生物医疗芯片中的线性电压产生器制造技术

一种生物医疗芯片中的线性电压产生器，其包括电压产生电路和电压转换电路，所述电压产生电路包括第１场效应管和第４场效应管，第１场效应管与第４场效应管串联于电源与地之间，且第１场效应管的栅极电压为输入电压，第４场效应管栅漏端相连；所述电压转换电路包括第２～３场效应管与第５～７场效应管，第２、５～６场效应管串联于电源与地之间，第２场效应管栅漏端相连，第６场效应管栅漏端相连；第２场效应管的漏端接到第３场效应管的栅端；第３、７场效应管串联于电源和地之间，且第３场效应管的漏极电压作为输出电压。本实用新型专利技术的有益效果在于可产生线性更好的电压作为神经刺激电流的控制电压，在生物医疗领域起到良好的辅助作用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及CMOS集成电路，特别涉及一种生物医疗芯片中 的线性电压产生器。
技术介绍
在用于生物医疗的CMOS集成电路设计领域中，为了得到合适的 神经刺激电流，要求产生一个线性电压来控制MOS管的栅极产生大范 围可变电流。可变电流刺激神经细胞来产生听觉信号。但现有的线性电压产生器中，用于产生上述线性控制电压的 CMOS管在亚阈值区附近所产生的电压是非线性的，会影响到神经刺 激电流的变化速率及大小。
技术实现思路
本技术的目的在于产生稳定的线性控制电压，从而得到稳定 的神经刺激电流用于生物医疗。为此，本技术提出一种生物医疗芯片中的线性电压产生器， 其包括电压产生电路和电压转换电路，所述电压产生电路包括第1场 效应管和第4场效应管，第1场效应管与第4场效应管串联于电源与 地之间，且第1场效应管的栅极电压为输入电压，第4场效应管栅漏 端相连；所述电压转换电路包括第2~3场效应管与第5~7场效应管， 第2、 5 6场效应管串联于电源与地之间，第2场效应管栅漏端短接， 第6场效应管栅漏端短接；第2场效应管的漏端接到第3场效应管的栅端；第3、 7场效应管串联于电源和地之间，且第3场效应管的漏极 电压作为$命出电压。所述第1~7场效应管的宽长比依次是500:1.4、 20:2、 20:2、 2:5、 12:2、 200:2、 12:2，上述比例中所述场效应管的宽度和长度的单位为微 米。本技术的有益效果在于，利用场效应管Pl在大宽长比特征下 的亚阈值特性产生线性电压V1,然后经过电压转换电路产生线性更好、 最低电压稍低于NMOS管亚阈值的Vo作为神经刺激电流的控制电压， 在生物医疗领域可起到良好的辅助作用。附图说明图1为本技术的大范围线性电压产生器电路示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行详细说明。图1为本技术的大范围线性电压产生器电路示意图。如图所 示，本电路中，MOS管Pl、 P2、 P3、 Nl、 N2、 N3、 N4的宽长tb依 次是500:1.4、 20:2、 20:2、 2:5、 12:2、 200:2、 12:2, MOS管的宽度和 长度单位都是微米。假设PMOS管Pl的阈值电压为Vthl,输入信号Vi从vdd-Vthl-0.15 线性变化为vdd-Vthl+0.15，使P1管的栅压在阈值电压Vthl附近线性变 化，即确保P1工作在亚阈值区。此时，Pl的源漏电流为线性电流，产 生线性电压Vl, —般情况下，要使V1大于N2的阈值电压和N3的源 漏电压之和，这样才能确保P2、 N2、 N3都工作在饱和区，N3连接为二极管形式。N2和N3工作在亚阈值区工作时的特性曲线变化方向相 反，可以确保输出电压Vo在Vth (N4) -0.1到1.3V左右线性变化。图1所示电路利用大宽长比MOS管的线性区特性产生线性电压， 同时通过一个电压转换电路产生合适的神经刺激电压，在电压转换电 路中，利用NMOS和二极管在亚阈值电压附近电压变化相反的特性， 可产生线性更好的控制电压Vo，而传统的控制电压VI在亚阈值区附 近是非线性电压，会影响到神经刺激电流的变化速率及大小。本技术不局限于上述特定实施例子，在不背离本技术精 神及其实质情况下，熟悉本领域技术人员可根据本技术作出各种 相应改变和变形，但这些相应改变和变形都应属于本技术所附权 利要求保护范围之内。权利要求1、一种生物医疗芯片中的线性电压产生器，其特征在于包括电压产生电路和电压转换电路，所述电压产生电路包括第1、4场效应管(P1、N1)，其中第1场效应管(P1)与第4场效应管(N1)串联于电源与地之间，且第1场效应管(P1)的栅极电压为输入电压，第4场效应管栅漏短接成二极管；所述电压转换电路包括第2～3场效应管(P2、P3)与第5～7场效应管(N2～N4)，其中，第2、5～6场效应管(P2、N2、N3)串联于电源和地之间，第3场效应管(P3)和第7场效应管(N4)也串联于电源和地之间；第2场效应管(P2)、第6～7场效应管(N3、N4)都是栅漏短接；第2场效应管(P2)的漏极和第3场效应管(P3)的栅极短接，且第3场效应管(P3)的漏极电压作为输出电压。2、 如权利要求1所述的线性电压产生器，其特征在于，所述第1~7 场效应管(P1 P3、 N1 N4)的宽长比依次是500:1.4、 20:2、 20:2、 2:5、 12:2、 200:2、 12:2。专利摘要一种生物医疗芯片中的线性电压产生器，其包括电压产生电路和电压转换电路，所述电压产生电路包括第1场效应管和第4场效应管，第1场效应管与第4场效应管串联于电源与地之间，且第1场效应管的栅极电压为输入电压，第4场效应管栅漏端相连；所述电压转换电路包括第2～3场效应管与第5～7场效应管，第2、5～6场效应管串联于电源与地之间，第2场效应管栅漏端相连，第6场效应管栅漏端相连；第2场效应管的漏端接到第3场效应管的栅端；第3、7场效应管串联于电源和地之间，且第3场效应管的漏极电压作为输出电压。本技术的有益效果在于可产生线性更好的电压作为神经刺激电流的控制电压，在生物医疗领域起到良好的辅助作用。文档编号H02M3/135GK201142636SQ200720077850公开日2008年10月29日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日专利技术者坤 王 申请人:上海贝岭股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物医疗芯片中的线性电压产生器，其特征在于：　　　　包括电压产生电路和电压转换电路，所述电压产生电路包括第１、４场效应管（Ｐ１、Ｎ１），其中第１场效应管（Ｐ１）与第４场效应管（Ｎ１）串联于电源与地之间，且第１场效应管（Ｐ１）的栅极电压为输入电压，第４场效应管栅漏短接成二极管；　　　　所述电压转换电路包括第２～３场效应管（Ｐ２、Ｐ３）与第５～７场效应管（Ｎ２～Ｎ４），其中，第２、５～６场效应管（Ｐ２、Ｎ２、Ｎ３）串联于电源和地之间，第３场效应管（Ｐ３）和第７场效应管（Ｎ４）也串联于电源和地之间；第２场效应管（Ｐ２）、第６～７场效应管（Ｎ３、Ｎ４）都是栅漏短接；第２场效应管（Ｐ２）的漏极和第３场效应管（Ｐ３）的栅极短接，且第３场效应管（Ｐ３）的漏极电压作为输出电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]