[實(shí)用新型]用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220193512.0
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN202632149U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈良;袁俊;潘松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海爾集成電路有限公司
• 主分類號(hào): G05F3/26
• 分類號(hào): G05F3/26
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬晶晶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電路技術(shù)，尤其涉及一種用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）技術(shù)成為功率集成的最重要的技術(shù)。BCD技術(shù)的特點(diǎn)是將硅平面工藝應(yīng)用的功率集成上，將控制部分(包括模擬的和數(shù)字的)與作為輸出的功率器件整合在一起。功率器件DMOS分為縱向的垂直雙擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（VDMOS）和橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）。

在不同的應(yīng)用中，DMOS的電壓范圍也有所不同，從幾十伏到幾百伏。

例如，基于CMOS平臺(tái)開發(fā)的BCD工藝技術(shù)，將3.3V/5.0V?CMOS器件、耐壓達(dá)到20V以上的雙極型器件、耐壓達(dá)到40V以上幾十伏甚至幾百伏的LDMOS以及基本的多晶電阻、低溫度系數(shù)齊納管、低溫度系數(shù)電阻和電容以及OTP（One?Time?Programmable，一次性可編程）/MTP（Multiple?Time?Programmable，可多次編程）結(jié)構(gòu)等集成在一起。其中，LDMOS是BCD工藝的核心器件。

因?yàn)樾酒枰趲资踔翈装俜沫h(huán)境中應(yīng)用，所以芯片需要考慮采用BCD工藝設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的器件的柵極、源極、漏極之間的耐壓值為相應(yīng)工藝應(yīng)用的電源電壓。如目前LDMOS的源/漏與柵/漏的耐壓值為40V，但是柵極與源極之間的電壓為5V，遠(yuǎn)小于40V，這樣在芯片內(nèi)部采用NLDMOS/PLDMOS的開啟關(guān)斷作用時(shí)需要確保柵極與源極之間的電壓小于5V。

標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的器件的開關(guān)工作狀態(tài)如圖1所示：

對(duì)于PMOS管，源極電壓VS=VDD，漏極電壓VD=0，當(dāng)柵極電壓VG=0V時(shí)，PMOS管導(dǎo)通，當(dāng)柵極電壓VG=VDD時(shí)，PMOS管關(guān)斷。

對(duì)于NMOS管，源極電壓VS=0，漏極電壓VD=VDD，當(dāng)柵極電壓VG=0V時(shí)，NMOS管關(guān)斷，當(dāng)柵極電壓VG=5V時(shí)，NMOS管導(dǎo)通。

在NMOS/PMOS作為開關(guān)的過(guò)程中，必須滿足任意兩端之間能夠耐壓為相應(yīng)工藝應(yīng)用的電源電壓VDD。對(duì)于LDMOS的40V器件來(lái)說(shuō)，其特殊的地方在于VGS之間最大耐壓為5V，而VDS最大耐壓為40V。

目前，開關(guān)信號(hào)為0V或5V，無(wú)法滿足PLDMOS管作為開關(guān)控制管的需要，需要提供一種電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路，以使PLDMOS管處于開關(guān)工作狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置，以將開關(guān)信號(hào)為0V或5V進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿足MOS管在電源電壓為幾十伏或幾百伏的應(yīng)用環(huán)境中，作為開關(guān)控制管的耐壓要求。

本實(shí)用新型提供一種用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置，包括：

電流提供電路，用于提供可調(diào)電流；

第一電流鏡像電路，用于將所述電流提供電路提供的電流鏡像；

電流鏡像控制電路，用于接收0V或5V的電壓信號(hào)，并且，當(dāng)所述電流鏡像控制電路接收的電壓信號(hào)為0V時(shí)，用于控制第二電流鏡像電路對(duì)所述第一電流鏡像電路鏡像的電流鏡像，當(dāng)所述電流鏡像控制電路接收的電壓信號(hào)為5V時(shí)，用于控制所述第二電流鏡像電路關(guān)斷；

所述第二電流鏡像電路，與第一調(diào)壓電阻的第一端相連，當(dāng)所述第二電流鏡像電路對(duì)所述第一電流鏡像電路鏡像的電流鏡像時(shí)，鏡像的電流流入所述第一調(diào)壓電阻；

所述第一調(diào)壓電阻，第二端接電源，當(dāng)所述鏡像的電流流入所述第一調(diào)壓電阻時(shí)，所述第一端輸出的電壓信號(hào)為所述電源的電壓VDD減去電流乘以所述第一調(diào)壓電阻的阻值；當(dāng)所述第二電流鏡像電路關(guān)斷時(shí)，所述第一端輸出的電壓信號(hào)為VDD。

上述用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置，其中，所述電流提供電路包括：第一PMOS管及第二調(diào)壓電阻，所述第一PMOS管的柵極輸入恒定電壓，所述第一PMOS管的漏極接所述第二調(diào)壓電阻的第一端，所述第一PMOS管的源極接低壓電源，所述第二調(diào)壓電阻的第二端接地。

上述用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置，其中，所述電流提供電路還包括：運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的正端的電壓為基準(zhǔn)電壓，所述運(yùn)算放大器的負(fù)端接所述第一PMOS管的漏極，所述運(yùn)算放大器的輸出端接所述第一PMOS管的柵極。

上述用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置，其中，所述第一電流鏡像電路包括：第二PMOS管，所述第二PMOS管的柵極接所述第一PMOS管的柵極，所述第二PMOS管的源極接低壓電源。

上述用于轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)的裝置，其中，所述第二電流鏡像電路包括：第一NMOS管及第二NMOS管；