一种总线保持电路及方法技术

一种总线保持电路，其特征在于：所述电路包括一个防倒灌PMOS管Mp2，用于基于导通或截止状态将所述总线保持电路的输入电压Vin维持于设定范围内；当所述电路的输入电压Vin高于芯片电源电压Vcc时所述Mp2保持截止状态，从而防止所述输入电压Vin倒灌至芯片电源电压Vcc；并且，当所述电路的输入电压Vin低于芯片电源电压Vcc时所述Mp2保持导通状态，从而维持所述输入电压Vin处于稳定状态。本发明专利技术中的电路结构简单、实现容易、功耗小，占用面积小，应用范围广。围广。围广。

【技术实现步骤摘要】
一种总线保持电路及方法


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种总线保持电路及方法。

技术介绍

[0002]目前，总线保持电路被广泛地应用于各种集成电路中，为功能电路部分提供稳定的总线电压输入。现有技术中采用的总线保持电路通常包括反相器、高端开关管、低端开关管。通过将输入电压经过反相器反相后，分别控制高端开关管和低端开关管的开启或关闭状态从而实现对电平的控制。具体来说，当输入为高电平时，将高端支路导通从而反馈支路电流以维持输入电压的高电平状态。当输入为低电平时，将低端支路导通从而反馈支路电流以维持输入电压的低电平状态。同时，为了防止输入电压大于芯片电源电压而导致的倒灌时，可以在高端支路中增加二极管，以保持高端支路电流流向的单向性。
[0003]然而，在这类具有防倒灌功能的总线保持电路中，由于增加了防倒灌二极管，而二极管具有一定大小的导通电压Vd，因此，当输入电压接近且略小于芯片电源电压时，二者之差小于防倒灌二极管的导通电压。这导致尽管输入电压仍然小于芯片电压，但在一定的区间范围内，仍然无法导通防倒灌二极管，由于防倒灌二极管截止，因此芯片电源电压对输入电压不具备上拉能力。这导致现有技术中二极管的压降和反相器的反转阈值的范围需要精确限制，从而增加了选用元件的难度。同时，当输入电压处于某一特定范围内时，电路无法将输入电压维持在稳定的状态上。
[0004]因此，亟需一种新的总线保持电路。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种新的总线保持电路，通过采用防倒灌PMOS管在实现了无延迟的导通和截止控制的同时，防止了输入电流的倒灌。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术第一方面，涉及一种总线保持电路，其中，电路包括一个防倒灌PMOS管Mp2，用于基于导通或截止状态将总线保持电路的输入电压Vin维持于设定范围内；当电路的输入电压Vin高于芯片电源电压Vcc时Mp2保持截止状态，从而防止输入电压Vin倒灌至芯片电源电压Vcc；并且，当电路的输入电压Vin低于芯片电源电压Vcc时Mp2保持导通状态，从而维持输入电压Vin处于稳定状态。
[0008]优选地，总线保持电路还包括控制单元和保持单元；其中，控制单元，与保持单元连接，用于向防倒灌PMOS管Mp2的栅极电压输入控制信号，以控制保持单元中防倒灌PMOS管Mp2的导通或截止状态；保持单元，与控制单元连接，用于基于防倒灌PMOS管Mp2的栅极电压的控制，维持电路的输入电压Vin处于稳定状态，同时防输入电压Vin倒灌至所述片电源电压Vcc。
[0009]优选地，控制单元包括控制PMOS管Mp1、第一寄生二极管Ds1、第二寄生二极管Dd1
以及第一电流源I1；其中，PMOS管Mp1的源极与输入电压Vin连接，栅极、漏极与防倒灌PMOS管Mp2的栅极、第一电流源I1的一端连接；第一寄生二极管的正极与PMOS管Mp1的源极连接，负极与PMOS管Mp1的体端连接；第二寄生二极管的正极与PMOS管Mp1的漏极连接，负极与PMOS管Mp1的体端连接；第一电流源I1的另一端接地。
[0010]优选地，保持单元还包括高端开关支路、低端开关支路和反相器；其中，反相器的输入端接入输入电压Vin，输出端分别接入高端开关支路和低端开关支路中开关管的栅极；高端开关支路一端与芯片电源电压Vcc连接，另一端与输入电压Vin连接，并基于反相器和控制单元的控制导通或截止；低端开关支路一端与输入电压Vin连接，另一端接地，并基于反相器的控制导通或截止。
[0011]优选地，高端开关支路包括高端开关管Mp0、防倒灌PMOS管Mp2、第三寄生二极管Ds2、第四寄生二极管Dd2和第二电流源Ip0；其中，高端开关管Mp0的源极与芯片电源电压连接，栅极与反相器的输出端连接，漏极与防倒灌PMOS管Mp2的源极连接；第三寄生二极管Ds2的正极与高端开关管Mp0的源极连接，负极与高端开关管Mp0的体端连接；第四寄生二极管Dd2的正极与高端开关管Mp0的漏极连接，负极与高端开关管Mp0的体端连接；防倒灌PMOS管Mp2的漏极与第二电流源Ip0的一端连接；第二电流源Ip0的另一端接入输入电压Vin。
[0012]优选地，低端开关支路包括低端开关管Mn0和第三电流源In0；其中，低端开关管Mn0的源极与第三电流源In0的一端连接，栅极与反相器的输出端连接，漏极接地；第三电流源In0的另一端与所述输入电压Vin连接。
[0013]优选地，将控制PMOS管Mp1和防倒灌PMOS管Mp2所在N阱置于悬空状态，从而使得控制PMOS管Mp1和防倒灌PMOS管Mp2的各极获得并联的寄生二极管。
[0014]优选地，控制PMOS管Mp1和防倒灌PMOS管Mp2的参数相同，开启门限电压均为Vth。
[0015]优选地，当输入电压Vin小于等于芯片电源电压Vcc时，防倒灌PMOS管Mp2的源极电压与栅极电压之差大于Vth，防倒灌PMOS管Mp2导通；当输入电压Vin大于芯片电源电压Vcc时，防倒灌PMOS管Mp2的源极电压与栅极电压之差小于Vth，防倒灌PMOS管Mp2截止。
[0016]本专利技术第二方面，涉及一种总线保持方法，其中，方法采用如本专利技术第一方面中所述的一种总线保持电路。
[0017]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种总线保持电路，包括控制单元和保持单元，保持单元中采用了防倒灌PMOS管代替了现有技术中常用的二极管，同时通过控制单元控制保持单元中防倒灌PMOS管的导通与截止，从而防止了倒灌发生的可能。与此同时，当输入电压接近芯片电源电压时，也能够将输入电压维持在稳定状态。本专利技术中的电路结构简单、实现容易、功耗小，占用面积小，应用范围广。
[0018]本专利技术的有益效果还包括：
[0019]1、由于PMOS管是基于栅极电压的控制而实现的导通或截止，从而消除了现有技术中二极管导通电压对于总线保持控制的误差，确保了输入电压Vin处于所有电压范围下保持电路的有效性。因此，本专利技术中的电路可以容许输入电压Vin处于各种状态下。
[0020]2、本专利技术中PMOS管的防倒灌功能是通过将PMOS管所在的N阱空置实现的，实现方式非常简单，基本不消耗额外成本，代价小，实现方便。
[0021]3、由于控制电路采用了Mp1的源极、漏极分别与输入电压Vin和电流源连接的方式，从而使得控制PMOS管能够准确地获取到Vin的状态，并且，由于Mp1和Mp2镜像方式连接，
从而进一步地确保了控制电路对Mp2的精确控制。
[0022]4、由于增加了电流源Ip0和In0，从而辅助了高端支路和低端支路中保持Vin状态的电流的大小，此时可以将开关管Mp0和Mn0的尺寸设计的较大，用过这种方式，也可以防止开关管的压降对于Mp2导通截止逻辑的影响。
[0023]5、由于防倒灌PMOS管的导通电压为其源漏极电压Vsdp2，通常可以设计的很小，远远小于防倒灌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种总线保持电路，其特征在于：所述电路包括一个防倒灌PMOS管Mp2，用于基于导通或截止状态将所述总线保持电路的输入电压Vin维持于设定范围内；当所述电路的输入电压Vin高于芯片电源电压Vcc时所述Mp2保持截止状态，从而防止所述输入电压Vin倒灌至芯片电源电压Vcc；并且，当所述电路的输入电压Vin低于芯片电源电压Vcc时所述Mp2保持导通状态，从而维持所述输入电压Vin处于稳定状态。2.根据权利要求1中所述的一种总线保持电路，其特征在于：所述总线保持电路还包括控制单元和保持单元；其中，所述控制单元，与所述保持单元连接，用于向所述防倒灌PMOS管Mp2的栅极电压输入控制信号，以控制所述保持单元中防倒灌PMOS管Mp2的导通或截止状态；所述保持单元，与所述控制单元连接，用于基于所述防倒灌PMOS管Mp2的栅极电压的控制，维持所述电路的输入电压Vin处于稳定状态，同时防止所述输入电压Vin倒灌至所述芯片电源电压Vcc。3.根据权利要求2中所述的一种总线保持电路，其特征在于：所述控制单元包括控制PMOS管Mp1、第一寄生二极管Ds1、第二寄生二极管Dd1以及第一电流源I1；其中，所述PMOS管Mp1的源极与所述输入电压Vin连接，栅极、漏极与所述防倒灌PMOS管Mp2的栅极、第一电流源I1的一端连接；所述第一寄生二极管的正极与PMOS管Mp1的源极连接，负极与PMOS管Mp1的体端连接；所述第二寄生二极管的正极与PMOS管Mp1的漏极连接，负极与PMOS管Mp1的体端连接；所述第一电流源I1的另一端接地。4.根据权利要求3中所述的一种总线保持电路，其特征在于：所述保持单元还包括高端开关支路、低端开关支路和反相器；其中，所述反相器的输入端接入所述输入电压Vin，输出端分别接入所述高端开关支路和低端开关支路中开关管的栅极；所述高端开关支路一端与芯片电源电压Vcc连接，另一端与所述输入电压Vin连接，并基于所述反相器和所述控制单元的控制导通或截止；所述低端开关支路一端与所述输入电压Vin连接，另一端接地，并基于所述反相器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁莹莹，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：