CN116388738A - 高压比较器电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高压比较器电路，通过设置第一二极管可以实现在输入电压信号重新变换大于阈值电压信号时，流过第三P型mos管的电流就不仅仅只有第二P型mos管的尾电流，还包括通过第一二极管的路径的电流，该路径可以帮助更加快速的充高第三P型mos管漏极电压；通过设置第二二极管可以实现在输入电压信号重新变换小于等于阈值电压信号时，流过第四P型mos管的电流就不仅仅只有第二P型mos管的尾电流，还包括通过第一二极管的路径的电流，该路径可以帮助更加快速的充高第四P型mos管漏极电压，从而上述高压比较器电路通过第一二极管及第二二极管有效改善在信号变换过程中因为高压比较器功耗的限制而引入的高压比较器比较延迟问题。

Description

高压比较器电路

技术领域

本申请涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及一种高压比较器电路。

背景技术

车规级芯片设计以及SOC(System on Chip，系统级芯片)系统需要和外部进行通讯，不同通讯协议有不同的PHY(Physical Layer，物理层)设计需求。针对在PHY的通讯设计过程中存在高压高速的通讯需求，通常设计高压比较器将外部输入的高压信号转换成芯片内部的低压工作信号。

现有的全mos管高压比较器中，包括控制高压比较器开关的第一P型mos管、提供尾电流的第二P型mos管和具有比较功能的mos管组合，该mos管组合包括运放输入对管的第三P型mos管和第四P型mos管、高压比较器输出负载的第一N型mos管和第二N型mos管以及漏极作为高压比较器输出端口的第三N型mos管。然而，现有高压比较器中的比较速度受第二P型mos管的尾电流的影响，在第二P型mos管的尾电流较小时，高压比较器存在一定的比较延时问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够改善高压比较器比较延迟问题的高压比较器电路。

本申请提供了一种高压比较器电路。所述高压比较器电路包括：

控制高压比较器的开闭状态的第一P型mos管、提供尾电流的第二P型mos管、具有比较功能的mos管组合、第一二极管和第二二极管，其中：

所述第一二极管的正极与mos管组合中的第三P型mos管的栅极连接，所述第一二极管的负极与所述第三P型mos管的源极连接，所述第一二极管的负极还与第二P型mos管的漏极连接，所述第三P型mos管的栅极用于接收阈值电压信号；

所述第二二极管的正极与mos管组合中的第四P型mos管的栅极连接，所述第二二极管的负极与所述第四P型mos管的源极连接，所述第二二极管的负极与第二P型mos管的漏极连接，所述第四P型mos管的栅极用于接收输入电压信号。

在其中一个实施例中，所述第一P型mos管的源极与高压电源连接，用于接收预设高压信号，所述第一P型mos管的栅极用于接收开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制所述高压比较器的开闭状态；

所述第二P型mos管的栅极接收第一电压信号，用于提供尾电流，所述第二P型mos管的源极与所述第一P型mos管漏极连接；

所述mos管组合包括所述第三P型mos管、所述四P型mos管、第一N型mos管、第二N型mos管和第三N型mos管，其中：

所述第三P型mos管的源极与所述第二P型mos管的漏极连接，所述第四P型mos管的源极与所述第二P型mos管的漏极连接；

所述第一N型mos管的漏极分别与所述第三P型mos管的漏极和所述第一N型mos管的栅极连接，所述第一N型mos管的源极接地；

所述第二N型mos管的漏极与所述第四P型mos管的漏极连接，所述第二N型mos管的栅极与所述第一N型mos管的栅极连接，所述第二N型mos管的源极接地；

第三N型mos管，所述第三N型mos管的栅极与所述第四P型mos管的漏极，所述第三N型mos管的源极接地，所述第三N型mos管的漏极与低压电源连接，用于接收预设低压信号，所述第三N型mos管的漏极作为所述高压比较器的输出端口。

在其中一个实施例中，所述高压比较器电路还包括：

第三二极管，所述第三二极管的正极与所述第二P型mos管的漏极连接，所述第三二极管的负极与所述第三P型mos管的源极连接，所述第三二极管的负极还与所述第一二极管的负极连接；

第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第二P型mos管的漏极连接，所述第四二极管的负极与所述第四P型mos管的源极连接，所述第四二极管的负极还与所述第二二极管的负极连接。

在其中一个实施例中，所述高压比较器电路还包括开关控制电路，所述开关控制电路包括：

二极管组合，所述二极管组合包括第一预设数目个预设二极管串联，所述二极管组合的正极与所述高压电源连接，用于接收所述预设高压信号，所述二极管组合的负极与所述第一P型mos管的栅极连接；

第一电阻组合，所述电阻组合包括第二预设数目个电阻串联，所述电阻组合的一端与所述二极管组合的负极连接；

第四N型mos管，所述第四N型mos管的源极与所述电阻组合远离所述二极管组合的一端连接，所述第四N型mos管的漏极接地，所述第四N型mos管的栅极接收第一控制信号，并根据所述第一控制信号控制所述第四N型mos管的通断，用于控制所述二极管组合的负极向所述第一P型mos管的栅极输出所述开关控制信号。

在其中一个实施例中，所述二极管组合用于控制所述第一P型mos管栅极和源极之间的电压差，所述第一预设数目基于所述电压差确定。

在其中一个实施例中，所述高压比较器电路还包括阈值电压电路；所述阈值电压电路包括：

第二电阻组合，所述电阻组合包括第三预设数目个电阻串联，且所述第三预设数目个电阻的一端与所述高压电源连接，所述第三预设数目个电阻的另一端接地，所述第二电阻组合中的目标电阻远离所述高压电源的一端与所述第三P型mos管的栅极连接，用于输出所述阈值电压信号；

第五N型mos管，所述第五N型mos管的源极与所述电阻组合远离所述所述高压电源的一端连接，所述第五N型mos管的漏极接地，所述第五N型mos管的栅极接收并根据第二控制信号控制所述第五N型mos管的通断，用于控制所述目标电阻向所述第三P型mos管的栅极输出所述阈值电压信号。

在其中一个实施例中，所述高压比较器电路还包括：

第五P型mos管，所述第五P型mos管的栅极用于接收第二电压信号，所述第五P型mos管的源极与所述第四P型mos管的漏极连接，所述第五P型mos管的源极还与所述mos管组合中的第三N型mos管的栅极连接，所述第五P型mos管的漏极接地。

在其中一个实施例中，所述第一P型mos管、所述第二P型mos管、所述第三P型mos管、所述第四P型mos管和所述第四N型mos管为耐高压mos管。

在其中一个实施例中，所述高压比较器电路还包括：

第六P型mos管，所述第六P型mos管的源极与低压电源连接，用于接收预设低压信号，所述第六P型mos管的漏极与所述第三N型mos管的漏极连接，所述第六P型mos管的栅极用于接收第三电压信号，并根据所述第三电压信号控制所述第六P型mos管导通状态。

在其中一个实施例中，所述高压比较器电路还包括：

两级反相器，所述两级反相器的输入端与所述第三N型mos管的漏极连接，所述两级反相器的输入端还与所述第六P型mos管的漏极连接，所述两级反相器的输出端作为所述高压比较器的输出端口。

上述高压比较器电路，通过设置第一二极管可以实现在输入电压信号重新变换大于阈值电压信号时，流过第三P型mos管的电流就不仅仅只有第二P型mos管的尾电流，还包括通过第一二极管的路径的电流，该路径可以帮助更加快速的充高第三P型mos管漏极电压；通过设置第二二极管可以实现在输入电压信号重新变换小于等于阈值电压信号时，流过第四P型mos管的电流就不仅仅只有第二P型mos管的尾电流，还包括通过第一二极管的路径的电流，该路径可以帮助更加快速的充高第四P型mos管漏极电压，从而上述高压比较器电路通过第一二极管及第二二极管有效改善在信号变换过程中因为高压比较器功耗的限制而引入的高压比较器比较延迟问题。

附图说明

图1为一个实施例中高压比较器电路的结构图；

图2为另一个实施例中高压比较器电路的结构图；

图3为另一个实施例中高压比较器电路的结构图；

图4为另一个实施例中高压比较器电路的结构图；

图5为另一个实施例中高压比较器电路的结构图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

车规级芯片设计以及SOC(System on Chip，系统级芯片)系统需要和外部进行通讯，不同通讯协议有不同的PHY(Physical Layer，物理层)设计需求。在PHY的通讯设计过程中存在高压高速的通讯需求，通常高压信号被芯片前级接收后需要转换成芯片内部低电平(比如24V外部电压转成芯片内部5V工作电压)，但是由于大部分工艺MOS的gate(栅极)和source(源极)端耐压只有5V，需要专门设计高压转低压的level shift(电平转换器)。现有的全mos管高压比较器中，包括控制高压比较器开关的第一P型mos管PM1、提供尾电流的第二P型mos管PM2和具有比较功能的mos管组合，该mos管组合包括运放输入对管的第三P型mos管PM3和第四P型mos管PM4、高压比较器输出负载的第一N型mos管NM1和第二N型mos管NM2以及漏极作为高压比较器输出端口的第三N型mos管NM3。然而，现有高压比较器中的比较速度受第二P型mos管PM2的尾电流的影响，在第二P型mos管PM2的尾电流较小时，高压比较器存在一定的比较延时问题。

基于此，如图1所示，本申请提供了一种高压比较器电路，该电路包括：

控制高压比较器的开闭状态的第一P型mos管PM1、提供尾电流的第二P型mos管PM2、具有比较功能的mos管组合、第一二极管D1和第二二极管D2，其中：

第一二极管D1的正极与mos管组合中的第三P型mos管PM3的栅极连接，第一二极管D1的负极与第三P型mos管PM3的源极连接，第一二极管D1的负极还与第二P型mos管PM2的漏极连接，第三P型mos管PM3的栅极用于接收阈值电压信号VREF；

第二二极管D2的正极与mos管组合中的第四P型mos管PM4的栅极连接，第二二极管D2的负极与第四P型mos管PM4的源极连接，第二二极管D2的负极与第二P型mos管PM2的漏极连接，第四P型mos管PM4的栅极用于接收输入电压信号DATA。

具体的，第一P型mos管PM1、第二P型mos管PM2、第三P型mos管PM3、第四P型mos管PM4、第一N型mos管NM1、第二N型mos管NM2、第一二极管D1和第二二极管D2构成了高压比较器，该高压比较器的实质为一个开环运算放大器。其中，第一P型mos管PM1为该开环运算放大器的开关；第二P型mos管PM2为该开环运算放大器的尾电流，通过接收的第一电压信号Vbp1来提供尾电流；第三P型mos管PM3、第四P型mos管PM4为该开环运算放大器的输入对管；第一N型mos管NM1、第二N型mos管NM2为该高压比较器输出负载，其中第一N型mos管NM1为二极管接法。第三P型mos管PM3用于接收阈值电压信号VREF，第四P型mos管PM4用于接收外部的输入电压信号DATA，在输入电压信号DATA小于等于阈值电压信号VREF时，高压比较器电流都会沿第一P型mos管PM1-第二P型mos管PM2-第四P型mos管PM4-第二N型mos管NM2支路流走，因此，p3节点(即第三P型mos管PM3的漏极)电压会因为没电流而变为低电平。在输入电压信号DATA重新变换大于阈值电压信号VREF时，电流会重新从第一P型mos管PM1-第二P型mos管PM2-第三P型mos管PM3-第一N型mos管NM1支路支路流走从而把p3节点(即第三P型mos管PM3的漏极)电压充高，但是，此时支路电流受设计的高压比较器的尾电流控制，该支路重新充高p3节点(即第三P型mos管PM3的漏极)的时间会受尾电流大小的制约。如果尾电流的设计电流比较小，那么p3节点(即第三P型mos管PM3的漏极)重新充高的时间就会比较长，从而影响高压比较器整体的比较速度，导致高压比较器存在一定的延迟效果。基于此，如图1所示，本申请在此时我们在第三P型mos管PM3、第四P型mos管PM4的两端并联两个反接二极管(即第一二极管D1和第二二极管D2)，那么在输入电压信号DATA重新变换大于阈值电压信号VREF时，流过第一N型mos管NM1的电流就不仅仅只有第二P型mos管PM2的尾电流，还包括从第三P型mos管PM3栅极-第一二极管D1-p1节点(即第三P型mos管PM3源极)-p3节点(即第三P型mos管PM3漏极)-第一N型mos管NM1的路径，该路径可以帮助更加快速的充高p3节点(即第三P型mos管PM3漏极)电压；在输入电压信号DATA重新变换小于等于阈值电压信号VREF时，流过第二N型mos管NM2的电流就不仅仅只有第二P型mos管PM2的尾电流，还包括从第四P型mos管PM4栅极-第二二极管D2-p2节点(即第四P型mos管PM4源极)-p4节点(即第四P型mos管PM4漏极)-第二N型mos管NM2的路径，该路径可以帮助更加快速的充高p4节点(即第四P型mos管PM4漏极)电压，从而有效改善在信号变换过程中因为高压比较器功耗的限制而引入的高压比较器比较延迟问题。此功能电路不仅限于高压外部通讯，纯低压高压比较器的电路如果需要提高比较速度也可以通过加入第一二极管D1和第二二极管D2来提高比较速度。

在本申请的一个实施例中，第一P型mos管PM1的源极与高压电源VBAT连接，用于接收预设高压信号，第一P型mos管PM1的栅极用于接收开关控制信号，并根据开关控制信号控制高压比较器的开闭状态；

第二P型mos管PM2的栅极接收第一电压信号Vbp1，用于提供尾电流，第二P型mos管PM2的源极与第一P型mos管PM1漏极连接；

mos管组合包括第三P型mos管PM3、四P型mos管、第一N型mos管NM1、第二N型mos管NM2和第三N型mos管NM3，其中：

第三P型mos管PM3的源极与第二P型mos管PM2的漏极连接，第四P型mos管PM4的源极与第二P型mos管PM2的漏极连接；

第一N型mos管NM1的漏极分别与第三P型mos管PM3的漏极和第一N型mos管NM1的栅极连接，第一N型mos管NM1的源极接地VSS；

第二N型mos管NM2的漏极与第四P型mos管PM4的漏极连接，第二N型mos管NM2的栅极与第一N型mos管NM1的栅极连接，第二N型mos管NM2的源极接地VSS；

第三N型mos管NM3，第三N型mos管NM3的栅极与第四P型mos管PM4的漏极，第三N型mos管NM3的源极接地VSS，第三N型mos管NM3的漏极与低压电源VCC连接，用于接收预设低压信号，第三N型mos管NM3的漏极作为高压比较器的输出端口。

具体的，上述高压比较器电路还包括高压电源VBAT，用于输出预设高压信号，以及低压电源VCC，用于输出预设低压信号，预设低压信号为芯片内部工作电压，包括但不限于5V，预设高压信号包括但不限于20至40V，上述预设高压信号及预设高压信号的电压幅值可以根据具体电路需求进行设定。上述高压比较器电路中，第三P型mos管PM3用于接收阈值电压信号VREF，第四P型mos管PM4用于接收外部的输入电压信号DATA，当输入电压信号DATA小于等于阈值电压信号VREF时，根据运放特性，图1中的p4节点(即第四P型mos管PM4的漏极)会被高压电源VBAT充电至高电平状态，此时，第三N型mos管NM3处于导通状态，p5节点(即第三N型mos管NM3的漏极)被拉低，此时p5节点作为高压比较器的输出端口，输出的电压为0；当输入电压信号DATA大于阈值电压信号VREF时，p4节点(即第四P型mos管PM4的漏极)会被泄放到地为低电平状态，此时，第三N型mos管NM3处于不导通状态，低压电源VCC会将p5节点充高至低压电源VCC的高电平电位，作为高压比较器输出电压进行输出，输出的电压为预设低压信号，基于此，通过上述高压比较器电路可以将高于阈值电压信号VREF的输入电压信号DATA转换为芯片内部的低电平工作电压，并通过设置第一二极管D1及第二二极管D2提高该高压比较器电路的比较速度，有效改善在信号变换过程中因为高压比较器功耗的限制而引入的高压比较器比较延迟问题。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，高压比较器电路还包括：

第三二极管D3，第三二极管D3的正极与第二P型mos管PM2的漏极连接，第三二极管D3的负极与第三P型mos管PM3的源极连接，第三二极管D3的负极还与第一二极管D1的负极连接；

第四二极管D4，第四二极管D4的正极与第二P型mos管PM2的漏极连接，第四二极管D4的负极与第四P型mos管PM4的源极连接，第四二极管D4的负极还与第二二极管D2的负极连接。

具体的，第三P型mos管PM3栅极-第一二极管D1-p1节点(即第三P型mos管PM3源极)-p3节点(即第三P型mos管PM3漏极)-第一N型mos管NM1的路径，会因阈值电压信号VREF的电压过高而存在电压外灌的影响，基于此，本申请提供的高压比较器电路通过设置第三二极管D3，防止上述电压外灌现象的产生，保护电路内部器件，进而实现在不影响正常功能的同时提高高压比较器延迟的作用。同理，第四P型mos管PM4栅极-第二二极管D2-p2节点(即第四P型mos管PM4源极)-p4节点(即第四P型mos管PM4漏极)-第二N型mos管NM2的路径，会因输入电压信号DATA的电压过高而存在电压外灌的影响，基于此，本申请提供的高压比较器电路通过设置第四二极管D4，防止上述电压外灌现象的产生，保护电路内部器件，进而实现在不影响正常功能的同时提高高压比较器延迟的作用。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，高压比较器电路还包括开关控制电路，开关控制电路包括：

二极管组合301，二极管组合301包括第一预设数目个预设二极管串联，二极管组合301的正极与高压电源VBAT连接，用于接收预设高压信号，二极管组合301的负极与第一P型mos管PM1的栅极连接；

第一电阻组合302，电阻组合包括第二预设数目个电阻串联，电阻组合的一端与二极管组合301的负极连接；

第四N型mos管NM4，第四N型mos管NM4的源极与电阻组合远离二极管组合301的一端连接，第四N型mos管NM4的漏极接地VSS，第四N型mos管NM4的栅极接收第一控制信号EN1，并根据第一控制信号EN1控制第四N型mos管NM4的通断，用于控制二极管组合301的负极向第一P型mos管PM1的栅极输出开关控制信号。

具体的，第四N型mos管NM4的栅极根据第一控制信号EN1控制第四N型mos管NM4的通断，进而控制开关控制电路的导通状态，从而控制开关控制电路用于向第一P型mos管PM1的栅极输出开关控制信号，以控制高压比较器的开闭状态。第一控制信号EN1控制第四N型mos管NM4的导通状态来控制第一P型mos管PM1的导通状态。

在本申请的一个实施例中，二极管组合301用于控制第一P型mos管PM1栅极和源极之间的电压差，第一预设数目基于电压差确定。

具体的，因为一般工艺MOS管gate(栅极)和source(源极)端耐压不能超过5V，因此，第一P型mos管PM1gate(栅极)和source(源极)端耐压不能超过5V。本申请中使用第一预设数目个预设二极管串联的二极管组合301来控制第一P型mos管PM1gate(栅极)和source(源极)端之间的电压差。本申请中预设二极管的压降电压为0.7V，第一预设数目可以为6，此时在第一控制信号EN1为高电平信号使第四N型mos管NM4导通时，实现p6点节(即第一P型mos管PM1的栅极)的电压与高压电源VBAT(对应于第一P型mos管PM1的源极电压)的压差只有0.7*6＝4.2V，既能保证第一P型mos管PM1开启又能保证第一P型mos管PM1的Vgs<5V；在第一控制信号EN1为低电平信号使第四N型mos管NM4不导通时，p6点节点(即第一P型mos管PM1的栅极)的电压等于高压电源VBAT电压，第一P型mos管PM1关闭，高压比较器关闭。需要说明的是，预设二极管包括但不限于上述压降电压为0.7V的二极管，预设二极管及第一预设数目可以根据具体电路需求进行设定，只需保证第一P型mos管PM1gate(栅极)和source(源极)端之间的电压差小于5V即可。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，高压比较器电路还包括阈值电压电路；阈值电压电路包括：

第二电阻组合402，电阻组合包括第三预设数目个电阻串联，且第三预设数目个电阻的一端与高压电源VBAT连接，第三预设数目个电阻的另一端接地VSS，第二电阻组合402中的目标电阻远离高压电源VBAT的一端与第三P型mos管PM3的栅极连接，用于输出阈值电压信号VREF；

第五N型mos管NM5，第五N型mos管NM5的源极与电阻组合远离高压电源VBAT的一端连接，第五N型mos管NM5的漏极接地VSS，第五N型mos管NM5的栅极接收并根据第二控制信号EN2控制第五N型mos管NM5的通断，用于控制目标电阻向第三P型mos管PM3的栅极输出阈值电压信号VREF。

具体的，本申请设置电阻分压类型的阈值电压电路，通过串联电阻对高压电源VBAT的电压进行分压，进而可以抽取高压电源VBAT电压的固定比例对应的电压作为阈值电压信号VREF。第二控制信号EN2控制第五N型mos管NM5的导通状态，进而控制目标电阻向第三P型mos管PM3的栅极输出阈值电压信号VREF。目标电阻的选择取决于阈值电压与高压电源VBAT电压之间的关系，可以根据实际电路需求进行设定。

如图5所示，在本申请的一个实施例中，高压比较器电路还包括：

第五P型mos管PM5，第五P型mos管PM5的栅极用于接收第二电压信号Vbp2，第五P型mos管PM5的源极与第四P型mos管PM4的漏极连接，第五P型mos管PM5的源极还与mos管组合中的第三N型mos管NM3的栅极连接，第五P型mos管PM5的漏极接地VSS。

具体的，在本申请的高压比较器电路中，根据运放特性，当输入电压信号DATA大于阈值电压信号VREF时，p4节点(即第四P型mos管PM4的漏极)会被泄放到地为低电平状态；当输入电压信号DATA小于等于阈值电压信号VREF时，p4节点(即第四P型mos管PM4的漏极)会被高压电源VBAT充电至高电平状态(会充高至高压电源VBAT电压)。然而，第三N型mos管NM3为低压NMOS其gate(栅极)在接收到高于5V的高压信号时，会损坏第三N型mos管NM3器件。基于此，本申请提供的高压比较器电路中，在NM5的第三N型mos管NM3对地反接一个第五P型mos管PM5，注意此第五P型mos管PM5为反向PMOS接法，其源极接p4节点，漏极接地VSS，栅极连接第二电压信号Vbp2(具体第二电压信号Vbp2的电压数值可以根据需求进行设计)。此时，在p4节点被充高的过程中，当p4节点电压大于第五P型mos管PM5的阈值电压时，第五P型mos管PM5会导通阻止p4节点电压继续升高。本申请提供的高压比较器电路中加入第五P型mos管PM5可以将p4节点电压最高钳位在第五P型mos管PM5的阈值电压与第二电压信号Vbp2电压和对应的电压(Vbp2+Vth)处，通过设计第五P型mos管PM5可以保证第三N型mos管NM3的gate端(栅极)电压不会高于5V，从而起到限幅保护第三N型mos管NM3的作用。进一步的，本申请高压比较器电路中的第二N型mos管NM2的drain端(漏极)电压也会由于第五P型mos管PM5的限幅作用受到保护，因而，第二N型mos管NM2无需使用耐高压mos管，第一N型mos管NM1为二极管连接，p3节点也不会高于5V，因此第一N型mos管NM1、第二N型mos管NM2均可以用低压管工艺实现。需要说明的是，在其他高压比较器电路中可以单独引用本申请的第五P型mos管PM5，以实现高压转低压的限幅保护功能。

在本申请的一个实施例中，第一P型mos管PM1、第二P型mos管PM2、第三P型mos管PM3、第四P型mos管PM4和第四N型mos管NM4为耐高压mos管。

进一步的，本申请提供的高压比较器电路中第五N型mos管NM5也为耐高压mos管，其余电路中的mos管均可为耐低压mos管。

在本申请的一个实施例中，高压比较器电路还包括：

第六P型mos管PM6，第六P型mos管PM6的源极与低压电源VCC连接，用于接收预设低压信号，第六P型mos管PM6的漏极与第三N型mos管NM3的漏极连接，第六P型mos管PM6的栅极用于接收第三电压信号Vbp3，并根据第三电压信号Vbp3控制第六P型mos管PM6导通状态。

具体的，第三电压信号Vbp3控制第六P型mos管PM6导通状态，在第六P型mos管PM6导通时，若第三N型mos管NM3处于导通状态时，第三N型mos管NM3的下拉能力大于第六P型mos管PM6导通的上拉能力，p5节点被拉低接地VSS；在第六P型mos管PM6导通时，若第三N型mos管NM3处于不导通状态时，p5节点的电压为低压电源VCC的电压。第六P型mos管PM6为镜像电流源。

在本申请的一个实施例中，高压比较器电路还包括：

两级反相器501，两级反相器501的输入端与第三N型mos管NM3的漏极连接，两级反相器501的输入端还与第六P型mos管PM6的漏极连接，两级反相器501的输出端作为高压比较器的输出端口。

具体的，p5节点的电压信号需要经过两级反相器501处理再输出。进一步的，高压比较器电路中对输出信号处理的过程包括但不限于上述二级反相器，也可根据实际电路需求进行设定。

本申请所提供的高压比较器电路中，首先，第四N型mos管NM4的栅极接收第一控制信号EN1，在第一控制信号EN1控制第四N型mos管NM4处于导通时，二极管组合301的负极向第一P型mos管PM1的栅极输出开关控制信号，以使第一P型mos管PM1处于导通状态，高压比较器处于工作状态。其次，高压比较器电路向第二P型mos管PM2的栅极提供第一电压信号Vbp1。第五N型mos管NM5的栅极接收第二控制信号EN2，在第二控制信号EN2控制第五N型mos管NM5处于导通时，第二电阻组合402中的目标电阻远离高压电源VBAT的一端向第三P型mos管PM3的栅极输出阈值电压信号VREF。在高压比较器电路处于工作状态时，第五P型mos管PM5及第六P型mos管PM6均处于导通状态。第四P型mos管PM4接收外部的输入电压信号DATA。

在输入电压信号DATA小于等于阈值电压信号VREF时，p4节点(即第四P型mos管PM4的漏极)会被高压电源VBAT充电至高电平状态，第五P型mos管PM5可以将p4节点电压最高钳位在第五P型mos管PM5的阈值电压与第二电压信号Vbp2电压和对应的电压(Vbp2+Vth)处，此时，第三N型mos管NM3处于导通状态，第三N型mos管NM3和第六P型mos管PM6所在支路处于导通状态，p5节点(即第三N型mos管NM3的漏极)被拉低，此时p5节点作为高压比较器的输出端口，输出的电压为0，并且高压比较器电流都会沿第一P型mos管PM1-第二P型mos管PM2-第四P型mos管PM4-第二N型mos管NM2支路流走，p3节点(即第三P型mos管PM3的漏极)电压会因为没电流而变为低电平。

在输入电压信号DATA重新变换大于阈值电压信号VREF时，电流会重新从第一P型mos管PM1-第二P型mos管PM2-第三P型mos管PM3-第一N型mos管NM1支路支路流走从而把p3节点(即第三P型mos管PM3的漏极)电压充高，电流还从第三P型mos管PM3栅极-第一二极管D1-p1节点(即第三P型mos管PM3源极)-p3节点(即第三P型mos管PM3漏极)-第一N型mos管NM1的路径，更加快速的充高p3节点(即第三P型mos管PM3漏极)电压，并且，p4节点(即第四P型mos管PM4的漏极)会被泄放到地为低电平状态，此时，第三N型mos管NM3处于不导通状态，低压电源VCC会将p5节点充高至低压电源VCC的高电平电位，作为高压比较器输出电压进行输出，输出的电压为预设低压信号。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高压比较器电路，其特征在于，所述电路包括控制高压比较器的开闭状态的第一P型mos管、提供尾电流的第二P型mos管、具有比较功能的mos管组合、第一二极管和第二二极管，其中：

所述第一二极管的正极与mos管组合中的第三P型mos管的栅极连接，所述第一二极管的负极与所述第三P型mos管的源极连接，所述第一二极管的负极还与第二P型mos管的漏极连接，所述第三P型mos管的栅极用于接收阈值电压信号；

所述第二二极管的正极与mos管组合中的第四P型mos管的栅极连接，所述第二二极管的负极与所述第四P型mos管的源极连接，所述第二二极管的负极与第二P型mos管的漏极连接，所述第四P型mos管的栅极用于接收输入电压信号。

2.根据权利要求1所述的高压比较器电路，其特征在于，所述第一P型mos管的源极与高压电源连接，用于接收预设高压信号，所述第一P型mos管的栅极用于接收开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制所述高压比较器的开闭状态；

所述第二P型mos管的栅极接收第一电压信号，用于提供尾电流，所述第二P型mos管的源极与所述第一P型mos管漏极连接；

所述mos管组合包括所述第三P型mos管、所述四P型mos管、第一N型mos管、第二N型mos管和第三N型mos管，其中：

所述第三P型mos管的源极与所述第二P型mos管的漏极连接，所述第四P型mos管的源极与所述第二P型mos管的漏极连接；

所述第一N型mos管的漏极分别与所述第三P型mos管的漏极和所述第一N型mos管的栅极连接，所述第一N型mos管的源极接地；

所述第二N型mos管的漏极与所述第四P型mos管的漏极连接，所述第二N型mos管的栅极与所述第一N型mos管的栅极连接，所述第二N型mos管的源极接地；

第三N型mos管，所述第三N型mos管的栅极与所述第四P型mos管的漏极，所述第三N型mos管的源极接地，所述第三N型mos管的漏极与低压电源连接，用于接收预设低压信号，所述第三N型mos管的漏极作为所述高压比较器的输出端口。

3.根据权利要求1所述的高压比较器电路，其特征在于，所述高压比较器电路还包括：

第三二极管，所述第三二极管的正极与所述第二P型mos管的漏极连接，所述第三二极管的负极与所述第三P型mos管的源极连接，所述第三二极管的负极还与所述第一二极管的负极连接；

第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第二P型mos管的漏极连接，所述第四二极管的负极与所述第四P型mos管的源极连接，所述第四二极管的负极还与所述第二二极管的负极连接。

4.根据权利要求1所述的高压比较器电路，其特征在于，所述高压比较器电路还包括开关控制电路，所述开关控制电路包括：

二极管组合，所述二极管组合包括第一预设数目个预设二极管串联，所述二极管组合的正极与所述高压电源连接，用于接收所述预设高压信号，所述二极管组合的负极与所述第一P型mos管的栅极连接；

第一电阻组合，所述电阻组合包括第二预设数目个电阻串联，所述电阻组合的一端与所述二极管组合的负极连接；

第四N型mos管，所述第四N型mos管的源极与所述电阻组合远离所述二极管组合的一端连接，所述第四N型mos管的漏极接地，所述第四N型mos管的栅极接收第一控制信号，并根据所述第一控制信号控制所述第四N型mos管的通断，用于控制所述二极管组合的负极向所述第一P型mos管的栅极输出所述开关控制信号。

5.根据权利要求4所述的高压比较器电路，其特征在于，所述二极管组合用于控制所述第一P型mos管栅极和源极之间的电压差，所述第一预设数目基于所述电压差确定。

6.根据权利要求4所述的高压比较器电路，其特征在于，所述高压比较器电路还包括阈值电压电路；所述阈值电压电路包括：

第二电阻组合，所述电阻组合包括第三预设数目个电阻串联，且所述第三预设数目个电阻的一端与所述高压电源连接，所述第三预设数目个电阻的另一端接地，所述第二电阻组合中的目标电阻远离所述高压电源的一端与所述第三P型mos管的栅极连接，用于输出所述阈值电压信号；

第五N型mos管，所述第五N型mos管的源极与所述电阻组合远离所述所述高压电源的一端连接，所述第五N型mos管的漏极接地，所述第五N型mos管的栅极接收并根据第二控制信号控制所述第五N型mos管的通断，用于控制所述目标电阻向所述第三P型mos管的栅极输出所述阈值电压信号。

7.根据权利要求6所述的高压比较器电路，其特征在于，所述高压比较器电路还包括：

第五P型mos管，所述第五P型mos管的栅极用于接收第二电压信号，所述第五P型mos管的源极与所述第四P型mos管的漏极连接，所述第五P型mos管的源极还与所述mos管组合中的第三N型mos管的栅极连接，所述第五P型mos管的漏极接地。

8.根据权利要求7所述的高压比较器电路，其特征在于，所述第一P型mos管、所述第二P型mos管、所述第三P型mos管、所述第四P型mos管和所述第四N型mos管为耐高压mos管。

9.根据权利要求8所述的高压比较器电路，其特征在于，所述高压比较器电路还包括：

第六P型mos管，所述第六P型mos管的源极与低压电源连接，用于接收预设低压信号，所述第六P型mos管的漏极与所述第三N型mos管的漏极连接，所述第六P型mos管的栅极用于接收第三电压信号，并根据所述第三电压信号控制所述第六P型mos管导通状态。

10.根据权利要求9所述的高压比较器电路，其特征在于，所述高压比较器电路还包括：

两级反相器，所述两级反相器的输入端与所述第三N型mos管的漏极连接，所述两级反相器的输入端还与所述第六P型mos管的漏极连接，所述两级反相器的输出端作为所述高压比较器的输出端口。

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