电压转换电路制造技术

本申请提供一种电压转换电路，包括：分压电路，对第一浮动电压分压以产生第二浮动电压；电压偏移电路，对第二浮动电压偏移产生第三浮动电压；电压偏移电路包括电压偏移单元，包括电流源，用于产生恒定电流，恒定电流的一部分流经第一支路形成第一支路电流，另一部分流经第二支路形成第二支路电流；第一支路包括第一场效应管和第一负载，第二支路包括第二场效应管和第二负载，第一场效应管和第二场效应管的源极相连，第一场效应管和第二场效应管的导电沟道宽长比不同，第一场效应管的栅极输入第二浮动电压，第二场效应管的栅极连接第三浮动电压

【技术实现步骤摘要】
电压转换电路


[0001]本申请涉及集成电路
，特别是涉及电压转换电路
。

技术介绍

[0002]现代半导体工业中，
CMOS(Complementary Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor)
工艺凭借其逻辑电路静态功耗几乎为零的特性以及
MOSFET(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor
，也称
MOS
管
)
可按比例缩小的特性成为当今集成电路
(Integrated Circuit
，
IC)
设计中的主流工艺
。
[0003]在模拟集成电路设计中常常会涉及到具有数字逻辑开关功能的电路设计，开关元件的驱动电压范围受到元件阈值电压和耐压值的双重限制
。
随着
MOS
管的特征尺寸不断减小，现代
CMOS
先进工艺进入深亚微米，乃至亚纳米时代，
MOS
管的漏极
(Drain)、
源极
(Source)、
栅极
(Gate)、
衬底
(Body)
两两之间的耐压值不断降低
。
因此，允许的驱动电压范围越来越小
。
[0004]在一些情形下，用于产生驱动电压的电源电压浮动范围却有较大的波动，例如，电源电压的下限低于开关元件的最高耐压，但电源电压的上限远高于开关元件的最高耐压，进一步加大了电压转换电路的设计难度
。
[0005]现有的电压转换电路一般是利用相对稳定的电源电压产生的需要的驱动电压，当电源电压自身的浮动范围较大时，这些现有的电压转换电路有的在理论设计上就无法得到符合要求的驱动电压，有的输出电压受半导体工艺波动的影响很大，难以满足集成电路的设计要求
。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种电压转换电路，用于将大浮动的电源电压转换为集成开关元件的驱动电压，且工艺敏感度较低
。
[0007]第一方面，本申请提供一种电压转换电路，所述电压转换电路包括分压电路以及与所述分压电路连接的电压偏移电路，所述分压电路对第一浮动电压分压以产生第二浮动电压，所述电压偏移电路对所述第二浮动电压偏移产生第三浮动电压，所述电压偏移电路包括至少一个电压偏移单元，所述电压偏移单元包括电流源
、
第一支路以及第二支路，所述电流源用于产生恒定电流，所述恒定电流的一部分流经所述第一支路形成第一支路电流，所述恒定电流的另一部分流经所述第二支路形成第二支路电流，所述第一支路包括相互串联的第一场效应管和第一负载，所述第二支路包括相互串联的第二场效应管和第二负载，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极相连，所述第一场效应管和所述第二场效应管的导电沟道宽长比不同以形成所述第一支路电流和所述第二支路电流之间的电流差，所述第一场效应管的栅极输入所述第二浮动电压，所述第二场效应管的栅极连接所述第三浮动电压
。
[0008]在第一方面的一种实现方式中，所述第一场效应管和所述第二场效应管为
PMOS
管，所述第二场效应管的导电沟道宽长比是所述第一场效应管的导电沟道宽长的
q
倍，
1.5≤q≤30。
[0009]在第一方面的一种实现方式中，第二负载的阻抗是第一负载的阻抗的
k
倍，
1.5≤k≤30。
[0010]在第一方面的一种实现方式中，所述第一负载和所述第二负载为
NMOS
管，所述第一负载的导电沟道宽长比是所述第二负载的导电沟道宽长比的
k
倍，
1.5≤k≤30。
[0011]在第一方面的一种实现方式中，所述第二场效应管包括多个相互并联的
PMOS
器件单元，各所述
PMOS
器件单元环绕所述第一场效应管布置，各所述
PMOS
器件单元的位置中心与所述第一场效应管的位置中心重合；
[0012]所述第一负载包括多个相互并联的
NMOS
器件单元，各所述
NMOS
器件单元环绕所述第二负载布置，各所述
NMOS
器件单元的位置中心与所述第二负载的位置中心重合
。
[0013]在第一方面的一种实现方式中，所述第一场效应管和所述第二场效应管为
NMOS
管，所述第一场效应管的导电沟道宽长比是所述第二场效应管的导电沟道宽长的
q
倍，
1.5≤q≤30。
[0014]在第一方面的一种实现方式中，所述第一负载的阻抗是所述第二负载的阻抗的
k
倍，
1.5≤k≤30。
[0015]在第一方面的一种实现方式中，所述第一负载和所述第二负载为
PMOS
管，所述第二负载的导电沟道宽长比是所述第一负载的导电沟道宽长比的
k
倍，
1.5≤k≤30。
[0016]在第一方面的一种实现方式中，所述第一场效应管包括多个相互并联的
NMOS
器件单元，各所述
NMOS
器件单元环绕所述第二场效应管布置，各所述
NMOS
器件单元的位置中心与所述第二场效应管的位置中心重合；
[0017]所述第二负载包括多个相互并联的
PMOS
器件单元，各所述
PMOS
器件单元环绕所述第一负载布置，各所述
PMOS
器件单元的位置中心与所述第一负载的位置中心重合
。
[0018]在第一方面的一种实现方式中，所述第一场效应管和所述第二场效应管的源极连接于所述电流源；所述第二场效应管的栅极和漏极连接；所述第一负载和所述第二负载的栅极连接于所述第一场效应管的漏极
。
[0019]如上所述，本申请所述的电压转换电路能够将大浮动的电源电压转换为集成开关元件的驱动电压，且工艺敏感度较低
。
附图说明
[0020]图1显示为本申请一实施例中所述的电压转换电路的应用场景图
。
[0021]图2显示为现有技术一实施例中所述的电压转换电路的电路图
。
[0022]图3显示为本申请一实施例中所述的电压转换电路的结构框图
。
[0023]图4显示为本申请一实施例中所述的电压偏移电路的结构框图
。
[0024]图5显示为本申请一实施例中所述的电压转换电路的电路图
。
[0025]图6显示为本申请另一实施例中所述的电压转换电路的电路图
。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电压转换电路，其特征在于，所述电压转换电路包括分压电路以及与所述分压电路连接的电压偏移电路，所述分压电路对第一浮动电压分压以产生第二浮动电压，所述电压偏移电路对所述第二浮动电压偏移产生第三浮动电压，所述电压偏移电路包括至少一个电压偏移单元，所述电压偏移单元包括电流源
、
第一支路以及第二支路，所述电流源用于产生恒定电流，所述恒定电流的一部分流经所述第一支路形成第一支路电流，所述恒定电流的另一部分流经所述第二支路形成第二支路电流，所述第一支路包括相互串联的第一场效应管和第一负载，所述第二支路包括相互串联的第二场效应管和第二负载，所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极相连，所述第一场效应管和所述第二场效应管的导电沟道宽长比不同以形成所述第一支路电流和所述第二支路电流之间的电流差，所述第一场效应管的栅极输入所述第二浮动电压，所述第二场效应管的栅极连接所述第三浮动电压
。2.
根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管为
PMOS
管，所述第二场效应管的导电沟道宽长比是所述第一场效应管的导电沟道宽长的
q
倍，
1.5≤q≤30。3.
根据权利要求2所述的电压转换电路，其特征在于，所述第二负载的阻抗是所述第一负载的阻抗的
k
倍，
1.5≤k≤30。4.
根据权利要求3所述的电压转换电路，其特征在于，所述第一负载和所述第二负载为
NMOS
管，所述第一负载的导电沟道宽长比是所述第二负载的导电沟道宽长比的
k
倍，
1.5≤k≤30。5.
根据权利要求4所述的电压转换电路，其特征在于，所述第二场效应管包括多个相互并联的
PMOS
器件单元，各所述
PMOS
器件单元环绕所述第一场效应管布置，各所述
PMOS
器件单元的位置中心与...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡敏，王粲，王颖，
申请(专利权)人：芯原微电子上海股份有限公司芯原微电子南京有限公司芯原科技上海有限公司芯原微电子海南有限公司芯原微电子北京有限公司，
类型：发明
国别省市：