[發(fā)明專利]一種快速啟動電路與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010050026.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111158424B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖哲飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海南芯半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: G05F3/08
• 分類號: G05F3/08
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

本發(fā)明公開了一種快速啟動電路與方法，主要解決現(xiàn)有啟動電路功耗與啟動速度不兼具的問題。該電路主要通過對電容C和負(fù)載電容Cload進(jìn)行充放電實現(xiàn)電路節(jié)點的電壓的快速建立；當(dāng)電路使能EN從0變成1時，晶體管MP4的柵端電壓從0變成1，MP5的柵端電壓為0V，MP2開啟，MN2關(guān)斷，MP5通過電阻R對C進(jìn)行充電，MN3/MN4的柵端電壓逐級升高，流過MN3和MN4的電流逐漸增加，對電容Cload進(jìn)行放電，當(dāng)負(fù)載電容Cload的下極板電壓達(dá)到工作電壓時，晶體管MP3導(dǎo)通，將晶體管MP5的柵極電壓上拉到VCC從而關(guān)斷，流過MN3和MN4的電流為零，電路啟動完成。使得主電路工作以后會自動關(guān)閉啟動部分，不需要邏輯電路的硬切換，不增加電路的靜態(tài)工作電流，在降低功耗的同時又兼具快速啟動功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種快速啟動電路與方法。

背景技術(shù)

在集成電路中，電路的啟動速度決定了電路從關(guān)閉狀態(tài)到正常工作之間的建立時間。啟動電路需要在電路使能之后提供較大的電流迅速將電路建立到正常工作的電壓點，電路正常工作之后，啟動電路需要自動關(guān)閉，不能增加電路的靜態(tài)工作電流。

現(xiàn)有的啟動電路，其啟動速度快和功耗低是相矛盾的，即啟動速度快了，對應(yīng)的功耗也會增加，如果功耗降低了，那么啟動速度也會相應(yīng)變慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種快速啟動電路與方法，主要解決現(xiàn)有啟動電路功耗與啟動速度不兼具的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種快速啟動電路，包括P型晶體管MP0～MP5，N型晶體管MN0～MN4，電阻R，以及負(fù)載電容Cload和電容C；所述晶體管MP0的源極接VCC，漏極與所述晶體管MN0的漏極相接，所述晶體管MP0的柵極與晶體管MN0柵極相接并接入啟動電路的使能信號EN，晶體管MN0的源極接地；所述晶體管MP1的源極接VCC，漏極接所述晶體管MP4的柵極和晶體管MN1的漏極，柵極接晶體管MP0和MN0的漏極；所述晶體管MN1的源極接地，柵極接晶體管MP1、MP2、MN2的柵極；所述晶體管MP2的源極接VCC，漏極接晶體管MP5的源極；所述晶體管MP3的源極接VCC，漏極接晶體管MP4的源極、MP5的柵極，柵極接負(fù)載電容Cload的下端板；所述晶體管MP4的漏極接地；所述晶體管MP5的漏極接電阻R，電阻R的另一端接晶體管MN3的漏極、柵極及晶體管MN2的漏極，晶體管MN3的柵極接晶體管MN2的漏極、晶體管MN4的柵極及電容C，晶體管MN2、MN3、MN4的源極及電容C的另一端接地；所述晶體管MN4的漏極接負(fù)載電容Cload的下端板；所述負(fù)載電容Cload的上端板接VCC。

基于上述的一種快速啟動電路，本發(fā)明還提供一種快速啟動電路的啟動方法，包括如下步驟：

(S1)電路使能后，不同晶體管的柵極端電壓發(fā)生變化，電容C開始充電；

(S2)隨著電容C的電容儲能上升，柵極端與電容C相連的晶體管的電壓逐漸升高，流過該晶體管的電流也逐漸增加；

(S3)負(fù)載電容開始放電，電路工作點建立；

(S4)負(fù)載電容的下極板電壓下降到集成電路工作電壓時，啟動電路關(guān)閉，電路啟動完成。

進(jìn)一步地，在所述步驟(S1)中，電容C的具體充電過程為：當(dāng)電路使能EN從0變成1時，晶體管MP4的柵極電壓從0變成1，晶體管MP5的柵極電壓為0V，晶體管MP2開啟，晶體管MN2關(guān)斷，晶體管MP5通過電阻R對電容C進(jìn)行充電。

進(jìn)一步地，在所述步驟(S2)中，流過晶體管MN3和MN4的電流：

IMN3＝IMN4＝0.5*Kn(VGS-VTH)²*(1+λ*VDS)＝(VCC-VGS)/R；