[发明专利]高压转低压电路

说明书

本发明涉及一种高压转低压电路，其中，所述的电路包括芯片内部单元以及芯片外部单元，所述的芯片内部单元包括：运算放大器(AMP)，所述的运算放大器(AMP)的反向输入端与标准电压生成电路相连接；NMOS场效应管(N1)，所述的运算放大器(AMP)的输出端与所述的NMOS场效应管(N1)的栅极相连接；所述的芯片外部单元包括NPN型三极管，所述的NPN型三极管的基极与所述的NMOS场效应管(N1)的漏极相连接。采用该种结构的高压转低压电路，通过电阻连接三极管栅极和高压输入端，使电路完成自启动，通过二极管降压使得芯片内部无高压，且芯片内部无需高压器件，制造成本低，外部高压器件既可使用三极管也可使用JFET，通用性强，并且输出电压稳定，可靠性高，稳定系数和内部带隙基准一致。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片技术领域，尤其涉及低压应用技术领域，具体是指一种高压转低压电路。

背景技术

传统CMOS工艺器件只能应用于低压应用，常见的低压工艺为5V、3.3V等，但是在有些应用中标准的输入电源电压为24V或36V，此时需要将高电压转换为低电压，才能给低压器件供电。

最简单和实用的高压转低压电路一般通过串联电阻分压，利用电阻的比例关系将高压转换为低压，当输入电压固定不变时可实现精确的输出电压，但是当输入电压改变时，输出电压也会改变。当需要在输入电压变化的情况下输出一个稳定的电压值，常用到的是稳压二极管和电阻，将输出电压钳位，但是得到的输出电压存在温度系数，一般为正温度系数。还可以利用LDO结构，采用负反馈的方式得到一个稳定的输出电压。但是这些方案中都需要用到高压的MOS管或JFET管。

一种传统的高压转低压电路如图1所示，输入高压通过R1和R2分压将高压转换为低压，再通过稳压二极管将NMOS管的栅极电压稳定在一个固定值，VOUT电压为稳压二极管的稳压值减去NMOS的开启值，即V_OUT＝V_DZ－V_TH。图1所示电路输出电压值由稳压二极管的稳压值和NMOS管的阈值决定，由于二极管的稳压值存在温度系数，NMOS管的VGS随负载电流变化而变化，所以输出稳压值会随负载电流大小变化而变化，且存在温度系数。

另一种传统的高压转低压电路如图2所示，AMP的正相端输入为标准电压生成电路输出的基准电压VBG，通过电阻R1和R2对输出电压分压采样，输入到AMP的反相端与基准电压VBG进行比较，用其差值来控制JFET管栅极电压，从而调整输出电压。图2所示电路JFET管需要耐高压，集成在电路内部时，需要使用特殊的掩膜版，大大增加了集成电路的制造成本，选用外部JFET时，JFET成本也较高，而且JFET管的阈值电压的一致性还会影响电路的性能，当阈值过低时，栅极电压接近0V，VOUT的初始电压上升不够高，标准电压生成电路不能工作，VOUT则不能上升到最终的目标值；当阈值过高时，VOUT电压会超过目标值，会使电路内部低压器件损坏。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种可以用三极管替代JFET管、且制作成本低，可靠性高，通用性强的高压转低压电路。

为了实现上述目的，本发明的高压转低压电路如下：

该高压转低压电路，其主要特点是，所述的电路包括：

芯片内部单元以及芯片外部单元，所述的芯片内部单元与芯片外部单元实现电路连接；

其中，所述的芯片内部单元包括：

运算放大器，所述的运算放大器的反向输入端与标准电压生成电路相连接；

NMOS场效应管，所述的运算放大器的输出端与所述的NMOS场效应管的栅极相连接；

所述的芯片外部单元包括：

NPN型三极管，所述的NPN型三极管的基极与所述的NMOS场效应管的漏极相连接。

较佳地，所述的芯片内部单元具体为：