一种用于电源管理的MOSFET驱动电路制造技术

本发明专利技术属于集成电路领域，特别涉及一种用于电源管理的MOSFET驱动电路，包括：Vref_LS内部电源模块、缓冲模块、第一反相器组、nmos加速电路、nmos管N1、Vref_HS内部电源模块、电平位移模块、第二反相器组、pmos加速电路和pmos管P1；在常规MOSFET驱动电路的基础上引入nmos加速电路和pmos加速电路，通过nmos加速电路加快nmos管N1的开启速度和Vref_LS内部电源模块的瞬态稳定速度，通过pmos加速电路加快pmos管P1的开启速度和Vref_HS内部电源模块的瞬态稳定速度，提高MOSFET驱动电路的驱动效果。提高MOSFET驱动电路的驱动效果。提高MOSFET驱动电路的驱动效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电源管理的MOSFET驱动电路


[0001]本专利技术属于集成电路领域，特别涉及一种用于电源管理的MOSFET驱动电路。

技术介绍

[0002]MOSFET驱动电路在电源管理电路中应用广泛，用于实现逻辑电平信号与功率信号的切换，电源管理电路的应用非常广泛，绝大多数电源管理电路都需要内置或者外置MOSFET。
[0003]图1为常用MOSFET驱动电路，包括：低边驱动部分和高边驱动部分；
[0004]低边驱动部分包括：Vref_LS内部电源模块、缓冲模块、反相器INV1～INV3及nmos管N1；Vref_LS内部电源模块为缓冲模块、反相器INV1～INV3及nmos管N1提供供电电源；缓冲模块用于接收外部方波信号并对方波信号整形后输出给反相器INV1和电平位移模块；反相器INV1～INV3逐级放大缓冲模块输出的整形后的信号实现对nmos管N1的开启/关断；
[0005]高边驱动部分包括：Vref_HS内部电源模块、电平位移模块、反相器INV4～INV6及pmos管P1；Vref_HS内部电源模块为电平位移模块、反相器INV4～INV6及pmos管P1提供供电电源；电平位移模块将缓冲模块的输出信号转换为Vref_HS～Vdd；反相器INV4～INV6逐级放大电平位移输出的信号实现对输出级pmos管P1的开启/关断。
[0006]图1所示常规MOSFET驱动电路正常工作时，pmos管P1的开启/关断由INV6实现，当INV6栅极输入低电平时，INV6的pmos管P3开启、nmos管N3关断，将pmos管P1的栅极通过pmos管P3上拉到Vdd，将pmos管P1关断；当INV6栅极输入高电平时，INV6的pmos管P3关断，nmos管N3开启，将pmos管P1的栅极通过nmos管N3下拉到Vref_HS，将pmos管P1开启；在pmos管P1栅极电压下降过程中，pmos管P1栅极的电荷通过nmos管N3及Vref_HS的pmos管P2泄放到GND。对于MOSFET驱动电路，为了实现一定驱动能力，pmos管P1尺寸大、栅极电荷多，由于稳态条件下Vref_HS响应速度有限，限制了Vref_HS电压稳定速度。此过程中Vref_HS输出端电压、pmos管P1栅极电压波形示意图如图2所示。
[0007]图1所示常规MOSFET驱动电路正常工作时，nmos管N1的开启/关断由INV3实现。当INV3栅极输入高电平时，INV3的pmos管P4关断，nmos管N4开启，将nmos管N1的栅极通过nmos管N4下拉到GND，将nmos管N1关断；当INV3栅极输入低电平时，INV3的pmos管P4开启、nmos管N4关断，将nmos管N1的栅极通过pmos管P4上拉到Vref_LS，将nmos管N1开启；在nmos管N1栅极电压上升过程中，电源电荷通过Vref_LS的nmos管N2及反相器INV3的pmos管P4到达nmos管N1栅极。对于MOSFET驱动电路，为了实现一定驱动能力，nmos管N1尺寸大、栅极电荷多，由于稳态条件下Vref_LS响应速度有限，限制了Vref_LS电压稳定速度。此过程中Vref_LS输出端电压、nmos管N1栅极电压波形示意图如图3所示。
[0008]参阅图2和图3，内部电源Vref_LS和Vref_HS在稳态条件下响应速度有限，导致驱动电路输出级器件N1/P1开启速度受限，影响了输出端电压上升/下降的速度，限制了输出级器件的峰值输出电流，导致MOSFET驱动电路的驱动效果不高。

技术实现思路

[0009]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种用于电源管理的MOSFET驱动电路，在常规MOSFET驱动电路的基础上引入nmos加速电路和pmos加速电路，通过nmos加速电路加快nmos管N1的开启速度和Vref_LS内部电源模块的瞬态稳定速度，通过pmos加速电路加快pmos管P1的开启速度和Vref_HS内部电源模块的瞬态稳定速度，提高MOSFET驱动电路的驱动效果，所述MOSFET驱动电路包括：
[0010]Vref_HS内部电源模块、Vref_LS内部电源模块、电平位移模块、缓冲模块、第一反相器组、第二反相器组、nmos加速电路、nmos管N1、pmos加速电路和pmos管P1；
[0011]所述缓冲模块用于接收外部的方波信号，并对外部的方波信号进行整形使方波信号的幅度达到预设幅度后发送至第一反相器组、电平位移模块和pmos加速电路；
[0012]第一反相器组逐级放大缓冲模块输出的方波信号从而控制nmos管N1的栅极开启/关断；
[0013]Vref_LS内部电源模块用于为pmos加速电路、缓冲模块和第一反相器组提供电源；
[0014]Vref_HS内部电源模块用于为第二反相器组和nmos加速电路提供电源；
[0015]电平位移模块用于根据Vref_LS内部电源模块和Vref_HS内部电源模块的输出信号将缓冲单元输出的方波信号由0～Vref_LS转换为Vref_HS～Vdd并提供给第二反相器组和nmos加速电路；
[0016]第二反相器组逐级放大电平位移输出的方波信号从而控制pmos管P1的栅极开启/关断；
[0017]nmos加速电路在输入信号下降沿瞬间向Vref_LS内部电源模块和nmos管N1的栅极注入电流进而加快nmos管N1的开启速度和提高Vref_LS内部电源模块的电压瞬态稳定速度；
[0018]pmos加速电路在输入信号的上升沿瞬间从Vref_HS内部电源模块和pmos管P1的栅极抽取电流进而加快pmos管P1的开启速度和提高Vref_HS内部电源模块的电压瞬态稳定速度；
[0019]nmos管N1的漏极和pmos管P1的源极相连作为MOSFET驱动电路的输出；
[0020]nmos管N1的源极接GND；pmos管P1的源极接Vdd。
[0021]优选地，所述nmos加速电路包括：反相器INV9、反相器INV10、与非门NAND1、pmos管P5和pmos管P6；
[0022]反相器INV9的输入端接电平位移模块的输出端；反相器INV9的输出端接反相器INV10的输入端；反相器INV10的输出端接与非门NAND1的第一输入端；反相器INV9的输出端接与非门NAND1的第二输入端；与非门NAND1的输出端接pmos管P5的栅极和pmos管P6的栅极；pmos管P5的源极和pmos管P6的源极接公共电源Vdd；pmos管P5的漏极接Vref_LS内部电源模块的输出端；pmos管P6的漏极接nmos管N1的栅极。
[0023]优选地，与非门NAND1、反相器INV9和反相器INV10的第一公共端接公共电源Vdd；与非门NAND1、反相器INV9和反相器INV10的第二公共端接Vref_HS内部电源模块的输出端。
[0024]优选地，所述pmos加速电路包括：反相器INV7、反相器INV8、或非门NOR1、nmos管N5和nmos管N6；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电源管理的MOSFET驱动电路，其特征在于，所述MOSFET驱动电路包括：Vref_HS内部电源模块、Vref_LS内部电源模块、电平位移模块、缓冲模块、第一反相器组、第二反相器组、nmos加速电路、nmos管N1、pmos加速电路和pmos管P1；所述缓冲模块用于接收外部的方波信号，并对外部的方波信号进行整形使方波信号的幅度达到预设幅度后发送至第一反相器组、电平位移模块和pmos加速电路；第一反相器组逐级放大缓冲模块输出的方波信号从而控制nmos管N1的栅极开启/关断；Vref_LS内部电源模块用于为pmos加速电路、缓冲模块和第一反相器组提供电源；Vref_HS内部电源模块用于为第二反相器组和nmos加速电路提供电源；电平位移模块用于根据Vref_LS内部电源模块和Vref_HS内部电源模块的输出信号将缓冲单元输出的方波信号由0～Vref_LS转换为Vref_HS～Vdd并提供给第二反相器组和nmos加速电路；第二反相器组逐级放大电平位移模块输出的方波信号从而控制pmos管P1的栅极开启/关断；nmos加速电路在输入信号下降沿瞬间向Vref_LS内部电源模块和nmos管N1的栅极注入电流进而加快nmos管N1的开启速度和提高Vref_LS内部电源模块的电压瞬态稳定速度；pmos加速电路在输入信号的上升沿瞬间从Vref_HS内部电源模块和pmos管P1的栅极抽取电流进而加快pmos管P1的开启速度和提高Vref_HS内部电源模块的电压瞬态稳定速度；nmos管N1的漏极和pmos管P1的源极相连作为MOSFET驱动电路的输出；nmos管N1的源极接GND；pmos管P1的源极接Vdd。2.根据权利要求1所述的一种用于电源管理的MOSFET驱动电路，其特征在于，所述nmos加速电路包括：反相器INV9、反相器INV10、与非门NAND1、pmos管P5和pmos管P6；反相器INV9的输入端接电平位移模块的输出端；反相器INV9的输出端接反相器INV10的输入端；反相器INV10的输出端接与非门NAND1的第一输入端；反相器INV9的输出端接与非门NAND1的第二输入端；与非门NAND1的输出端接pmos管P5的栅极和pmos管P6的栅极；pmos管P5的源极和pmos管P6的源极接公共电源Vdd；pmos管P5的漏极接Vref_LS内部电源模块的输出端；pmos管P6的漏极接nmos管N1的栅极。3.根据权利要求2所述的一种用于电源管理的MOSFET驱动电路，其特征在于，与非门NAND1、反相器INV9和反相器I...

【专利技术属性】
技术研发人员：高兴国，季睿，刘凡，杭丽，徐青，雷旭，廖鹏飞，杨丰，蒲林，郭艾，刘婷，曾欣，杨光美，杨凯，
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：