[發(fā)明專利]可下拉精準電流的IO電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010503969.2
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN102447466A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 駱川;周平
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體集成電路，特別是涉及一種可下拉精準電流的IO電路。

背景技術(shù)

如圖1所示，為現(xiàn)有不帶下拉電流IO電路的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有不帶下拉電流IO電路，包括：電阻R、對電源靜電保護電路和對地靜電保護電路。所述電阻R的第一端和焊盤PAD相連接，所述電阻R的第二端和芯片內(nèi)部電路相連接，所述電阻R用于在靜電保護時進行限流。所述對電源靜電保護電路連接在電源VDD和所述電阻R的第一端之間。所述對地靜電保護電路連接于地和所述電阻R的第一端之間。現(xiàn)有不帶下拉電流IO電路只起到一個防靜電保護的功能。

如圖2所示，為現(xiàn)有可下拉電流的IO電路的結(jié)構(gòu)示意圖，所述現(xiàn)有可下拉電流的IO電路在現(xiàn)有不帶下拉電流IO電路的基礎(chǔ)上增加了一個下拉電流功能模塊，所述下拉電流功能模塊連接于所述電阻R的第二端和地之間；通過一使能信號EN控制下拉電流I的導通和關(guān)斷。現(xiàn)有可下拉電流的IO電路除了具有靜電保護的功能外還具有在使能信號EN使能的時候會在IO電路中產(chǎn)生一個特定大小的電流信號即下拉電流I的作用，所述下拉電流I可以在一些實際應(yīng)用場合作為通信信號使用。現(xiàn)有可下拉電流的IO電路的缺點是所述下拉電流I的建立時間完成時間較長，同時所述下拉電流I的偏差較大，不符合作為通信信號的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可下拉精準電流的IO電路，能縮短下拉電流的啟動時間、提高下拉電流的精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的可下拉精準電流的IO電路包括：第一電阻、對電源靜電保護電路、對地靜電保護電路和一下拉電流功能模塊。所述第一電阻的第一端和焊盤相連接，所述第一電阻的第二端和芯片內(nèi)部電路相連接，所述第一電阻用于在靜電保護時進行限流。所述對電源靜電保護電路連接在電源和所述第一電阻的第一端之間。所述對地靜電保護電路連接于地和所述第一電阻的第一端之間。所述下拉電流功能模塊連接于所述第一電阻的第二端和地之間。所述下拉電流功能模塊包括一運算放大器、第二電阻、一NMOS管和一開關(guān)模塊。

所述運算放大器的同相輸入端和基準電壓相連接，所述運算放大器的輸出端連接所述NMOS管的柵極。

所述第二電阻的第一端接地，所述NMOS管和所述開關(guān)模塊串接在所述第一電阻的第二端和所述第二電阻的第二端之間；所述NMOS管和所述開關(guān)模塊的第一種串接結(jié)構(gòu)為所述第一電阻的第二端連接所述NMOS管的漏極、所述NMOS管的源極連接所述開關(guān)模塊的第一端、所述開關(guān)模塊的第二端連接所述第二電阻的第二端；所述NMOS管和所述開關(guān)模塊的第二種串接結(jié)構(gòu)為所述第一電阻的第二端連接所述開關(guān)模塊的第一端、所述第二電阻的第二端連接所述NMOS管的漏極、所述NMOS管的源極連接所述第二電阻的第二端。

所述第二電阻的第二端連接所述運算放大器的反相輸入端；所述運算放大器的使能端連接使能信號，所述開關(guān)模塊的第三端連接使能信號。

當所述使能信號有效時，所述運算放大器的反相輸入端的反相電位嵌位到和所述同相輸入端的基準電壓相同的電壓，所述運算放大器的輸出端輸出一大于所述NMOS管的閾值電壓的輸出電壓并使所述NMOS管開啟，所述開關(guān)模塊接通，在所述第一電阻的第二端和地之間產(chǎn)生一下拉電流，并在所述運算放大器的輸出端和反相輸入端形成單位增益負反饋回路；所述下拉電流的大小為所述基準電壓除以所述第二電阻的電阻值。

更優(yōu)選擇，所述NMOS管為一本征NMOS管，所述NMOS管的閾值電壓小于所述使能信號有效時所述運算放大器的輸出電壓。

更優(yōu)選擇，所述使能信號為高電平時有效；或，所述使能信號為低電平時有效。

更優(yōu)選擇，所述運算放大器的開環(huán)增益和單位增益帶寬滿足所述下拉電流能夠在50納秒內(nèi)啟動的條件。

更優(yōu)選擇，所述運算放大器的開環(huán)增益大于60dB，單位增益帶寬大于200MHz。

由于本發(fā)明的運算放大器的開環(huán)增益和單位增益帶寬足夠大，使得下拉電流的啟動時間得到大大縮短，能使下拉電流的啟動時間小于50納秒。另外，由于本發(fā)明通過運算放大器的負反饋的設(shè)置，使得下拉電流和所述基準電壓及所述第二電阻的電阻值有關(guān)，其中所述基準電壓的誤差要遠小于所述第二電阻的電阻值的誤差，而所述第二電阻的電阻值的誤差主要和所述第二電阻的溫度系數(shù)和工藝偏差有關(guān)，很容易實現(xiàn)所述第二電阻的電阻值的誤差值控制在±25％以內(nèi)，故本發(fā)明能夠大大提高下拉電流的精度，能使下拉電流的偏差范圍小于±25％。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：