可调节的电压源及芯片制造技术

本实用新型专利技术公开可调节的电压源及芯片，该电压源包括电压偏置模块、开关调节模块和NMOS管共栅结构；开关调节模块连接于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间，开关调节模块包括N个通路器件和对应相连接的开关器件，其中，每个开关器件的开闭状态接受外部的相应的控制信号的控制以选通对应通路器件，使得电压偏置模块和NMOS管共栅结构在相应的电量状态下连通；NMOS管共栅结构包括两个共栅结构，该两个共栅结构均与开关调节模块连接，用于在电压偏置模块和NMOS管共栅结构连通后，输出与一个或多个通路器件相适应的基准电压。通路器件相适应的基准电压。通路器件相适应的基准电压。

【技术实现步骤摘要】
可调节的电压源及芯片


[0001]本技术涉及基准电压源设计领域，涉及一种可调节的电压源及芯片。

技术介绍

[0002]随着物联网和便携式设备的迅猛发展，设备小型化、便携化和低功耗已经成为目前发展的方向。基准源电路作为模拟集成电路的重要基本模块，能够提供对电源电压、温度和工艺变化不敏感的基准电压，被广泛应用于模数转换器、锁相环以及动态存储器等电路，这些电路是构成各类芯片和电子设备的基础，当各类芯片和电子设备所处的工作环境类型增多时，MOS管输出的电量信息对MOS管工艺变化更加敏感，则这些电路在采用差分电路架构设计时，只产生固定的输出电压，作为唯一的基准电压，不满足各类芯片和电子设备对于电压源（包括参考电压源）的改进需求。

技术实现思路

[0003]为了满足各类芯片和电子设备对于电压源的改进需求，本技术公开一种不同于差分电路结构的可调节的电压源及芯片，具体的技术方案如下：
[0004]一种可调节的电压源，该电压源包括电压偏置模块、开关调节模块和NMOS管共栅结构；开关调节模块连接于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间，开关调节模块包括N个通路器件和对应相连接的开关器件，其中，每个开关器件的开闭状态接受外部的相应的控制信号的控制以选通对应通路器件，使得电压偏置模块和NMOS管共栅结构在相应的电量状态下连通；NMOS管共栅结构包括两个共栅结构，该两个共栅结构均与开关调节模块连接，用于在电压偏置模块和NMOS管共栅结构连通后，输出与一个或多个通路器件相适应的基准电压；其中，N是大于或等于3的整数。
[0005]进一步地，开关调节模块中，每一个通路器件均连接在电压偏置模块的一个预设输出端和对应的一个开关器件之间，每个开关器件均连接在对应一个通路器件和NMOS管共栅结构的一个预设输入端之间；所述开关器件，用于在接受相应的控制信号的控制作用下，将部分或全部通路器件接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间，以实现由NMOS管共栅结构输出基准电压范围；其中，所述与一个或多个通路器件相适应的基准电压落入所述基准电压范围内。
[0006]进一步地，所述通路器件是电阻；每个电阻与对应一个开关器件串联连接并组成一级开关支路，每一级开关支路并联连接，使得一个或多个开关器件闭合时，NMOS管共栅结构在相应范围的电流状态下输出所述基准电压范围。
[0007]进一步地，所述通路器件是NMOS管；每个NMOS管的栅极与其漏极连接或与外部的电源连接，每个NMOS管的衬底均与外部的电源连接，每个NMOS管的漏极均与电压偏置模块的一个预设输出端连接，每个NMOS管的源极与对应一个开关器件连接并组成一级开关支路，每一级开关支路并联连接，使得一个或多个开关器件闭合时，被开关器件接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的通路器件用于调节所述NMOS管共栅结构输出的基准电压
范围。
[0008]进一步地，当被接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的NMOS管的阈值电压越小，则NMOS管共栅结构允许输出的基准电压范围越小；当被接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的NMOS管的阈值电压越大，则NMOS管共栅结构允许输出的基准电压范围越大。
[0009]进一步地，每个通路器件对应的晶体管具有相同的宽长比；被开关器件接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的NMOS管是处于饱和状态；当一级开关支路中的NMOS管没有接入到电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间时，该NMOS管是处于截止状态。
[0010]进一步地，所述开关器件是使用有源器件中的晶体管实现，均配置为接受外部的单比特位的逻辑信号的控制，以实现开关器件在开闭状态之间切换。
[0011]进一步地，所述NMOS管共栅结构包括第一共栅结构和第二共栅结构；第一共栅结构包括第一一NMOS管和第一二NMOS管，第二共栅结构包括第二一NMOS管和第二二NMOS管；第一一NMOS管的漏极和第二一NMOS管的漏极的连接点作为所述NMOS管共栅结构的一个预设输入端，用于与所述开关器件相连接，以实现所述开关调节模块输出至第一一NMOS管的漏极的电流和所述开关调节模块输出至第二一NMOS管的漏极的电流相等；第二一NMOS管的源极和第二二NMOS管的漏极的连接点作为所述NMOS管共栅结构的输出端，用于输出所述基准电压。
[0012]进一步地，在第一共栅结构中，第一一NMOS管的栅极和第一二NMOS管的栅极相连接，第一一NMOS管的源极和第一二NMOS管的漏极相连接，第一二NMOS管的衬底与地线连接，第一一NMOS管的漏极和第一一NMOS管的栅极相连接；其中，第一一NMOS管的温度系数和第一二NMOS管的温度系数的正负属性不同；在第二共栅结构中，第二一NMOS管的栅极和第二二NMOS管的栅极相连接，第二一NMOS管的源极和第二二NMOS管的漏极相连接，第二二NMOS管的衬底与地线相连接，第二一NMOS管的漏极和第二一NMOS管的栅极相连接；其中，第二一NMOS管的温度系数和第二二NMOS管的温度系数的正负属性不同。
[0013]进一步地，第一共栅结构中的第一一NMOS管的漏极与第一共栅结构中的第一二NMOS管的源极的连接点与第二共栅结构中的第二二NMOS管的源极相连接。
[0014]进一步地，第二一NMOS管的衬底和第一一NMOS管的衬底均与所述NMOS管共栅结构的输出端相连接。
[0015]进一步地，所述电压偏置模块包括两个PMOS管，每个PMOS管的漏极的连接点作为所述电压偏置模块的一个预设输出端。
[0016]进一步地，在所述电压偏置模块中，每个PMOS管的源极与其栅极相连接，每个PMOS管的源极均与外部的电源相连接；其中，每个PMOS营的衬底均与外部的电源相连接。
[0017]一种芯片，该芯片的内部设置有所述的电压源。
[0018]与现有技术相比，本技术公开的可调节的电压源使用相并联的多条开关支路作为电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的开关调节模块，在外部控制信号的作用下选通相应的开关支路以改变NMOS管共栅结构输出的电压的变化范围，实现更精细的电压调节，在开关调节模块的相关元器件采用有源器件时让所述可调节的电压源形成可调节的基准电压源，解决现有的部分差分电路采用同种类型MOS管输出的基准电压大小受限制的问题。
[0019]其中，电压偏置模块不需额外设计启动电路，只需要较低的电源电压和较小的偏
置电流，整个电路结构更为简单，更容易为开关调节模块和NMOS管共栅结构提供偏置电流，不需要产生适用于差分电路的镜像电流。
[0020]另外，由于NMOS管共栅结构是等效于由两个共栅结构堆叠而成，相对于降低所产生的功耗；NMOS管共栅结构利用两个共栅结构中的衬底、源极及栅极的连接方式克服消除体效应的影响，整体上可调节的电压源设计为不完全对称的仅具有NMOS管推挽式的拓扑结构，NMOS管共栅结构利用两个共栅结构之间的连接方式组成反馈连接结构，便于开关调节模块调节出消除体效应后的基准电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调节的电压源，其特征在于，该电压源包括电压偏置模块、开关调节模块和NMOS管共栅结构；开关调节模块连接于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间，开关调节模块包括N个通路器件和对应相连接的开关器件，其中，每个开关器件的开闭状态接受外部的相应的控制信号的控制以选通对应通路器件，使得电压偏置模块和NMOS管共栅结构在相应的电量状态下连通；NMOS管共栅结构包括两个共栅结构，该两个共栅结构均与开关调节模块连接，用于在电压偏置模块和NMOS管共栅结构连通后，输出与一个或多个通路器件相适应的基准电压；其中，N是大于或等于3的整数。2.根据权利要求1所述电压源，其特征在于，开关调节模块中，每一个通路器件均连接在电压偏置模块的一个预设输出端和对应的一个开关器件之间，每个开关器件均连接在对应一个通路器件和NMOS管共栅结构的一个预设输入端之间；所述开关器件，用于在接受相应的控制信号的控制作用下，将部分或全部通路器件接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间，以实现由NMOS管共栅结构输出基准电压范围；其中，所述与一个或多个通路器件相适应的基准电压落入所述基准电压范围内。3.根据权利要求2所述电压源，其特征在于，所述通路器件是电阻；每个电阻与对应一个开关器件串联连接并组成一级开关支路，每一级开关支路并联连接，使得一个或多个开关器件闭合时，NMOS管共栅结构在相应范围的电流状态下输出所述基准电压范围。4.根据权利要求2所述电压源，其特征在于，所述通路器件是NMOS管；每个NMOS管的栅极与其漏极连接或与外部的电源连接，每个NMOS管的衬底均与外部的电源连接，每个NMOS管的漏极均与电压偏置模块的一个预设输出端连接，每个NMOS管的源极与对应一个开关器件连接并组成一级开关支路，每一级开关支路并联连接，使得一个或多个开关器件闭合时，被开关器件接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的通路器件用于调节所述NMOS管共栅结构输出的基准电压范围。5.根据权利要求4所述电压源，其特征在于，当被接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的NMOS管的阈值电压越小，则NMOS管共栅结构允许输出的基准电压范围越小；当被接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的NMOS管的阈值电压越大，则NMOS管共栅结构允许输出的基准电压范围越大。6.根据权利要求4所述电压源，其特征在于，每个通路器件对应的晶体管具有相同的宽长比；被开关器件接通于电压偏置模块和NMOS管共栅结构之间的NMOS管是处于饱和状态；当一级开关支路中的NMOS管没有接入到电压偏置模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟兵，邓文拔，许登科，
申请(专利权)人：珠海一微半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：