[實(shí)用新型]采用低壓信號(hào)控制超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320001887.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN203243297U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁偉成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰芯成光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/687
• 分類號(hào): H03K17/687
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國(guó)安

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種采用低壓MOS控制超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)，其可用作高壓電路中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)部分，屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

MOSFET器件因其具備功耗小、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在需要電子開關(guān)的電路中，MOSFET器件用做開關(guān)時(shí)，是以柵極G作為器件控制電極，加載在柵極上的電壓決定了在漏端D和源端S之間的電流，使電路達(dá)到截止和導(dǎo)通兩種狀態(tài)；

傳統(tǒng)大驅(qū)動(dòng)電流的驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示，一般由n級(jí)反相器組成，所有反相器的電源端接驅(qū)動(dòng)高電平Vdd，低電平端直接接地Vss。第一級(jí)反相器的輸入接驅(qū)動(dòng)信號(hào)。最后一級(jí)反相器的輸出接超高壓NMOS的柵極G，為了獲得較大驅(qū)動(dòng)電流，這n級(jí)反相器的面積是逐級(jí)增大的，即第一級(jí)反相器面積最小，電流能力也最小，之后依次增大以提高電流能力，最后一級(jí)反相器的面積一般最大，以迅速充滿超高壓NMOS的柵源寄生電容Vgs，提供較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力；

然而驅(qū)動(dòng)電壓高電平Vdd的獲得，需要借助圖2給出的傳統(tǒng)的電平移位電路。傳統(tǒng)電平移位電路由PMOS管MP1~MP3，NMOS管MN1~MN4，反相器I1組成。MP1~MP3的源極接驅(qū)動(dòng)高電平Vdd，MP1和MP2的柵極分別與MP2和MP1的漏極相接，，再與MN1和MN3的漏極相接。MP3的柵極與MP2的漏極相接。MN2，MN3的柵極直接與低壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dlv相連，MN1，MN4的柵極通過(guò)反相器I1與低壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dlv的反向信號(hào)相連。MN1~MN4的原級(jí)接地。則MP3與MN4的公共漏端為高壓驅(qū)動(dòng)輸出Dhv。

其工作原理如下：當(dāng)?shù)蛪候?qū)動(dòng)信號(hào)Dlv為低電平時(shí)，MN2~MN3截止，MN1和MN4導(dǎo)通，MN1的導(dǎo)通使MP2的柵極為低電平，使MP2導(dǎo)通，從而MP3的柵極為高電平，使MP3截止，輸出高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dhv為低電平地。當(dāng)?shù)蛪候?qū)動(dòng)信號(hào)Dlv為高電平時(shí)，MN2~MN3導(dǎo)通，MN1和MN4截止，MN3的導(dǎo)通使MP1的柵極為低電平，進(jìn)而使MP2的柵極為高電平，MP2截止，從而MP3的柵極為低電平，使MP3導(dǎo)通，輸出高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dhv為高電平Vdd。因?yàn)閂dd是不同于低壓邏輯高電平的較高電壓，所以虛線框內(nèi)的MOS器件均需要使用普通高壓器件。

綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)有效驅(qū)動(dòng)超高壓NMOS器件，需要提供高壓邏輯信號(hào)Dhv和大驅(qū)動(dòng)電流Ig。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種利用低壓信號(hào)即可驅(qū)動(dòng)的超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：?一種采用低壓信號(hào)控制超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含有LDNMOS和NMOS，LDNMOS的漏極接入高壓信號(hào)，LDNMOS的柵極接入恒定高壓信號(hào)，LDNMOS的源極與NMOS的漏極相連接，NMOS的源極接地，NMOS的柵極接入控制信號(hào)。

本實(shí)用新型一種采用低壓信號(hào)控制超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)，所述LDNMOS為超高壓NMOS，所述NMOS為低壓NMOS。

本實(shí)用新型一種采用低壓信號(hào)控制超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)，所述接入NMOS的柵極的控制信號(hào)為低壓邏輯信號(hào)或低壓恒定信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型安全、有效的混合型開關(guān)電路，可以完全用芯片內(nèi)部低壓邏輯信號(hào)直接有效快速驅(qū)動(dòng)超高壓NMOS開關(guān)器件，只需要一個(gè)固定的高電壓VCC作為超高壓NMOS的柵極電位，無(wú)需變化的高電壓邏輯和大驅(qū)動(dòng)電流。這個(gè)高電壓VCC即可不受芯片普通高壓MOS管耐壓的限制，從而更為有效地驅(qū)動(dòng)超高壓NMOS器件，節(jié)省功耗的同時(shí)也簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。?

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)超高壓NMOS開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路的大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為傳統(tǒng)超高壓NMOS開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路的電平移位級(jí)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型采用低壓信號(hào)控制超高壓NMOS的混合型開關(guān)結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

LDNMOS?M1、NMOS?M2。

具體實(shí)施方式