[發(fā)明專利]一種負載開關(guān)中保持功率管導通阻抗恒定的電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110993128.2
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN115729296A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林克龍
• 申請（專利權(quán)）人: 圣邦微電子（北京）股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 趙卿

一種負載開關(guān)中保持功率管導通阻抗恒定的電路，其特征在于：電路包括壓控電流源單元、基準電壓產(chǎn)生單元、電荷泵單元和功率管；壓控電流源單元，用于基于功率管的負載電壓生成基準電壓產(chǎn)生單元的壓控電流；基準電壓產(chǎn)生單元，分別與壓控電流源單元和電荷泵單元連接，用于接收壓控電流源單元輸入的所述壓控電流，并基于壓控電流生成控制電壓并將控制電壓輸入至電荷泵單元中；電荷泵單元，與功率管的柵極連接，用于接收來自基準電壓產(chǎn)生單元輸出的控制電壓，并泵送出控制電壓倍數(shù)的開關(guān)電壓至功率管的柵極，以控制功率管源極的輸出電壓。本發(fā)明方法電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、代價小，能夠在負載不變的前提下有效保證功率管導通電阻的恒定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地，涉及一種負載開關(guān)中保持功率管導通阻抗恒定的電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，采用雙電源供電的負載開關(guān)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中通常包括一個電荷泵，用于在功率管的輸出端生成較高的柵極電壓，以實現(xiàn)較高的輸出電壓供后級負載使用。

然而，由于電荷泵的作用，導致功率管的柵極電壓在偏置電壓的基礎(chǔ)上翻倍，從而導致了工作在線性區(qū)間內(nèi)時，功率管的柵源極壓差受到后級負載電流和負載電壓的影響而處于變化的狀態(tài)。進一步的，功率管的柵源極電壓差又會導致功率管的導通電阻隨之變化，從而影響了功率管的輸出恒定性。

因此，亟需一種新的負載開關(guān)中保持功率管導通阻抗恒定的電路。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種負載開關(guān)中保持功率管導通阻抗恒定的電路，采用壓控電流源單元和基準電壓產(chǎn)生單元生成電荷泵的輸入電壓，該輸入電壓抵消了偏置電壓和負載電壓的影響，從而使電荷泵生成的功率管柵極的開關(guān)電壓恒定有效。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種負載開關(guān)中保持功率管導通阻抗恒定的電路，其中，電路包括壓控電流源單元、基準電壓產(chǎn)生單元、電荷泵單元和功率管；壓控電流源單元，與基準電壓產(chǎn)生單元連接，用于基于功率管的負載電壓生成基準電壓產(chǎn)生單元的壓控電流；基準電壓產(chǎn)生單元，分別與壓控電流源單元和電荷泵單元連接，用于接收壓控電流源單元輸入的壓控電流，并基于壓控電流生成控制電壓并將控制電壓輸入至電荷泵單元中；電荷泵單元，與功率管的柵極連接，用于接收來自基準電壓產(chǎn)生單元輸出的控制電壓，并泵送出控制電壓倍數(shù)的開關(guān)電壓至功率管的柵極，以控制功率管源極的輸出電壓。

優(yōu)選地，壓控電流源單元包括第一誤差放大器EA1、NMOS管Mn0、正相輸入端分壓電阻R1和R2以及負相輸入端分壓電阻R3；其中，第一誤差放大器的器件電源接入偏置電壓Vbias；第一誤差放大器EA1的正相輸入端與正相輸入端分壓電阻R1和R2的一端分別連接，R1的另一端接入負載電壓Vin，R2的另一端接地；第一誤差放大器EA1的負相輸入端與NMOS管Mn0的源極、負相輸入端分壓電阻R3的一端分別連接，R3的另一端接地；第一誤差放大器EA1的輸出端與NMOS管Mn0的柵極連接，所述NMOS管Mn0的漏極作為壓控電流源單元的輸出端。

優(yōu)選地，第一誤差放大器，用于基于輸出反饋將正相輸入端電壓與負相輸入端電壓V_1-＝I·R₃置為相等，并據(jù)此生成壓控電流。

優(yōu)選地，當正相輸入端分壓電阻R1和R2的阻值相等時，壓控電流

優(yōu)選地，基準電壓產(chǎn)生單元包括第二誤差放大器EA2、反相器、PMOS管Mp0、正相輸入端分壓電阻R4和R5；其中，第二誤差放大器的器件電源、PMOS管Mp0的源極分別接入偏置電壓Vbias；第二誤差放大器的正相輸入端與正相輸入端分壓電阻R4、R5、壓控電流源單元的輸出端分別連接，R4的另一端與PMOS管Mp0的漏極連接，R5的另一端接地；第二誤差放大器的負相輸入端接入?yún)⒖茧妷篤ref，輸出端通過反相器與PMOS管Mp0的柵極連接；PMOS管Mp0的漏極、電阻R4的另一端分別作為基準電壓產(chǎn)生單元的輸出端。