[发明专利]一种负载开关中保持功率管导通阻抗恒定的电路

说明书

一种负载开关中保持功率管导通阻抗恒定的电路，其特征在于：电路包括压控电流源单元、基准电压产生单元、电荷泵单元和功率管；压控电流源单元，用于基于功率管的负载电压生成基准电压产生单元的压控电流；基准电压产生单元，分别与压控电流源单元和电荷泵单元连接，用于接收压控电流源单元输入的所述压控电流，并基于压控电流生成控制电压并将控制电压输入至电荷泵单元中；电荷泵单元，与功率管的栅极连接，用于接收来自基准电压产生单元输出的控制电压，并泵送出控制电压倍数的开关电压至功率管的栅极，以控制功率管源极的输出电压。本发明方法电路结构简单、成本低、代价小，能够在负载不变的前提下有效保证功率管导通电阻的恒定。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种负载开关中保持功率管导通阻抗恒定的电路。

背景技术

现有技术中，采用双电源供电的负载开关芯片的内部结构中通常包括一个电荷泵，用于在功率管的输出端生成较高的栅极电压，以实现较高的输出电压供后级负载使用。

然而，由于电荷泵的作用，导致功率管的栅极电压在偏置电压的基础上翻倍，从而导致了工作在线性区间内时，功率管的栅源极压差受到后级负载电流和负载电压的影响而处于变化的状态。进一步的，功率管的栅源极电压差又会导致功率管的导通电阻随之变化，从而影响了功率管的输出恒定性。

因此，亟需一种新的负载开关中保持功率管导通阻抗恒定的电路。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种负载开关中保持功率管导通阻抗恒定的电路，采用压控电流源单元和基准电压产生单元生成电荷泵的输入电压，该输入电压抵消了偏置电压和负载电压的影响，从而使电荷泵生成的功率管栅极的开关电压恒定有效。

本发明采用如下的技术方案。

一种负载开关中保持功率管导通阻抗恒定的电路，其中，电路包括压控电流源单元、基准电压产生单元、电荷泵单元和功率管；压控电流源单元，与基准电压产生单元连接，用于基于功率管的负载电压生成基准电压产生单元的压控电流；基准电压产生单元，分别与压控电流源单元和电荷泵单元连接，用于接收压控电流源单元输入的压控电流，并基于压控电流生成控制电压并将控制电压输入至电荷泵单元中；电荷泵单元，与功率管的栅极连接，用于接收来自基准电压产生单元输出的控制电压，并泵送出控制电压倍数的开关电压至功率管的栅极，以控制功率管源极的输出电压。

优选地，压控电流源单元包括第一误差放大器EA1、NMOS管Mn0、正相输入端分压电阻R1和R2以及负相输入端分压电阻R3；其中，第一误差放大器的器件电源接入偏置电压Vbias；第一误差放大器EA1的正相输入端与正相输入端分压电阻R1和R2的一端分别连接，R1的另一端接入负载电压Vin，R2的另一端接地；第一误差放大器EA1的负相输入端与NMOS管Mn0的源极、负相输入端分压电阻R3的一端分别连接，R3的另一端接地；第一误差放大器EA1的输出端与NMOS管Mn0的栅极连接，所述NMOS管Mn0的漏极作为压控电流源单元的输出端。

优选地，第一误差放大器，用于基于输出反馈将正相输入端电压与负相输入端电压V_1-＝I·R₃置为相等，并据此生成压控电流。

优选地，当正相输入端分压电阻R1和R2的阻值相等时，压控电流

优选地，基准电压产生单元包括第二误差放大器EA2、反相器、PMOS管Mp0、正相输入端分压电阻R4和R5；其中，第二误差放大器的器件电源、PMOS管Mp0的源极分别接入偏置电压Vbias；第二误差放大器的正相输入端与正相输入端分压电阻R4、R5、压控电流源单元的输出端分别连接，R4的另一端与PMOS管Mp0的漏极连接，R5的另一端接地；第二误差放大器的负相输入端接入参考电压Vref，输出端通过反相器与PMOS管Mp0的栅极连接；PMOS管Mp0的漏极、电阻R4的另一端分别作为基准电压产生单元的输出端。