[發明專利]一種連接在輸入源極電壓和輸出負載之間的開關電路

在審

• 申請號: 201710814009.X
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN109495094A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 孫霓
• 申請（專利權）人: 杰夫微電子（四川）有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;張巨箭

本發明公開了一種連接在輸入源極電壓和輸出負載之間的開關電路，包括NMOS負載開關、控制電路，所述NMOS負載開關包括負載開關柵極、負載開關源極和負載開關漏極，所述控制電路的輸出端與所述負載開關柵極電連接；所述NMOS負載開關通過所述負載開關柵極上的控制電壓來控制從所述負載開關漏極傳遞到所述負載開關源極的浪涌電流；所述控制電路用于將所述負載開關柵極電壓泵送至VIN電壓以上。

技術領域

本發明涉及輸入選擇功率路徑的開關裝置，具體而言，涉及一種連接在輸入源極電壓和輸出負載之間的開關電路。

背景技術

隨著現代便攜式系統越來越復雜以及封裝越來越密集，電路和器件需要在低的電源電壓下進行工作。現有的許多處理器和存儲器的工作電壓都在1V或1V以下，為了保護這些系統，常常飲用負載開關控制負載裝置的開、關特性，負載開關的引入使得用戶既能軟啟動系統，又能將其關斷使得其在不使用時不消耗功率。對于前幾代系統來說，電源電壓都超過了2V，占主導地位的負載開關技術是使用PMOS功率晶體管。在PMOS器件作為負載開關時，柵極被引入到接地電勢，以接通開關。為了使PMOS器件提供在源極和負載之間的低阻抗路徑，源極電壓必須至少是柵極閾值電壓的2倍；也就是說，對于典型的CMOS工藝，PMOS器件的柵極閾值電壓約為0.8V，因此為了PMOS器件的充分增強，源極電壓必須高于1.6V。PMOS負載開關所具有的一個優點是在導通狀態下幾乎不消耗功率，因為柵極電壓可以通過一個簡單的反相器保持在低電位。然而，當系統電壓需要低于2V時，PMOS器件的導通電阻隨著柵極電壓的降低而增加，對于電源電壓在1V范圍內的系統，PMOS負載開關是不可用的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種連接在輸入源極電壓和輸出負載之間的開關電路，以解決PMOS負載開關電源電壓在1V范圍內，PMOS負載開關不可用的問題。

為了達到上述技術目的，本發明采取的技術方案是：一種連接在在輸入源極電壓和輸出負載之間的開關電路，包括NMOS負載開關、控制電路，所述NMOS負載開關包括負載開關柵極、負載開關源極和負載開關漏極，所述控制電路的輸出端與所述負載開關柵極電連接；

所述開關電路通過所述負載開關柵極上的控制電壓來控制從所述負載開關漏極傳遞到所述負載開關源極的浪涌電流；

所述控制電路用于將所述負載開關柵極電壓泵送至VIN電壓以上。

進一步地，所述控制電路包括電荷泵電路CP，所述電荷泵電路CP的輸出端與所述負載開關柵極電連接，用于向上泵送所述負載開關柵極電壓。

進一步地，所述控制電路還包括環形振蕩器ROSC、反饋回路，所述反饋回路包括電容分壓器、比較器COMP，所述電容分壓器的輸入端與所述開關負載柵極電連接，所述電容分壓器的輸出端與所述比較器COMP的輸入端電連接，所述比較器COMP的輸出端與環形振蕩器ROSC的輸入端電連接，所述環形振蕩器ROSC的輸出端與電荷泵電路CP的輸入端電連接；所述環形振蕩器ROSC用于向所述電荷泵電路CP中的電荷泵提供時鐘輸入，所述反饋回路控制所述環形振蕩器ROSC的開關狀態，所述電容分壓器控制所述反饋回路的電壓增益。

更進一步地，所述電容分壓器包括電容C4和電容C5，電容C4的一端與負載開關柵極電連接，另一端連接電容C5的一端及比較器COMP的輸入端，電容C5的另一端接地。

更進一步地，所述比較器COMP為施密特觸發器或模擬比較器COMP。

進一步地，所述控制電路還包括濾波器FL，所述濾波器FL的輸出端電連接所述開關負載柵極，輸入端連接電荷泵電路CP的輸出端。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：