[發明專利]一種基于MOS管的正負壓控制電路

有效

• 申請號: 202011220948.X
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112286276B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 周陽陽;張浩;萬川川
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: G05F1/571
• 分類號: G05F1/571
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 康翔;高嬌陽

本發明公開了一種基于MOS管的正負壓控制電路，在僅有較低工作電壓MOS管的情況下，采用反相器和數個MOS管、電阻、二極管組成的正壓域電壓變換模塊、負壓域電壓變換模塊、輸出級，輸入正壓信號，采用正負壓供電，提高信號電平值，使MOS管正常工作，輸出正負壓信號，解決了柵極與體端口控制的時序問題，避免柵極與體端口壓差過大擊穿MOS管，實現了射頻開關管的負壓控制。

技術領域

本發明屬于集成電路設計與制造技術領域，具體涉及一種MOS管電路改造技術。

背景技術

隨著通訊系統的迅速發展，射頻系統對射頻開關芯片的要求越來越高。絕緣體上硅工藝SOI在插損、隔離度、耐功率等方面有著顯著的優勢，在近幾年的射頻開關產品設計中得到了廣泛的使用。隨著集成電路SOI制造工藝的不斷發展，晶體管的尺寸越來越小，其工作電壓也隨之越來越低。在開關設計中，+3.3/-3控制顯著提升開關的線性度、1dB壓縮點以及隔離度。在先進SOI工藝中，如圖1所示，射頻開關管的柵極需要+3.3/-3V控制，體端口需要0/-3V控制。在僅有工作電壓為2.5V的MOS管的情況下，實現+3.3/-3V和0/-3V控制，是先進SOI工藝下射頻開關設計的難點之一。

發明內容

本發明為了解決現有技術存在的問題，提出了一種基于MOS管的正負壓控制電路，為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案。

電路包括第一反相器、第二反相器、正壓域電壓變換模塊、負壓域電壓變換模塊、第一輸出級、第二輸出級，輸入正壓低電平信號，采用正負壓供電，提高信號電平值，輸出正負壓高電平信號。

第一反相器的的輸入端作為電路的輸入，第一反相器的輸出端連接第二反相器的輸入端、正壓域電壓變換模塊的第一輸入端和負壓域電壓變換模塊的第一輸入端，第二反相器的輸出端連接正壓域電壓變換模塊第二輸入端和負壓域電壓變換模塊的第二輸入端。

正壓域電壓變換模塊的第一、第二、第三、第四輸出端連接第一輸出級的第一、第二、第三、第四輸入端，負壓域電壓變換模塊的第一、第二、第三、第四輸出端連接第一輸出級的第七、第八、第九、第十輸入端。

正壓域電壓變換模塊的第五輸出端和負壓域電壓變換模塊的第五輸出端經兩個電阻R1串聯，中間抽頭連接第一輸出級的的第五輸入端，正壓域電壓變換模塊的第六輸出端和負壓域電壓變換模塊的第六輸出端經另外兩個電阻R1串聯，中間抽頭連接第一輸出級的的第六輸入端。

第一輸出級的第一、第二輸出端作為電路的第一、第二輸出，連接第二輸出級的第一、

第二輸入端，負壓域電壓變換模塊的第一、第二輸出端連接第二輸出級的第四、第三輸入端，第二輸出級的第一、第二輸出端作為電路的第三、第四輸出。

正壓域電壓變換模塊采用左右對稱設計，包括八個電阻R4、四個電阻R3、四個電阻R2和四個PMOS管、八個NMOS管。

左一、左二、左三、左四電阻R4串聯，左一、左二電阻R4的中間抽頭作為第二輸出端，左三、左四電阻R4的中間抽頭作為第三輸出端，左一電阻R4連接左六PMOS管的源極，左四電阻R4連接左三NMOS管的源極。

左四NMOS管和左五PMOS管共漏連接左二、左三電阻R4的中間抽頭作為第五輸出端，左四NMOS管的源極連接左三NMOS管的漏極。

左二NMOS管的源極連接左一NMOS管的漏極，左一NMOS管和左三NMOS管共柵、共源連接，共柵極經左一電阻R2作為第一輸入端，左二電阻R2并聯共柵極和共源極。

右一、右二、右三、右四電阻R4串聯，右一、右二電阻R4的中間抽頭作為第一輸出端，右三、右四電阻R4的中間抽頭作為第四輸出端，右一電阻R4連接右六PMOS管的源極，右四電阻R4連接右三NMOS管的源極。