CN101656108B - 电源供电电路及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电源供电电路及其应用方法,所述的电源供电电路包括电压选择模块、电平转换模块、电压输出模块,还可以包括信号输入模块、信号输出模块或电压检测模块,本发明所述的电源供电电路的端口IN_VPP作为供电端口可以复用。
Description
技术领域
本发明涉及电源供电技术领域,尤其涉及供电端口与信号输入或输出端口复用技术。
背景技术
传统电源供电电路对OTP、EEPROM、FLASH等非逸失性存储器进行烧录时,除了供电端口IN_VDD提供工作电压VDD外,需要另一供电端口IN_VPP提供高于工作电压VDD的VPP,非烧录时供电端口IN_VPP不能作为信号输入或输出端口使用。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足,提供一种电源供电电路,针对OTP、EEPROM、FLASH等非逸失性存储器供电时,烧录时端口IN_VPP作为供电端口,提供高于工作电压VDD的VPP,非烧录时端口IN_VPP复用为信号输入或输出端口,允许端口IN_VPP的VPP在工作电压VDD范围内变化,实现端口IN_VPP的复用。
本发明还提供了上述电源供电电路的应用方法。
一种电源供电电路,其特征在于包括:
电压选择模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述电压选择模块根据工作电压VDD与比较电压VPP的差异输出VPPI1:(1)若VPP大于VDD,则所述电压选择模块的输出VPPI1等于VPP;(2)若VPP小于VDD,则所述电压选择模块的输出VPPI1等于VDD;(3)若VPP等于VDD,则所述电压选择模块的输出VPPI1等于(VDD-Vbe),其中Vbe为所述电压选择模块中寄生二极管的正向压降;
电平转换模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过所述电压选择模块的输出VPPI1提供另一个工作电压VPPI1,所述电平转换模块还有输入端口OUT_COMP和VIN,OUT_COMP的电平与复用端口IN_VPP的电平相关,VIN端口连接OUT_COMP端口,所述电平转换模块有二个输出端口LEVEL1和LEVEL2:(1)当所述电压选择模块的输出VPPI1等于VPP时,输入端口OUT_COMP的电平需等于VDD,此时所述电平转换模块的输出端口LEVEL2等于VDD,LEVEL1电压等于VPP;(2)当所述电压选择模块的输出电压VPPI1等于VDD时,输入端口OUT_COMP的电平需等于0,此时所述电平转换模块的输出端口LEVEL1电压等于0,LEVEL2电压等于VDD;(3)当所述电压选择模块的输出电压VPPI1等于(VDD-Vbe)时,输入端口OUT_COMP的电平需等于0,此时所述电平转换模块的输出端口LEVEL1电压等于0,LEVEL2电压等于(VDD-Vbe);
电压输出模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述电平转换模块的输出端口LEVEL1和LEVEL2输入到所述电压输出模块,所述电压输出模块有一个输出端口OUT_VPPI:(1)当LEVEL2等于VDD,LEVEL1等于VPP时,所述电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VPP;(2)当LEVEL1等于0,LEVEL2等于VDD时,电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VDD;(3)当LEVEL1等于0,LEVEL2等于(VDD-Vbe)时,电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VDD。
所述电源供电电路还可以包括信号输入模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述信号输入模块根据工作电压VDD或比较电压VPP的差异输出INCORE:(1)若VPP大于或等于VDD,则所述信号输入模块的INCORE等于VDD;(2)若VPP小于VDD,则所述信号输入模块的INCORE等于VPP;
所述电源供电电路还可以包括信号输出模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,所述电压输出模块的输出端口OUT_VPPI输入另一个工作电压VPPI,所述信号输出模块还有三个输入端口OUT_COMP、OEN、OUTCORE,OUT_COMP的电平与复用端口IN_VPP的电平相关,复用端口IN_VPP复用为所述信号输出模块的输出端口:(1)当OEN输入低电平,OUT_COMP输出电压等于VDD,所述电压输出模块的输出电压VPPI等于VPP时,所述信号输出模块的输出等于VPP,即允许复用端口IN_VPP提供高于工作电压VDD的烧录电压VPP;(2)当OEN输入低电平,OUT_COMP输出电平等于0,所述电压输出模块(23)的输出电压VPPI等于VDD时,所述信号输出模块的输出等于输入信号OUTCORE的电平;(3)当OEN输入高电平,VPPI等于VDD时,信号输出模块关断。
所述的电平转换模块或信号输出模块输入端口OUT_COMP所需的COMP电压可以通过外部激励提供。
所述电源供电电路还可以包括电压检测模块,通过供电端口IN_VDD提供工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述的电压检测模块的输出OUT_COMP连接所述的电平转换模块或信号输出模块输入端口OUT_COMP,并提供COMP电压:当VPP大于VDD时,电压检测模块的OUT_COMP的电平等于VDD;此外,电压测模块的OUT_COMP的电平等于0。
所述电压选择模块,其特征在于工作电压VDD输入PMOS管M4的源极,比较电压VPP输入PMOS管M3的源极,所述M3的源极连接M4的栅极,M3的栅极连接M4的源极,M3的漏极连接M4的漏极作为电压选择模块的输出VPPI1。
所述电平转换模块,其特征在于电压选择模块的输出VPPI1输入PMOS管M10、PMOS管M20的源极,输入端口OUT_COMP连接PMOS管M11、PMOS管M21的栅极,输入端口VIN连接NMOS管M13、PMOS管M14的栅极以及反向器I3的输入端,工作电压VDD输入NMOS管M12的栅极、M14的源极、NMOS管M22的栅极、PMOS管M24的源极,所述M10的栅极连接M20的漏极,M10的漏极连接M11的源极,M11的漏极连接M12的漏极,M12的源极连接M13的漏极和M14的漏极,M13的源极接地,M20的栅极连接M10的漏极,M20的漏极连接M21的源极,M21的漏极连接M22的漏极,M22的源极连接M23的漏极和M24的漏极,M23的源极接地,M23、M24的栅极连接I3的输出,VIN端口连接OUT_COMP端口,M10的漏极作为电平转换模块的输出LEVEL2,M20的漏极作为电平转换模块的输出LEVEL1。
所述电压输出模块,其特征在于工作电压VDD输入PMOS管M6的源极,比较电压VPP输入PMOS管M5的源极,M5的栅极连接电平转换模块的输出LEVEL2,M6的栅极连接电平转换模块的输出LEVEL1,所述M5的漏极连接M6的漏极作为电压输出模块的输出OUT_VPPI。
所述信号输出模块,其特征在于工作电压VDD输入NMOS管M8的栅极,所述电压输出模块的输出端口OUT_VPPI向PMOS管M7的源极提供另一个工作电压VPPI,所述信号输出模块的输入端口OUT_COMP与端口OEN经或门(OR)作用输出后再与OUTCORE共同作用于或非门(NOR),或非门(NOR)输出到NMOS管M9的栅极,输入端口OUT_COMP与OEN端口经或门(OR)输出再经反向器I4后与OUTCORE共同作用于与非门(NAND),与非门(NAND)的输出连接到PMOS管M7的栅极,所述M7的漏极连接M8的漏极,M8的源极连接M9的漏极,M9的源极接地,M7的漏极连接到复用端口IN_VPP,复用端口IN_VPP复用为所述信号输出模块的输出端口。
所述电压检测模块,其特征在于工作电压VDD输入PMOS管M0、NMOS管M1、NMOS管M2的栅极,比较电压VPP输入所述M0的源极,M0的漏极连接M1的漏极,M1的的源极连接M2的漏极,M2的源极接地,M1的源极连接反向器I1的输入端,反向器I1的输出串接反向器I2的输入,I2的输出作为电压检测模块输出端OUT_COMP。
前述电源供电电路的应用方法,其特征在于通过电源供电电路的输入端IN_VDD向电源供电电路的电压选择模块、电平转换模块、电压输出模块提供工作电压VDD,通过IN_VPP向电压选择模块、电压输出模块提供比较电压VPP:
1)当VPP大于VDD时,考虑M3阈值电压的作用,此时VPP需大于等于(VDD+|Vtp|),其中Vtp为阈值电压,电压选择模块的M3导通、M4截止,电压选择模块的输出电压VPPI1等于比较电压VPP;电平转换模块输入电压COMP的值需为VDD,电平转换模块的M13、M12和M11导通,M21,M22,M23截止,形成M11-M12-M13对地的下拉通道,电平转换模块的输出电压LEVEL2等于VDD+|Vtp|,电平转换模块的M20导通,M10截止,电平转换模块的输出电压LEVEL1等于VPPI1即等于VPP;电压输出模块的M5导通,M6截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的VPPI电压等于比较电压VPP;
2)当VPP小于VDD时,考虑M4阈值电压的作用,此时VPP需小于等于(VDD-|Vtp|),电压选择模块的M3截止,M4导通,电压选择模块的输出电压VPPI1等于工作电压VDD;电平转换模块输入电压COMP的值需为0,电平转换模块的M21,M22,M23导通,M13、M12和M11截止,形成M21-M22-M23对地的下拉通道,电平转换模块的输出电压LEVEL1等于|Vtp|,电平转换模块的M10导通,M20截止,电平转换模块的输出电压LEVEL2等于VPPI1即等于VDD;电压输出模块的M6导通,M5截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的输出电压VPPI等于VDD;
3)当VPP等于VDD时,考虑M3、M4阈值电压的作用,VPP的电压范围扩展为|VPP-VDD|<|Vtp|,M3与M4的源极和漏极之间分别相当于正向PN节,即M3、M4可以视为寄生二极管D0、D1,电压选择模块输出电压VPPI1等于(MAX(VPP,VDD)-Vbe),其中Vbe为寄生二极管D0、D1正向导通压降;电平转换模块输入电压COMP的值需为0,电平转换模块的M21,M22,M23导通,M13、M12和M11截止,形成M21-M22-M23对地的下拉通道,电平转换模块输出LEVEL1等于|Vtp|,电平转换模块的M10导通,M20截止,电平转换模块的输出电压LEVEL2等于VPPI1即等于(MAX(VPP,VDD)-Vbe);电压输出模块的M6导通,M5弱导通或截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的输出电压VPPI等于VDD。
电源供电电路的应用方法,其特征在于若电源供电电路还包括信号输出模块时,通过电源供电电路的输入端IN_VDD向电源供电电路的信号输出模块提供工作电压VDD:
1)当VPP大于VDD时,考虑M3阈值电压的作用,此时VPP需大于等于(VDD+|Vtp|),其中Vtp为阈值电压,信号输出模块的M7导通,M8、M9截止,信号输出模块的输出使得复用端口IN_VPP提供烧录时高于工作电压VDD的VPP;
2)当VPP小于VDD时,考虑M4阈值电压的作用,此时VPP需小于等于(VDD-|Vtp|),信号输出模块的输出等于输入信号OUTCORE的值;
3)当VPP等于VDD时,考虑M3、M4阈值电压的作用,VPP的电压范围扩展为|VPP-VDD|<|Vtp|,信号输出模块关断。
本发明有益效果是:针对OTP、EEPROM、FLASH等非逸失性存储器进行供电时,烧录时端口IN_VPP作为供电端口,非烧录时端口IN_VPP复用为信号输入或输出端口,实现端口IN_VPP的复用。
附图说明
图1电源供电电路的结构图
图2电源供电电路的电路图
图3电源供电电路的电平转换模块的电路图
具体实施例
如图1所示电源供电电路包括:
电压选择模块(21):通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述电压选择模块(21)根据工作电压VDD与比较电压VPP的差异输出VPPI1:(1)若VPP大于VDD,则所述电压选择模块(21)的输出VPPI1等于VPP;(2)若VPP小于VDD,则所述电压选择模块(21)的输出VPPI1等于VDD;(3)若VPP等于VDD,则所述电压选择模块(21)的输出VPPI1等于(VDD-Vbe),其中Vbe为所述电压选择模块(21)中寄生二极管的正向压降;
电平转换模块(22):通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过所述电压选择模块(21)的输出VPPI1提供另一个工作电压VPPI1,所述电平转换模块(22)还有输入端口OUT_COMP和VIN,OUT_COMP的电平与复用端口IN_VPP的电平相关,VIN端口连接OUT_COMP端口,所述电平转换模块(22)有二个输出端口LEVEL1和LEVEL2:(1)当所述电压选择模块(21)的输出VPPI1等于VPP时,输入端口OUT_COMP的电平需等于VDD,此时所述电平转换模块(22)的输出端口LEVEL2等于VDD,LEVEL1电压等于VPP;(2)当所述电压选择模块(21)的输出电压VPPI1等于VDD时,输入端口OUT_COMP的电平需等于0,此时所述电平转换模块(22)的输出端口LEVEL1电压等于0,LEVEL2电压等于VDD;(3)当所述电压选择模块(21)的输出电压VPPI1等于(VDD-Vbe)时,输入端口OUT_COMP的电平需等于0,此时所述电平转换模块(22)的输出端口LEVEL1电压等于0,LEVEL2电压等于(VDD-Vbe);
电压输出模块(23):通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述电平转换模块(22)的输出端口LEVEL1和LEVEL2输入到所述电压输出模块(23),所述电压输出模块(23)有一个输出端口OUT_VPPI:(1)当LEVEL2等于VDD,LEVEL1等于VPP时,所述电压输出模块(23)的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VPP;(2)当LEVEL1等于0,LEVEL2等于VDD时,电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VDD;(3)当LEVEL1等于0,LEVEL2等于(VDD-Vbe)时,电压输出模块(23)的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VDD。
所述电源供电电路还可以包括信号输入模块(25):通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述信号输入模块(25)根据工作电压VDD或比较电压VPP的差异输出INCORE:(1)若VPP大于或等于VDD,则所述信号输入模块(25)的输出INCORE等于VDD;(2)若VPP小于VDD,则所述信号输入模块(25)的输出INCORE等于VPP;
所述电源供电电路还可以包括信号输出模块(26):通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,所述电压输出模块(23)的输出端口OUT_VPPI输入另一个工作电压VPPI,所述信号输出模块(26)还有三个输入端口OUT_COMP、OEN、OUTCORE,OUT_COMP的电平与复用端口IN_VPP的电平相关,复用端口IN_VPP复用为所述信号输出模块(26)的输出端口:(1)当OEN输入低电平,OUT_COMP输出电平等于VDD,所述电压输出模块(23)的输出电压VPPI等于VPP时,所述信号输出模块(26)的输出等于VPP,即允许复用端口IN_VPP提供高于工作电压VDD的烧录电压VPP;(2)当OEN输入低电平,OUT_COMP输出电平等于0,所述电压输出模块(23)的输出电压VPPI等于VDD时,所述信号输出模块(26)的输出等于输入信号OUTCORE的电平;(3)当OEN输入高电平,VPPI等于VDD时,信号输出模块关断。
所述的电平转换模块(22)或信号输出模块(26)输入端口OUT_COMP所需的COMP电压可以通过外部激励提供。
所述电源供电电路还可以包括电压检测模块(24),通过供电端口IN_VDD提供工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述的电压检测模块(24)的输出OUT_COMP连接所述的电平转换模块(22)或信号输出模块(26)输入端口OUT_COMP,并提供COMP电压:当VPP大于VDD时,电压检测模块(24)的OUT_COMP的电平等于VDD;此外,电压测模块(24)的OUT_COMP的电平等于0。
所述电压选择模块(21),其特征在于工作电压VDD输入PMOS管M4的源极,比较电压VPP输入PMOS管M3的源极,所述M3的源极连接M4的栅极,M3的栅极连接M4的源极,M3的漏极连接M4的漏极作为电压选择模块(23)的输出VPPI1。
所述电平转换模块(22),如图3所示,其特征在于电压选择模块(23)的输出VPPI1输入PMOS管M10、PMOS管M20的源极,输入端口OUT_COMP连接PMOS管M11、PMOS管M21的栅极,输入端口VIN连接NMOS管M13、PMOS管M14的栅极以及反向器I3的输入端,工作电压VDD输入NMOS管M12的栅极、M14的源极、NMOS管M22的栅极、PMOS管M24的源极,所述M10的栅极连接M20的漏极,M10的漏极连接M11的源极,M11的漏极连接M12的漏极,M12的源极连接M13的漏极和M14的漏极,M13的源极接地,M20的栅极连接M10的漏极,M20的漏极连接M21的源极,M21的漏极连接M22的漏极,M22的源极连接M23的漏极和M24的漏极,M23的源极接地,M23、M24的栅极连接I3的输出,VIN端口连接OUT_COMP端口,M10的漏极作为电平转换模块(22)的输出LEVEL2,M20的漏极作为电平转换模块(22)的输出LEVEL1。
所述电压输出模块(23),其特征在于工作电压VDD输入PMOS管M6的源极,比较电压VPP输入PMOS管M5的源极,M5的栅极连接电平转换模块(22)的输出LEVEL2,M6的栅极连接电平转换模块(22)的输出LEVEL1,所述M5的漏极连接M6的漏极作为电压输出模块(23)的输出OUT_VPPI。
所述信号输入模块(25),的一种具体实现方式为工作电压VDD输入NMOS管M40的栅极,比较电压VPP输入M40的漏极,M40的源极根据工作电压VDD或比较电压VPP的差异输出INCORE。
所述信号输出模块(26),其特征在于工作电压VDD输入NMOS管M8的栅极,所述电压输出模块(23)的输出端口OUT_VPPI向PMOS管M7的源极提供另一个工作电压VPPI,所述信号输出模块(26)的输入端口OUT_COMP与端口OEN经或门(OR)作用输出后再与OUTCORE共同作用于或非门(NOR),或非门(NOR)输出到NMOS管M9的栅极,输入端口OUT_COMP与OEN端口经或门(OR)输出再经反向器I4后与OUTCORE共同作用于与非门(NAND),与非门(NAND)的输出连接到PMOS管M7的栅极,所述M7的漏极连接M8的漏极,M8的源极连接M9的漏极,M9的源极接地,M7的漏极连接到复用端口IN_VPP,复用端口IN_VPP复用为所述信号输出模块(26)的输出端口。
所述电压检测模块(24),其特征在于工作电压VDD输入PMOS管M0、NMOS管M1、NMOS管M2的栅极,比较电压VPP输入所述M0的源极,M0的漏极连接M1的漏极,M1的的源极连接M2的漏极,M2的源极接地,M1的源极连接反向器I1的输入端,反向器I1的输出串接反向器I2的输入,I2的输出作为电压检测模块输出端OUT_COMP。
电源供电电路的应用方法,其特征在于通过电源供电电路的输入端IN_VDD向电源供电电路的电压选择模块(21)、电平转换模块(22)、电压输出模块(23)提供工作电压VDD,通过IN_VPP向电压选择模块(21)、电压输出模块(23)提供比较电压VPP:
1)当VPP大于VDD时,考虑M3阈值电压的作用,此时VPP需大于等于(VDD+|Vtp|)其中Vtp为阈值电压,电压选择模块(21)的M3导通、M4截止,电压选择模块(21)的输出电压VPPI1等于比较电压VPP;电平转换模块(22)输入电压COMP的值需为VDD,电平转换模块(22)的M13、M12和M11导通,M21,M22,M23截止,形成M11-M12-M13对地的下拉通道,电平转换模块(22)的输出电压LEVEL2等于VDD+|Vtp|,电平转换模块(22)的M20导通,M10截止,电平转换模块(22)的输出电压LEVEL1等于VPPI1即等于VPP;电压输出模块的M5导通,M6截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的VPPI电压等于比较电压VPP;
2)当VPP小于VDD时,考虑M4阈值电压的作用,此时VPP需小于等于(VDD-|Vtp|),电压选择模块(21)的M3截止,M4导通,电压选择模块(21)的输出电压VPPI1等于工作电压VDD;电平转换模块(22)输入电压COMP的值需为0,电平转换模块(22)的M21,M22,M23导通,M13、M12和M11截止,形成M21-M22-M23对地的下拉通道,电平转换模块(22)的输出电压LEVEL1等于|Vtp|,电平转换模块(22)的M10导通,M20截止,电平转换模块(22)的输出电压LEVEL2等于VPPI1即等于VDD;电压输出模块(23)的M6导通,M5截止,电压输出模块(23)OUT_VPPI输出端口的输出电压VPPI等于VDD;
3)当VPP等于VDD时,考虑M3、M4阈值电压的作用,VPP的电压范围扩展为|VPP-VDD|<|Vtp|,电压选择模块(21)输出电压VPPI1等于(MAX(VPP,VDD)-Vbe),M3与M4的源极和漏极之间分别相当于正向PN节,即M3、M4可以视为寄生二极管D0、D1,(Vbe为寄生二极管D0、D1正向导通压降);电平转换模块(22)输入电压COMP的值需为0,电平转换模块(22)的M21,M22,M23导通,M13、M12和M11截止,形成M21-M22-M23对地的下拉通道,电平转换模块(22)输出LEVEL1等于|Vtp|,电平转换模块(22)的M10导通,M20截止,电平转换模块(22)的输出电压LEVEL2等于VPPI1即等于(MAX(VPP,VDD)-Vbe);电压输出模块(23)的M6导通,M5弱导通或截止,电压输出模块(24)OUT_VPPI输出端口的输出电压VPPI等于VDD。
电源供电电路的应用方法,其特征在于若电源供电电路还包括信号输出模块时,通过电源供电电路的输入端IN_VDD向电源供电电路的信号输出模块提供工作电压VDD:
1)当VPP大于VDD时,考虑M3阈值电压的作用,此时VPP需大于等于(VDD+|Vtp|),其中Vtp为阈值电压,信号输出模块的M7导通,M8、M9截止,信号输出模块的输出使得复用端口IN_VPP提供烧录时高于工作电压VDD的VPP;
2)当VPP小于VDD时,考虑M4阈值电压的作用,此时VPP需小于等于(VDD-|Vtp|),信号输出模块的输出等于输入信号OUTCORE的值;
3)当VPP等于VDD时,考虑M3、M4阈值电压的作用,VPP的电压范围扩展为|VPP-VDD |<|Vtp|,信号输出模块关断。
应该理解到的是:上述实施例只是对本发明的说明,而不是对本发明的限制,任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造修改、对电路的局部构造的变更、对元器件的类型或型号的替换,对电压供电电路输出管脚的应用等其他非实质性的替换或修改,均落入本发明保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电源供电电路,其特征在于包括:
电压选择模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述电压选择模块根据工作电压VDD与比较电压VPP的差异输出VPPI1:(1)若VPP大于VDD,则所述电压选择模块的输出VPPI1等于VPP;(2)若VPP小于VDD,则所述电压选择模块的输出VPPI1等于VDD;(3)若VPP等于VDD,则所述电压选择模块的输出VPPI1等于(VDD-Vbe),其中Vbe为所述电压选择模块中寄生二极管的正向压降;
电平转换模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过所述电压选择模块的输出VPPI1提供另一个工作电压VPPI1,所述电平转换模块还有输入端口OUT_COMP和VIN,OUT_COMP的电平与复用端口IN_VPP的电平相关,VIN端口连接OUT_COMP端口,所述电平转换模块有二个输出端口LEVEL1和LEVEL2:(1)当所述电压选择模块的输出VPPI1等于VPP时,输入端口OUT_COMP的电平需等于VDD,此时所述电平转换模块的输出端口LEVEL2等于VDD,LEVEL1电压等于VPP;(2)当所述电压选择模块的输出电压VPPI1等于VDD时,输入端口OUT_COMP的电平需等于0,此时所述电平转换模块的输出端口LEVEL1电压等于0,LEVEL2电压等于VDD;(3)当所述电压选择模块的输出电压VPPI1等于(VDD-Vbe)时,输入端口OUT_COMP的电平需等于0,此时所述电平转换模块的输出端口LEVEL1电压等于0,LEVEL2电压等于(VDD-Vbe);
电压输出模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述电平转换模块的输出端口LEVEL1和LEVEL2输入到所述电压输出模块,所述电压输出模块有一个输出端口OUT_VPPI:(1)当LEVEL2等于VDD,LEVEL1等于VPP时,所述电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VPP;(2)当LEVEL1等于0,LEVEL2等于VDD时,电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VDD;(3)当LEVEL1等于0,LEVEL2等于(VDD-Vbe)时,电压输出模块的输出端口OUT_VPPI的输出电压VPPI等于VDD。
2.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于还可以包括信号输入模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述信号输入模块根据工作电压VDD或比较电压VPP的差异输出INCORE:(1)若VPP大于或等于VDD,则所述信号输入模块的INCORE等于VDD;(2)若VPP小于VDD,则所述信号输入模块的INCORE等于VPP;
3.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于还可以包括信号输出模块:通过供电端口IN_VDD输入工作电压VDD,所述电压输出模块的输出端口OUT_VPPI输入另一个工作电压VPPI,所述信号输出模块还有三个输入端口OUT_COMP、OEN、OUTCORE,OUT_COMP的电平与复用端口IN_VPP的电平相关,复用端口IN_VPP复用为所述信号输出模块的输出端口:(1)当OEN输入低电平,OUT_COMP输出电压等于VDD,所述电压输出模块的输出电压VPPI等于VPP时,所述信号输出模块的输出等于VPP,即允许复用端口IN_VPP提供高于工作电压VDD的烧录电压VPP;(2)当OEN输入低电平,OUT_COMP输出电平等于0,所述电压输出模块(23)的输出电压VPPI等于VDD时,所述信号输出模块的输出等于输入信号OUTCORE的电平;(3)当OEN输入高电平,VPPI等于VDD时,信号输出模块关断。
4.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于还可以包括电压检测模块,通过供电端口IN_VDD提供工作电压VDD,通过复用端口IN_VPP输入比较电压VPP,所述的电压检测模块的输出OUT_COMP连接所述的电平转换模块或信号输出模块输入端口OUT_COMP,并提供COMP电压:当VPP大于VDD时,电压检测模块的OUT_COMP的电平等于VDD;此外,电压测模块的OUT_COMP的电平等于0。
5.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于所述电压选择模块:工作电压VDD输入PMOS管M4的源极,比较电压VPP输入PMOS管M3的源极,所述M3的源极连接M4的栅极,M3的栅极连接M4的源极,M3的漏极连接M4的漏极作为电压选择模块的输出VPPI1。
6.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于所述电平转换模块:电压选择模块的输出VPPI1输入PMOS管M10、PMOS管M20的源极,输入端口OUT_COMP连接PMOS管M11、PMOS管M21的栅极,输入端口VIN连接NMOS管M13、PMOS管M14的栅极以及反向器I3的输入端,工作电压VDD输入NMOS管M12的栅极、M14的源极、NMOS管M22的栅极、NMOS管M24的源极,所述M10的栅极连接M20的漏极,M10的漏极连接M11的源极,M11的漏极连接M12的漏极,M12的源极连接M13的漏极和M14的漏极,M13的源极接地,M20的栅极连接M10的漏极,M20的漏极连接M21的源极,M21的漏极连接M22的漏极,M22的源极连接M23的漏极和M24的漏极,M23的源极接地,M23、M24的栅极连接I3的输出,VIN端口连接OUT_COMP端口,M10的漏极作为电平转换模块的输出LEVEL2,M20的漏极作为电平转换模块的输出LEVEL1。
7.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于所述电压输出模块:工作电压VDD输入PMOS管M6的源极,比较电压VPP输入PMOS管M5的源极,M5的栅极连接电平转换模块的输出LEVEL2,M6的栅极连接电平转换模块的输出LEVEL1,所述M5的漏极连接M6的漏极作为电压输出模块的输出OUT_VPPI。
8.如权利要求3所述电源供电电路,其特征在于所述信号输出模块:工作电压VDD输入NMOS管M8的栅极,所述电压输出模块的输出端口OUT_VPPI向PMOS管M7的源极提供另一个工作电压VPPI,所述信号输出模块的输入端口OUT_COMP与端口OEN经或门(OR)作用输出后再与OUTCORE共同作用于或非门(NOR),或非门(NOR)输出到NMOS管M9的栅极,输入端口OUT_COMP与OEN端口经或门(OR)输出再经反向器I4后与OUTCORE共同作用于与非门(NAND),与非门(NAND)的输出连接到PMOS管M7的栅极,所述M7的漏极连接M8的漏极,M8的源极连接M9的漏极,M9的源极接地,M7的漏极连接到复用端口IN_VPP,复用端口IN_VPP复用为所述信号输出模块的输出端口。
9.如权利要求4所述电源供电电路,其特征在于所述电压检测模块:工作电压VDD输入PMOS管M0、NMOS管M1、NMOS管M2的栅极,比较电压VPP输入所述M0的源极,M0的漏极连接M1的漏极,M1的的源极连接M2的漏极,M2的源极接地,M1的源极连接反向器I1的输入端,反向器I1的输出串接反向器I2的输入,I2的输出作为电压检测模块输出端OUT_COMP。
10.如权利要求1所述电源供电电路,其特征在于所述电压选择模块:工作电压VDD输入PMOS管M4的源极,比较电压VPP输入PMOS管M3的源极,所述M3的源极连接M4的栅极,M3的栅极连接M4的源极,M3的漏极连接M4的漏极作为电压选择模块的输出VPPI1;所述电平转换模块:电压选择模块的输出VPPI1输入PMOS管M10、PMOS管M20的源极,输入端口OUT_COMP连接PMOS管M11、PMOS管M21的栅极,输入端口VIN连接NMOS管M13、PMOS管M14的栅极以及反向器I3的输入端,工作电压VDD输入NMOS管M12的栅极、M14的源极、NMOS管M22的栅极、NMOS管M24的源极,所述M10的栅极连接M20的漏极,M10的漏极连接M11的源极,M11的漏极连接M12的漏极,M12的源极连接M13的漏极和M14的漏极,M13的源极接地,M20的栅极连接M10的漏极,M20的漏极连接M21的源极,M21的漏极连接M22的漏极,M22的源极连接M23的漏极和M24的漏极,M23的源极接地,M23、M24的栅极连接I3的输出,VIN端口连接OUT_COMP端口,M10的漏极作为电平转换模块的输出LEVEL2,M20的漏极作为电平转换模块的输出LEVEL1;
所述电压输出模块:工作电压VDD输入PMOS管M6的源极,比较电压VPP输入PMOS管M5的源极,M5的栅极连接电平转换模块的输出LEVEL2,M6的栅极连接电平转换模块的输出LEVEL1,所述M5的漏极连接M6的漏极作为电压输出模块的输出OUT_VPPI。
11.一种利用权利要求10所述电源供电电路,提供一种电源供电电路的应用方法,其特征在于通过电源供电电路的输入端IN_VDD向电源供电电路的电压选择模块、电平转换模块、电压输出模块提供工作电压VDD,通过IN_VPP向电压选择模块、电压输出模块提供比较电压VPP:
1)当VPP大于VDD时,考虑M3阈值电压的作用,此时VPP需大于等于(VDD+|Vtp|),其中Vtp为阈值电压,电压选择模块的M3导通、M4截止,电压选择模块的输出电压VPPI1等于比较电压VPP;电平转换模块输入电压COMP的值需为VDD,电平转换模块的M13、M12和M11导通,M21,M22,M23截止,形成M11-M12-M13对地的下拉通道,电平转换模块的输出电压LEVEL2等于VDD+|Vtp|,电平转换模块的M20导通,M10截止,电平转换模块的输出电压LEVEL1等于VPPI1即等于VPP;电压输出模块的M5导通,M6截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的VPPI电压等于比较电压VPP;
2)当VPP小于VDD时,考虑M4阈值电压的作用,此时VPP需小于等于(VDD-|Vtp|),电压选择模块的M3截止,M4导通,电压选择模块的输出电压VPPI1等于工作电压VDD;电平转换模块输入电压COMP的值需为0,电平转换模块的M21,M22,M23导通,M13、M12和M11截止,形成M21-M22-M23对地的下拉通道,电平转换模块的输出电压LEVEL1等于|Vtp|,电平转换模块的M10导通,M20截止,电平转换模块的输出电压LEVEL2等于VPPI1即等于VDD;电压输出模块的M6导通,M5截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的输出电压VPPI等于VDD;
3)当VPP等于VDD时,考虑M3、M4阈值电压的作用,VPP的电压范围扩展为|VPP-VDD|<|Vtp|,M3与M4的源极和漏极之间分别相当于正向PN节,即M3、M4可以视为寄生二极管D0、D1,电压选择模块输出电压VPPI1等于(MAX(VPP,VDD)-Vbe),其中Vbe为寄生二极管D0、D1正向导通压降;电平转换模块输入电压COMP的值需为0,电平转换模块的M21,M22,M23导通,M13、M12和M11截止,形成M21-M22-M23对地的下拉通道,电平转换模块输出LEVEL1等于|Vtp|,电平转换模块的M10导通,M20截止,电平转换模块的输出电压LEVEL2等于VPPI1即等于(MAX(VPP,VDD)-Vbe);电压输出模块的M6导通,M5弱导通或截止,电压输出模块OUT_VPPI输出端口的输出电压VPPI等于VDD。
12.如权利要求11所述电源供电电路的应用方法,其特征在于若电源供电电路还包括信号输出模块时,通过电源供电电路的输入端IN_VDD向电源供电电路的信号输出模块提供工作电压VDD:
1)当VPP大于VDD时,考虑M3阈值电压的作用,此时VPP需大于等于(VDD+|Vtp|),其中Vtp为阈值电压,信号输出模块的M7导通,M8、M9截止,信号输出模块的输出使得复用端口IN_VPP提供烧录时高于工作电压VDD的VPP;
2)当VPP小于VDD时,考虑M4阈值电压的作用,此时VPP需小于等于(VDD-|Vtp|),信号输出模块的输出等于输入信号OUTCORE的值;
3)当VPP等于VDD时,考虑M3、M4阈值电压的作用,VPP的电压范围扩展为|VPP-VDD|<|Vtp|,信号输出模块关断。
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