CN112783243A - 一种阈值电压精度提高电路 - Google Patents

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Abstract

一种阈值电压精度提高电路，能够用于施密特触发器、电源电压检测电路、输入欠压保护电路中，满足电压阈值精确控制的高精度要求，其特征在于，包括漏极互连后连接输出电压端的第四PMOS管和第四NMOS管，所述第四PMOS管的源极连接电源电压端，所述第四NMOS管的源极连接接地端，所述输出电压端连接第五NMOS管的栅极，所述输出电压端通过所述第五NMOS管勾回到输入电压控制电路以实现滞回功能。

Description

一种阈值电压精度提高电路
技术领域
本发明涉及阈值电压精度控制技术，特别是一种阈值电压精度提高电路，能够用于施密特触发器、电源电压检测电路、输入欠压保护电路中，满足电压阈值精确控制的高精度要求。
背景技术
常用的施密特触发器结构，阈值电压随电源电压变化较大，在工艺角下仿真，VIH(当输入电平高于VIH时，则认为输入电平为逻辑高电平)和VIL(当输入电平低于VIL时，则认为输入电平为逻辑低电平)的值变化非常大，不适用于高精度要求。比如2.5V到5.5V电源内，全温度下要求VIH_MIN＝0.9V，VIL_MAX＝0.4V，普通结构，全工艺角下仿真，在考虑一些变化量，设计留一些余量，根本达不到要求。但这种对施密特触发器的要求是存在的。另外这种高精度要求的施密特触发器，一般采用比较器来做。但比较器复杂，且有电流消耗。同时像使能的施密特触发器，在disable模式下(disable，关闭使能状态)，电路里没有参考电压，很难做比较器结构。同样的对于输入欠压保护电路，保护的电压点也需要精确，而在欠压之前电路里是没有参考电压的，做不了比较器。现有的一些电路都比较复杂，或者需要功耗。基于同样的原理，与施密特触发器一样，都是对一个电压阈值的检测，所以本发明的阈值电压精度提高电路适用于所有这种电路。
例如，传统施密特触发器结构如图1所示：包括漏极互连后连接输出电压端OUT的第四PMOS管Mp4和第四NMOS管Mn4，所述第四PMOS管Mp4的源极连接电源电压端VCC，所述第四NMOS管Mn4的源极连接接地端GND，所述第四PMOS管Mp4的栅极和所述第四NMOS管Mn4的栅极互连后分别连接第三PMOS管Mp3的栅极、第三NMOS管Mn3的栅极、第二PMOS管Mp2的漏极和第二NMOS管Mn2的漏极，所述第三PMOS管Mp3的漏极连接接地端GND，所述第三PMOS管Mp3的源极分别连接第一PMOS管Mp1的漏极和第二PMOS管Mp2源极，所述第三NMOS管Mn3的漏极连接电源电压端VCC，所述第三NMOS管Mn3源极分别连接第二NMOS管Mn2的源极和第一NMOS管Mn1的漏极，所述第一NMOS管Mn1的源极连接接地端GND，所述第一PMOS管Mp1的源极连接电源电压端VCC，所述第一PMOS管Mp1的栅极、第二PMOS管Mp2的栅极、第二NMOS管Mn2的栅极和第一NMOS管Mn1的栅极均连接输入电压端IN。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种阈值电压精度提高电路，能够用于施密特触发器、电源电压检测电路、输入欠压保护电路中，满足电压阈值精确控制的高精度要求。
本发明的技术方案如下：
一种阈值电压精度提高电路，其特征在于，包括漏极互连后连接输出电压端的第四PMOS管和第四NMOS管，所述第四PMOS管的源极连接电源电压端，所述第四NMOS管的源极连接接地端，所述输出电压端连接第五NMOS管的栅极，所述输出电压端通过所述第五NMOS管勾回到输入电压控制电路以实现滞回功能。
所述输入电压控制电路包括输入电压端，所述输入电压端分别连接第六NMOS管的栅极和第七NMOS管的栅极，所述第六NMOS管的源极连接接地端，所述第七NMOS管的源极和所述第六NMOS管的漏极均连接所述第五NMOS管的漏极，所述第七NMOS管的漏极分别连接所述第四PMOS管的栅极、所述第四NMOS管的栅极和第一电流源的输出端，所述第一电流源的输入端连接电源电压端。
所述第一电流源包括第八NMOS管，所述第八NMOS管的源极通过第一电阻连接所述第七NMOS管的漏极，所述第八NMOS管的漏极连接电源电压端，所述第八NMOS管的栅极连接所述第七NMOS管的漏极。
所述第八NMOS管为耗尽型NMOS管。
所述输入电压控制电路包括依次串联的第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第二电阻连接电源电压端，所述第四电阻连接接地端，所述第三电阻和第四电阻之间的中间节点连接所述第五NMOS管的漏极，所述第二电阻和第三电阻之间的中间节点连接第九NMOS管的栅极，所述第九NMOS管的源极连接接地端，所述第九NMOS管的漏极通过第二电流源连接电源电压端。
所述第九NMOS管的漏极分别连接第十NMOS管的栅极和第十PMOS管的栅极，所述第十NMOS管的漏极、第十PMOS管的漏极、第四NMOS管的栅极和第四PMOS管的栅极相互连接，所述第十NMOS管的源极连接接地端，所述第十PMOS管的源极连接电源电压端。
本发明的技术效果如下：本发明一种阈值电压精度提高电路，用一个NMOS管子的阈值电压和导通阻抗，与另一个电流源(本质是同样的NMOS管子的阈值电压和阻抗)比较，两个管子的阈值电压是固定偏差，偏差量随电源电压和工艺角变化很小，进而使得翻转的VIH(当输入电平高于VIH时，则认为输入电平为逻辑高电平)、VIL(当输入电平低于VIL时，则认为输入电平为逻辑低电平)、电压阈值变化也很小，不同电源和工艺角下，值的范围可以控制的很精确，变化量小，实现高性能要求。
附图说明
图1是传统施密特触发器电路结构示意图。
图2是实施本发明一种阈值电压精度提高电路结构示意图。
图3是图2中的第一电流源I1采用第八NMOS管Mn8和第一电阻R1的组合结构后的阈值电压精度提高电路结构示意图。图3中的第八NMOS管Mn8为耗尽型NMOS管(即depletion管子)，其Vth是负的。
图4是以电源的分压作为输入IN来实现UVLO功能的阈值电压精度提高电路结构示意图。UVLO(under voltage lock out)是指欠压锁定。图4中输出电压端OUT连接第五NMOS管Mn5的栅极，Mn5的漏极连接到分压电阻(第三电阻R3和第四电阻R4)之间的节点，勾回控制分压电阻，也是实现滞回功能。Mn5的源极接地。
附图标记列示如下：VCC-电源电压或电源电压端；GND-接地端；IN-输入电压或输入电压端或输入信号端；OUT-输出电压或输出电压端；I1～I2-第一电流源至第二电流源；Mn1～Mn10-第一NMOS管至第十NMOS管；Mp1～Mp4-第一PMOS管至第四PMOS管；Mp10-第十PMOS管；R1～R4-第一电阻至第四电阻。
具体实施方式
下面结合附图(图2-图4)对本发明进行说明。
图2是实施本发明一种阈值电压精度提高电路结构示意图。图3是图2中的第一电流源I1采用第八NMOS管Mn8和第一电阻R1的组合结构后的阈值电压精度提高电路结构示意图。图4是以电源的分压作为输入IN来实现UVLO功能的阈值电压精度提高电路结构示意图。如图2至图4所示，一种阈值电压精度提高电路，包括漏极互连后连接输出电压端OUT的第四PMOS管Mp4和第四NMOS管Mn4，所述第四PMOS管Mp4的源极连接电源电压端VCC，所述第四NMOS管Mn4的源极连接接地端GND，所述输出电压端OUT连接第五NMOS管Mn5的栅极，所述输出电压端OUT通过所述第五NMOS管Mn5勾回到输入电压控制电路以实现滞回功能。
所述输入电压控制电路包括输入电压端IN，所述输入电压端IN分别连接第六NMOS管Mn6的栅极和第七NMOS管Mn7的栅极，所述第六NMOS管Mn6的源极连接接地端GND，所述第七NMOS管Mn7的源极和所述第六NMOS管Mn6的漏极均连接所述第五NMOS管Mn5的漏极，所述第七NMOS管Mn7的漏极分别连接所述第四PMOS管Mp4的栅极、所述第四NMOS管Mn4的栅极和第一电流源I1的输出端，所述第一电流源I1的输入端连接电源电压端VCC。所述第一电流源I1包括第八NMOS管Mn8，所述第八NMOS管Mn8的源极通过第一电阻R1连接所述第七NMOS管Mn7的漏极，所述第八NMOS管Mn8的漏极连接电源电压端VCC，所述第八NMOS管Mn8的栅极连接所述第七NMOS管Mn7的漏极。所述第八NMOS管Mn8为耗尽型NMOS管。
所述输入电压控制电路包括依次串联的第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二电阻R2连接电源电压端VCC，所述第四电阻R4连接接地端GND，所述第三电阻R3和第四电阻R4之间的中间节点连接所述第五NMOS管Mn5的漏极，所述第二电阻R2和第三电阻R3之间的中间节点连接第九NMOS管Mn9的栅极，所述第九NMOS管Mn9的源极连接接地端GND，所述第九NMOS管Mn9的漏极通过第二电流源I2连接电源电压端VCC。所述第九NMOS管Mn9的漏极分别连接第十NMOS管Mn10的栅极和第十PMOS管Mp10的栅极，所述第十NMOS管Mn10的漏极、第十PMOS管Mp10的漏极、第四NMOS管Mn4的栅极和第四PMOS管Mp4的栅极相互连接，所述第十NMOS管Mn10的源极连接接地端GND，所述第十PMOS管Mp10的源极连接电源电压端VCC。
如图2所示，实际电路中的电流源I1利用了CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺里的depletion管子(耗尽型NMOS，Vth是负的)，电流实现只需要一个MOS和电阻，非常简单。其他没有depletion管子的工艺，电流源可以用其他方式电路产生，或者直接换成电阻也可以，具体产生电路很多，这里不做描述。
在图3中，电流源I1用depletion管子(即第八NMOS管Mn8)加电阻(即第一电阻R1)实现。基本原理是输入电压端IN接要检测的外部pin，电压从低到高上升时，达到一个设定阈值，下管导通，下管阻抗小于上面的电流源，第二级反相器的输入由高到低，输出从低变高翻转，输出勾回去控制一个NMOS，实现输入从高到低的滞回作用，实现施密特触发器功能。
如图4所示，把输入变成电源的分压，即实现了UVLO的功能。输出接Mn5，勾回控制分压电阻，也是实现滞回功能。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (6)

1.一种阈值电压精度提高电路，其特征在于，包括漏极互连后连接输出电压端的第四PMOS管和第四NMOS管，所述第四PMOS管的源极连接电源电压端，所述第四NMOS管的源极连接接地端，所述输出电压端连接第五NMOS管的栅极，所述输出电压端通过所述第五NMOS管勾回到输入电压控制电路以实现滞回功能。
2.根据权利要求1所述的阈值电压精度提高电路，其特征在于，所述输入电压控制电路包括输入电压端，所述输入电压端分别连接第六NMOS管的栅极和第七NMOS管的栅极，所述第六NMOS管的源极连接接地端，所述第七NMOS管的源极和所述第六NMOS管的漏极均连接所述第五NMOS管的漏极，所述第七NMOS管的漏极分别连接所述第四PMOS管的栅极、所述第四NMOS管的栅极和第一电流源的输出端，所述第一电流源的输入端连接电源电压端。
3.根据权利要求2所述的阈值电压精度提高电路，其特征在于，所述第一电流源包括第八NMOS管，所述第八NMOS管的源极通过第一电阻连接所述第七NMOS管的漏极，所述第八NMOS管的漏极连接电源电压端，所述第八NMOS管的栅极连接所述第七NMOS管的漏极。
4.根据权利要求3所述的阈值电压精度提高电路，其特征在于，所述第八NMOS管为耗尽型NMOS管。
5.根据权利要求1所述的阈值电压精度提高电路，其特征在于，所述输入电压控制电路包括依次串联的第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第二电阻连接电源电压端，所述第四电阻连接接地端，所述第三电阻和第四电阻之间的中间节点连接所述第五NMOS管的漏极，所述第二电阻和第三电阻之间的中间节点连接第九NMOS管的栅极，所述第九NMOS管的源极连接接地端，所述第九NMOS管的漏极通过第二电流源连接电源电压端。
6.根据权利要求5所述的阈值电压精度提高电路，其特征在于，所述第九NMOS管的漏极分别连接第十NMOS管的栅极和第十PMOS管的栅极，所述第十NMOS管的漏极、第十PMOS管的漏极、第四NMOS管的栅极和第四PMOS管的栅极相互连接，所述第十NMOS管的源极连接接地端，所述第十PMOS管的源极连接电源电压端。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101093956A (zh) * 2007-07-20 2007-12-26 开源集成电路(苏州)有限公司 带温度补偿的欠压锁定电路
US20100244912A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Green Solution Technology Co., Ltd. Controller and voltage detection enabling circuit thereof
CN102353904A (zh) * 2011-06-30 2012-02-15 上海新进半导体制造有限公司 电池电压检测模块及电路、逻辑传递电路
CN202268858U (zh) * 2011-10-21 2012-06-06 唐娅 一种阈值电压对电源电压波动不敏感的施密特触发器
CN103326315A (zh) * 2013-05-27 2013-09-25 上海奔赛电子科技发展有限公司 一种欠压保护电路以及高压集成电路
CN108667440A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 峰岹科技（深圳）有限公司 一种施密特触发器电路
CN108832595A (zh) * 2018-07-27 2018-11-16 无锡安趋电子有限公司 一种具有动态滤波功能的欠压锁定电路
CN109194099A (zh) * 2018-11-20 2019-01-11 广州市力驰微电子科技有限公司 一种高压启动电路的电源监测管理电路
CN110048368A (zh) * 2019-04-29 2019-07-23 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种高速高精度欠压保护电路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101093956A (zh) * 2007-07-20 2007-12-26 开源集成电路(苏州)有限公司 带温度补偿的欠压锁定电路
US20100244912A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Green Solution Technology Co., Ltd. Controller and voltage detection enabling circuit thereof
CN102353904A (zh) * 2011-06-30 2012-02-15 上海新进半导体制造有限公司 电池电压检测模块及电路、逻辑传递电路
CN202268858U (zh) * 2011-10-21 2012-06-06 唐娅 一种阈值电压对电源电压波动不敏感的施密特触发器
CN103326315A (zh) * 2013-05-27 2013-09-25 上海奔赛电子科技发展有限公司 一种欠压保护电路以及高压集成电路
CN108667440A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 峰岹科技（深圳）有限公司 一种施密特触发器电路
CN108832595A (zh) * 2018-07-27 2018-11-16 无锡安趋电子有限公司 一种具有动态滤波功能的欠压锁定电路
CN109194099A (zh) * 2018-11-20 2019-01-11 广州市力驰微电子科技有限公司 一种高压启动电路的电源监测管理电路
CN110048368A (zh) * 2019-04-29 2019-07-23 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种高速高精度欠压保护电路

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