[实用新型]一种应用于芯片内部的高压转低压电路

摘要

本实用新型提供了一种应用于芯片内部的高压转低压电路，随着VIN电压的继续上升，MOS管M3开启，MOS管M3漏极端产生电压并跟随电源电压的上升而上升，当电阻R3和R4之间的节点电压达到阈值电压时，MOS管M4开启，MOS管M1，M2构成的电流镜开始工作，MOS管M2的产生的镜像电流作用在电阻R2上，为MOS管M3提供栅极电压，MOS管M3的漏极产生稳定的输出电压，连接在MOS管M2的漏极和MOS管M3的漏极之间的电阻R1和电容C1对整个电路进行补偿。本实用新型不需要基准电压产生电路和额外的电流偏置电路，通过简单的电路设计，产生稳定的可供芯片内部其他模块工作的低电压，不需要浪费过多的芯片面积，同时本实用新型的电路自身的功耗很低，可以提高整个芯片工作时的稳定性。

主权项

1.一种应用于芯片内部的高压转低压电路，其特征在于：所述的应用于芯片内部的高压转低压电路，包括高压P沟道增强型MOS管M1‑M3，高压N沟道增强型MOS管M4，P沟道增强型MOS管M5‑M8，N沟道增强型MOS管M9‑M13，电阻R1‑R4，电容C1，VIN输入端口和VOUT输出端口，其中所述VIN输入端口输入高压电源端电压，所述VOUT输出端口输出经过本电路降压后的低压；所述高压P沟道增强型MOS管M1源极连接VIN高压输入端口，高压P沟道增强型MOS管M1漏极连接高压P沟道增强型MOS管M1、M2的栅极和高压N沟道增强型MOS管M4的漏极，高压P沟道增强型MOS管M1栅极连接高压P沟道增强型MOS管M2的栅极；所述高压P沟道增强型MOS管M2源极端连接VIN高压输入端口，高压P沟道增强型MOS管M2漏极连接高压P沟道增强型MOS管M3的栅极、P沟道增强型MOS管M8的栅漏极、电阻R1的一端和电阻R2的一端，高压P沟道增强型MOS管M2栅极连接高压P沟道增强型MOS管M1的栅极漏极和高压N沟道增强型MOS管M4的漏极，高压P沟道增强型MOS管M1和M2构成电流镜电路，为电阻R2支路提供镜像电流，为高压P沟道增强型MOS管M3栅极端提供电压；所述高压P沟道增强型MOS管M3源极连接VIN高压输入端口，高压P沟道增强型MOS管M3漏极连接电容C1的一端、电阻R3的一端、N沟道增强型MOS管M13的漏极、N沟道增强型MOS管M9的栅漏极和整个电路的VOUT输出端口，高压P沟道增强型MOS管M3栅极连接高压P沟道增强型MOS管M2的漏极、P沟道增强型MOS管M8的栅漏极、电阻R1的一端和电阻R2的一端；所述高压N沟道增强型MOS管M4源极接地，高压N沟道增强型MOS管M4漏极连接高压P沟道增强型MOS管M1的栅极漏极和高压P沟道增强型MOS管M2的栅极，高压N沟道增强型MOS管M4栅极连接电阻R3的另一端和电阻R4的一端；所述P沟道增强型MOS管M5源极连接VIN高压输入端口，P沟道增强型MOS管M5栅极漏极连接P沟道增强型MOS管M6的源极；所述P沟道增强型MOS管M6源极连接P沟道增强型MOS管M5的栅极漏极，P沟道增强型MOS管M6栅极漏极连接P沟道增强型MOS管M7的源极；所述P沟道增强型MOS管M7源极连接P沟道增强型MOS管M6的栅极漏极，P沟道增强型MOS管M7栅极漏极连接P沟道增强型MOS管M8的源极；所述P沟道增强型MOS管M8源极连接P沟道增强型MOS管M7的栅极漏极，P沟道增强型MOS管M8栅极漏极连接高压P沟道增强型MOS管M2的漏极、高压P沟道增强型MOS管M3的栅极、电阻R1的一端和电阻R2的一端；所述P沟道增强型MOS管M5‑M8构成钳位网络，为高压P沟道增强型MOS管M3的栅极产生钳位电压，保护高压P沟道增强型MOS管M3在源极直接连接VIN输入端的情况下不被损坏；所述电阻R1一端连接高压P沟道增强型MOS管M2的漏极、高压P沟道增强型MOS管M3的栅极和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地；电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接高压P沟道增强型M3的漏极、电阻R3的一端、N沟道增强型MOS管M13的漏极、N沟道增强型MOS管M9的栅极漏极和VOUT输出端口；电阻R3的另一端连接高压N沟道增强型MOS管M4的栅极和电阻R4的一端；电阻R4的另一端接地；所述高压P沟道增强型MOS管M3、电阻R3、R4和高压N沟道增强型MOS管M4构成反馈回路，使电流的反馈信号回到输入端；电阻R1和电容C1对整个环路进行补偿；电阻R3和R4作为分压电阻，根据高压N沟道增强型MOS管M4的阈值电压进行设定电阻R4的大小，根据具体需要的输出电压进行R3，R4比例的调整，确定输出电压的大小；所述N沟道增强型MOS管M9的栅极漏极连接高压P沟道增强型MOS管M3的漏极、电容C1的另一端、电阻R3的一端、N沟道增强型MOS管M13的漏极和VOUT输出端口，N沟道增强型MOS管M9源极连接N沟道增强型MOS管M10的栅极漏极；所述N沟道增强型MOS管M10栅极漏极连接N沟道增强型MOS管M9的源极，N沟道增强型MOS管M10源极连接N沟道增强型MOS管M11的栅极漏极；所述N沟道增强型MOS管M11栅极漏极连接N沟道增强型MOS管M10的源极，N沟道增强型MOS管M11源极连接N沟道增强型MOS管M12的栅极漏极和N沟道增强型MOS管M13的栅极；所述N沟道增强型MOS管M12的栅极漏极连接N沟道增强型MOS管M11的源极和N沟道增强型MOS管M13的栅极，N沟道增强型MOS管M12源极接地；所述N沟道增强型MOS管M13漏极连接高压P沟道增强型MOS管M3的漏极、电容C1的另一端、电阻R3的一端、N沟道增强型MOS管M9的栅极漏极和VOUT输出端口，N沟道增强型MOS管M13栅极连接N沟道增强型MOS管M12的栅极漏极和N沟道增强型MOS管M11的源极，N沟道增强型MOS管M13源极接地；所述N沟道增强型MOS管M13和N沟道增强型MOS管M9‑M12构成电流镜电路，保护输出VOUT端的钳位网络，当VOUT端的输出电流超过整个电路的额定输出电流，钳位网络将VOUT端过多的电流下拉到地，防止VOUT输出端受到过量电流的损害；整个环路的工作流程为：当VIN输入端电压开始上升时，高压P沟道增强型MOS管M3栅极电压为低电位，随着VIN电压的继续上升，高压P沟道增强型MOS管M3开启，高压P沟道增强型MOS管M3漏极端产生电压并跟随电源电压的上升而上升；当电阻R3和R4之间的节点电压达到高压N沟道增强型MOS管M4的阈值电压时，高压N沟道增强型MOS管M4开启，高压P沟道增强型MOS管M1，M2构成的电流镜开始工作；高压P沟道增强型MOS管M2的产生的镜像电流作用在电阻R2上，为高压P沟道增强型MOS管M3提供栅极电压，由于钳位环路的调整作用，高压P沟道增强型MOS管M3的漏极产生稳定的输出电压，其中连接在高压P沟道增强型MOS管M2的漏极和高压P沟道增强型MOS管M3的漏极之间的电阻R1和电容C1对整个电路进行补偿；进而在电路的VOUT输出端可产生稳定的电压，电压大小计算公式为：U＝I×(R3+R4)式中，U为VOUT输出端电压，I为高压P沟道增强型MOS管M3产生的稳定电流，R3、R4为电阻R3、R4对应的阻值大小。