动电路的输出端口和所述第二主开关的栅极连接；所述电源电压检测电路的第二输出端口与所述第一电平移位器和所述第二电平移位器的第三输入端口连接，所述第一电平移位器的输出端口与所述第一驱动电路的第三输入端口连接，所述第二电平移位器的输出端口与所述第二驱动电路的第三输入端口连接；所述开关管衬底选择电路的第一输入/输出端口与所述第一主开关和所述第二主开关的源极连接，第二输入/输出端口与所述第一主开关和所述第二主开关漏极连接；所述逻辑控制电路的第一输出端口与所述第一电平移位器的第四输入端口连接，所述逻辑控制电路的第二输出端口与所述第二电平移位器的第四输入端口连接；所述高电压选择电路的输出端口与所述电源电压检测电路的第一输入端口、所述第一电平移位器的第一输入端口、所述第二电平移位器的第一输入端口、所述第一驱动电路的第一输入端口、所述第二驱动电路的第一输入端口、所述上拉管的源极和所述上拉管的衬底连接；所述低电压选择电路的输出端口与所述电源电压检测电路的第二输入端口、所述第一电平移位器的第二输入端口、所述第二电平移位器的第二输入端口、所述第一驱动电路的第二输入端口、所述第二驱动电路的第二输入端口、所述下拉管的源极和所述下拉管的衬底连接；所述开关管衬底选择电路的第一输入/输出端口和第二输入/输出端口、所述高电压选择电路和所述低电压选择电路的输入端口连接外部信号电路。优选的，所述电源电压检测电路包括：第一输入端口、第二输入端口，第一输出端口、第二输出端口，电阻、反相器，至少5个pmos晶体管和至少7个nmos晶体管。优选的，所述开关管衬底选择电路包括：第一输入输出/端口、第二输入/输出端口、第一输出端口和第二输出端口，以及至少2个pmos晶体管和至少2个nmos晶体管。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种低功耗模拟开关，具备以下有益技术效果：(1)开关输入输出完全对称，可以双向导通；(2)开关管具有传输正负电压信号的特性；(3)电源掉电后，开关管能够迅速关断；(4)电源掉电后，开关管阻断正负电压信号的传输，大大提高了掉电后开关的隔离度；开关管具有极低静态功耗的特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术超低功耗模拟开关电路结构框图；图2为本专利技术中电源电压检测电路图；图3为本专利技术中开关管衬底选择电路图；图4为本专利技术中高电压选择电路图；图5为本专利技术中低电压选择电路图；图6为本专利技术中电压掉电后输入输出端口电压变化示意图；图7为本专利技术中当电压掉电后电源电压检测电路输出电压、主开关管栅极电压以及外部输入电压信号变化示意图；在图1-图7中：102-电源电压检测电路，111-逻辑控制电路，112-第一电平移位器，113-第二电平移位器，109-第一驱动电路，110-第二驱动电路，107-高电压选择电路，108-低电压选择电路，13-上拉管，14-下拉管，11-第一主开关，12-第二主开关，101-开关管衬底选择电路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1参见附图1-5所示，本专利技术实施例公开了一种超低功耗模拟开关，包括电源电压检测电路102、高电压选择电路107、低电压选择电路108、第一电平移位器112、第二电平移位器113、逻辑控制电路111、上拉管13、下拉管14、第一驱动电路109、第二驱动电路110、第一主开关11、第二主开关12和开关管衬底选择电路101；其中，电源电压检测电路102，电源电压检测电路102的第一输出端口(即电源电压检测电路102的305端)与上拉管13的栅极连接；上拉管13的漏极与第一驱动电路109的输出端口和第一主开关11的栅极连接；电源电压检测电路102的第二输出端口(即电源电压检测电路102的304端)与下拉管14的栅极连接；下拉管14的漏极与第二驱动电路110的输出端口和第二主开关12的栅极连接；电源电压检测电路102的第二输出端口(即电源电压检测电路102的304端)与第一电平移位器112和第二电平移位器113的第三输入端口连接，第一电平移位器112的输出端口与第一驱动电路109的第三输入端口连接，第二电平移位器113的输出端口与第二驱动电路110的第三输入端口连接；开关管衬底选择电路101的第一输入/输出端口(即开关管衬底选择电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低功耗模拟开关，其特征在于，包括：/n电源电压检测电路(102)、高电压选择电路(107)、低电压选择电路(108)、第一电平移位器(112)、第二电平移位器(113)、逻辑控制电路(111)、上拉管(13)、下拉管(14)、第一驱动电路(109)、第二驱动电路(110)、第一主开关(11)、第二主开关(12)和开关管衬底选择电路(101)；/n所述电源电压检测电路(102)的第一输出端口与所述上拉管(13)的栅极连接；所述上拉管(13)的漏极与所述第一驱动电路(109)的输出端口和所述第一主开关(11)的栅极连接；/n所述电源电压检测电路(102)的第二输出端口与所述下拉管(14)的栅极连接；所述下拉管(14)的漏极与所述第二驱动电路(110)的输出端口和所述第二主开关(12)的栅极连接；/n所述电源电压检测电路(102)的第二输出端口与所述第一电平移位器(112)和所述第二电平移位器(113)的第三输入端口连接，所述第一电平移位器(112)的输出端口与所述第一驱动电路(109)的第三输入端口连接，所述第二电平移位器(113)的输出端口与所述第二驱动电路(110)的第三输入端口连接；/n所述开关管衬底选择电路(101)的第一输入/输出端口与所述第一主开关(11)和所述第二主开关(12)的源极连接，第二输入/输出端口与所述第一主开关(11)和所述第二主开关(12)漏极连接；/n所述逻辑控制电路(111)的第一输出端口与所述第一电平移位器(112)的第四输入端口连接，所述逻辑控制电路(111)的第二输出端口与所述第二电平移位器(113)的第四输入端口连接；/n所述高电压选择电路(107)的输出端口与所述电源电压检测电路(102)的第一输入端口、所述第一电平移位器(112)的第一输入端口、所述第二电平移位器(113)的第一输入端口、所述第一驱动电路(109)的第一输入端口、所述第二驱动电路(110)的第一输入端口、所述上拉管(13)的源极和所述上拉管(13)的衬底连接；/n所述低电压选择电路(108)的输出端口与所述电源电压检测电路(102)的第二输入端口、所述第一电平移位器(112)的第二输入端口、所述第二电平移位器(113)的第二输入端口、所述第一驱动电路(109)的第二输入端口、所述第二驱动电路(110)的第二输入端口、所述下拉管(14)的源极和所述下拉管(14)的衬底连接；/n所述开关管衬底选择电路(101)的第一输入/输出端口和第二输入/输出端口、所述高电压选择电路(107)和所述低电压选择电路(108)的输入端口连接外部信号电路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超低功耗模拟开关，其特征在于，包括：
电源电压检测电路(102)、高电压选择电路(107)、低电压选择电路(108)、第一电平移位器(112)、第二电平移位器(113)、逻辑控制电路(111)、上拉管(13)、下拉管(14)、第一驱动电路(109)、第二驱动电路(110)、第一主开关(11)、第二主开关(12)和开关管衬底选择电路(101)；
所述电源电压检测电路(102)的第一输出端口与所述上拉管(13)的栅极连接；所述上拉管(13)的漏极与所述第一驱动电路(109)的输出端口和所述第一主开关(11)的栅极连接；
所述电源电压检测电路(102)的第二输出端口与所述下拉管(14)的栅极连接；所述下拉管(14)的漏极与所述第二驱动电路(110)的输出端口和所述第二主开关(12)的栅极连接；
所述电源电压检测电路(102)的第二输出端口与所述第一电平移位器(112)和所述第二电平移位器(113)的第三输入端口连接，所述第一电平移位器(112)的输出端口与所述第一驱动电路(109)的第三输入端口连接，所述第二电平移位器(113)的输出端口与所述第二驱动电路(110)的第三输入端口连接；
所述开关管衬底选择电路(101)的第一输入/输出端口与所述第一主开关(11)和所述第二主开关(12)的源极连接，第二输入/输出端口与所述第一主开关(11)和所述第二主开关(12)漏极连接；
所述逻辑控制电路(111)的第一输出端口与所述第一电平移位器(112)的第四输入端口连接，所述逻辑控制电路(111)的第二输出端口与所述第二电平移位器(113)的第四输入端口连接；
所述高电压选择电路(107)的输出端口与所述电源电压检测电路(102)的第一输入端口、所述第一电平移位器(112)的第一输入端口、所述第二电平移位器(113)的第一输入端口、所述第一驱动电路(109)的第一输入端口、所述第二驱动电路(110)的第一输入端口、所述上拉管(13)的源极和所述上拉管(13)的衬底连接；
所述低电压选择电路(108)的输出端口与所述电源电压检测电路(102)的第二输入端口、所述第一电平移位器(112)的第二输入端口、所述第二电平移位器(113)的第二输入端口、所述第一驱动电路(109)的第二输入端口、所述第二驱动电路(110)的第二输入端口、所述下拉管(14)的源极和所述下拉管(14)的衬底连接；
所述开关管衬底选择电路(101)的第一输入/输出端口和第二输入/输出端口、所述高电压选择电路(107)和所述低电压选择电路(108)的输入端口连接外部信号电路。


2.根据权利要求1所述的一种超低功耗模拟开关，其特征在于，所述电源电压检测电路(102)包括：第一输入端口、第二输入端口，第一输出端口、第二输出端口，电阻(39)、反相器(310)，晶体管(31)、晶体管(32)、晶体管(33)、晶体管(34)、晶体管(311)，以及晶体管(35)、晶体管(36)、晶体管(37)、晶体管(38)、晶体管(312)、晶体管(313)、晶体管(314)。


3.根据权利要求2所述的一种超低功耗模拟开关，其特征在于，所述晶体管(31)、所述晶体管(32)、所述晶体管(33)、所述晶体管(34)和所述晶体管(311)为pmos管，所述晶体管(35)、所述晶体管(36)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆亚，付美俊，靳瑞英，
申请(专利权)人：帝奥微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32