[發明專利]一種用于負電壓測量的精確分壓電路

有效

• 申請號: 201610926008.X
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN106526273B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 顧明;金建明
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01R15/04
• 分類號: G01R15/04;G01R19/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發明公開了一種用于負電壓測量的精確分壓電路，包括：分壓采樣電路，用于產生按比例的分壓輸出；開關管陣列，用于在需要測量時將負壓接入分壓采樣電路；襯底負壓控制電路，用于在需要測量和不需要測量時給開關管陣列的開關管產生不同的襯底電壓,通過本發明，消除了NMOS開關管MN1襯偏效應，降低了其等效電阻Rm1阻值，可以得到精確分壓的負電壓幅值。

技術領域

本發明涉及一種分壓電路，特別是涉及一種用于負電壓測量的精確分壓電路。

背景技術

隨著數據吞吐量不斷上升以及系統低功耗要求，系統級芯片對存儲器的需求越來越大。非易失存儲器(eflash memory)以其掉電不丟失數據的特性而成為嵌入式存儲器中不可或缺的重要組成部分。隨著工藝水平不斷提高，非易失存儲器(eflash memory)性能越來越成為系統級芯片的關鍵指標，由于eflash需要正，負高壓進行數據寫入，因此準確獲得高壓信號幅值對于eflash芯片調試具有十分重要的現實意義。

通常負高壓測試電路以及簡化示意圖如圖1所示(以產生1/2VNEG電壓幅值為例進行分析)。

圖1所示的負高壓測試電路，包含NMOS開關管MN0、MN1以及其串聯電阻R1、R2(按R1＝R2＝R說明)，NMOS開關管MN0、電阻R1、電阻R2、NMOS開關管MN1依次串聯，電阻R1、R2的公共節點TP為采樣電壓V(tp)輸出節點。NMOS開關管MN0柵極接控制電壓VG0，NMOS開關管MN1柵極接控制電壓VG1，NMOS開關管MN0襯底與漏極相接并連接至待測負壓VNEG，NMOS開關管MN1襯底接待測負壓VNEG，NMOS開關管MN1源極接地，NMOS開關管MN1漏極連接電阻R2之一端，NMOS開關管MN0漏極連接電阻R1之一端，電阻R1之另一端與電阻R2之另一端相連組成節點TP。

然而上述現有技術存在如下問題：

1)NMOS管MN0、MN1作為可控開關，為了避免開關管柵氧擊穿，其開關狀態由柵壓在負壓VNEG和電源電壓vpwr間切換控制關閉與開啟。MN0和MN1襯底電壓通常接同一電位VNEG。由于兩開關管偏置條件不同，導致其等效電阻不同甚至不可忽略。

2)對于MN0而言，其VGS＝VPWR+|VNEG|,且VSB＝0，所以MN0工作在深線性區，其等效電阻Rm0較小，可以忽略；然而對于MN1，其VGS＝VPWR，且VSB＝|VNEG|,相比MN0，MN1的VGS偏低且存在明顯襯偏效應，其導通性并不理想，某些條件下MN1處于亞閾值導通甚至關斷狀態，因此其等效電阻Rm1阻值較大。

3)節點TP的電壓V(tp)表達式如公式(1)所示，由公式(1)可得，只有當電阻R阻值遠遠大于Rm1，TP端電壓才接近內部電壓一半，這意味著需要花費更多面積在電阻上，且輸出電壓并未能精確關聯內部電壓。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種用于負電壓測量的精確分壓電路，通過在NMOS管開關管MN1襯底一端加入襯底電壓切換電路，當電路進行負壓測量時，NMOS管開關管MN1的襯底電位為vgnd，消除了NMOS管開關管MN1襯偏效應，降低了其等效電阻Rm1阻值,可以得到精確分壓的負電壓幅值。

為達上述及其它目的，本發明提出一種用于負電壓測量的精確分壓電路，包括：

分壓采樣電路，用于產生按比例的分壓輸出；

開關管陣列，用于在需要測量時將負壓接入分壓采樣電路；

襯底負壓控制電路，用于在需要測量和不需要測量時給開關管陣列的開關管產生不同的襯底電壓。

進一步地，所述分壓采樣電路包括串聯的第一電阻及第二電阻，所述第一電阻及第二電阻的中間節點為采樣電壓輸出節點Tp，以輸出采樣電壓V(tp)，所述第一電阻及第二電阻的另一端連接所述開關管陣列。