一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，包括：对称双NMOS管开关，包括两个N型晶体管，两个N型晶体管的栅极、源极分别相连接，两个N型晶体管的漏极分别作为高压信号的输入端；浮动电源轨生成模块，连接对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的源极，用于跟踪动态高压信号的幅度生成浮动电源轨；LevelShift电平转换模块，连接浮动电源轨生成模块和对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的栅极，用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号转换为浮动电源轨对应的模拟控制信号以控制对称双NMOS管开关的导通与关断。本发明专利技术确保薄栅氧化层MOS管开关在传输动态高压信号时处于安全耐压范围。态高压信号时处于安全耐压范围。态高压信号时处于安全耐压范围。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路


[0001]本专利技术属于集成电路设计
，具体涉及一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路。

技术介绍

[0002]几乎所有的混合信号芯片中都需要用到开关，实现方式也有很多种，传输门、单管开关、组合逻辑开关等等。
[0003]开关的导通与否由开关管栅极数字逻辑信号控制，在低压电路中，只要数字逻辑信号幅度达到电源轨摆幅满足低压工艺中栅源耐压要求即可。但是一些高压工艺依旧是薄栅氧化层工艺，没有厚栅氧化层的对称逻辑MOS管，其工艺特点是MOS管源漏可耐高压，栅源端口耐压仍然为低压。在传输高压信号时，通常在信号幅度确定的情况下使用升压LevelShift电路产生固定的高压控制信号来控制开关管导通与否。
[0004]但是，当高压信号存在大摆幅变化时，这样的电路结构仍会使得开关管击穿损坏晶体管，这就使得此类MOS管以及其高压开关设计方案在设计高压电路时，无法满足构建动态高压信号传输开关的要求。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术实施例提供了一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，包括：对称双NMOS管开关、LevelShift电平转换模块和浮动电源轨生成模块，其中，
[0007]所述对称双NMOS管开关，包括两个N型晶体管，两个N型晶体管的栅极、源极分别相连接，两个N型晶体管的漏极分别作为动态高压信号的输入端；
[0008]所述浮动电源轨生成模块，连接所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的源极，用于跟踪所述动态高压信号的幅度生成浮动电源轨；
[0009]所述LevelShift电平转换模块，连接所述浮动电源轨生成模块和所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的栅极，用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号，以控制所述对称双NMOS管开关的导通与关断。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述对称双NMOS管开关还包括二极管D，所述二极管D连接于两个N型晶体管的栅极与源极之间。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述浮动电源轨生成模块包括运算放大器A1、电流源S、N型晶体管N1、N型晶体管N2、浮动电源轨电压输出电路，其中，
[0012]所述运算放大器A的正相输入端与所述对称双NMOS管开关连接，所述运算放大器A的反相输入端与所述N型晶体管N2的漏极、所述浮动电源轨电压输出电路、所述浮动电源轨生成模块的第一输出端连接，所述运算放大器A的输出端与所述浮动电源轨电压输出电路连接、所述浮动电源轨生成模块的第二输出端连接，所述N型晶体管N2的源极、所述N型晶体
管N1的源极均接电源HVEE，所述N型晶体管N2的栅极与所述N型晶体管N1的栅极、所述N型晶体管N1的漏极、所述电流源S的输出端连接，所述电流源S的输入端接电源HVDD。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述浮动电源轨电压输出电路包括n个N型晶体管N3，n为大于0的整数；n个N型晶体管N3的源极和漏极依次串接，每个N型晶体管N3的栅极与自身的漏极连接；其中，第一个N型晶体管N3的漏极还与所述浮动电源轨生成模块的第二输出端连接，最后一个N型晶体管N3的源极还与所述浮动电源轨生成模块的第一输出端连接。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，n的取值由所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的栅极与源极之间支持的最大击穿电压决定。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述LevelShift电平转换模块包括LevelShift降压电平转换模块，所述LevelShift降压电平转换模块用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号通过降压转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述LevelShift电平转换模块包括LevelShift升压电平转换模块，所述LevelShift升压电平转换模块用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号通过升压转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述LevelShift电平转换模块包括LevelShift降压电平转换模块和LevelShift升压电平转换模块，其中，
[0018]所述LevelShift降压电平转换模块，将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号通过降压转换为系统最低负电源轨对应的模拟控制信号；
[0019]所述LevelShift升压电平转换模块，用于将所述系统最低负电源轨对应的模拟控制信号通过升压转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述LevelShift降压电平转换模块包括N型晶体管M11～N型晶体管M26，其中，
[0021]所述N型晶体管M11的源极、所述N型晶体管M12的源极接VDD，所述N型晶体管M11的栅极与所述LevelShift降压电平转换模块的第一输入端连接，所述N型晶体管M12的栅极与所述LevelShift降压电平转换模块的第一输入端连接，所述N型晶体管M11的漏极与所述N型晶体管M13的漏极连接，所述N型晶体管M12的漏极与所述N型晶体管M14的漏极连接，所述N型晶体管M13的栅极、所述N型晶体管M14的栅极、所述N型晶体管M15的源极、所述N型晶体管M16的源极、所述N型晶体管M19的源极、所述N型晶体管M20的源极、所述N型晶体管M23的源极、所述N型晶体管M24的源极接HVEE+m，所述N型晶体管M13的源极与所述N型晶体管M15的漏极、N型晶体管M17的漏极、所述N型晶体管M19的栅极、所述N型晶体管M21的栅极、所述N型晶体管M16的栅极、所述N型晶体管M18的栅极连接，所述N型晶体管M14的源极与所述N型晶体管M15的栅极、所述N型晶体管M17的栅极、所述N型晶体管M16的漏极、N型晶体管M18的漏极、所述N型晶体管M23的栅极、所述N型晶体管M25的栅极连接，所述N型晶体管M17的源极、所述N型晶体管M18的源极、所述N型晶体管M21的源极、所述N型晶体管M22的源极、所述N型晶体管M25的源极、所述N型晶体管M26的源极接HVEE，所述N型晶体管M19的漏极与所述N型晶体管M21的漏极、所述N型晶体管M20的栅极、所述N型晶体管M22的栅极连接，所述N型晶体管M20的漏极与所述N型晶体管M22的漏极、所述LevelShift降压电平转换模块的第一输出端连接，所述N型晶体管M23的漏极与所述N型晶体管M25的漏极、所述N型晶体管M24的栅极、所述N型晶体管M26的栅极连接，所述N型晶体管M24的漏极与所述N型晶体管M26的漏极、
所述LevelShift降压电平转换模块的第二输出端连接；其中，m表示所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的栅极与源极之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，包括对称双NMOS管开关、LevelShift电平转换模块和浮动电源轨生成模块，其中，所述对称双NMOS管开关，包括两个N型晶体管，两个N型晶体管的栅极、源极分别相连接，两个N型晶体管的漏极分别作为动态高压信号的输入端；所述浮动电源轨生成模块，连接所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的源极，用于跟踪所述动态高压信号的幅度生成浮动电源轨；所述LevelShift电平转换模块，连接所述浮动电源轨生成模块和所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的栅极，用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号，以控制所述对称双NMOS管开关的导通与关断。2.根据权利要求1所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述对称双NMOS管开关还包括二极管D，所述二极管D连接于两个N型晶体管的栅极与源极之间。3.根据权利要求1所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述浮动电源轨生成模块包括运算放大器A1、电流源S、N型晶体管N1、N型晶体管N2、浮动电源轨电压输出电路，其中，所述运算放大器A的正相输入端与所述对称双NMOS管开关连接，所述运算放大器A的反相输入端与所述N型晶体管N2的漏极、所述浮动电源轨电压输出电路、所述浮动电源轨生成模块的第一输出端连接，所述运算放大器A的输出端与所述浮动电源轨电压输出电路连接、所述浮动电源轨生成模块的第二输出端连接，所述N型晶体管N2的源极、所述N型晶体管N1的源极均接电源HVEE，所述N型晶体管N2的栅极与所述N型晶体管N1的栅极、所述N型晶体管N1的漏极、所述电流源S的输出端连接，所述电流源S的输入端接电源HVDD。4.根据权利要求3所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述浮动电源轨电压输出电路包括n个N型晶体管N3，n为大于0的整数；n个N型晶体管N3的源极和漏极依次串接，每个N型晶体管N3的栅极与自身的漏极连接；其中，第一个N型晶体管N3的漏极还与所述浮动电源轨生成模块的第二输出端连接，最后一个N型晶体管N3的源极还与所述浮动电源轨生成模块的第一输出端连接。5.根据权利要求4所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，n的取值由所述对称双NMOS管开关中两个N型晶体管的栅极与源极之间支持的最大击穿电压决定。6.根据权利要求1所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述LevelShift电平转换模块包括LevelShift降压电平转换模块，所述LevelShift降压电平转换模块用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号通过降压转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号。7.根据权利要求1所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述LevelShift电平转换模块包括LevelShift升压电平转换模块，所述LevelShift升压电平转换模块用于将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号通过升压转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号。8.根据权利要求6所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述LevelShift电平转换模块包括LevelShift降压电平转换模块和LevelShift升
压电平转换模块，其中，所述LevelShift降压电平转换模块，将输入的低电源轨0V～5V对应的数字控制信号通过降压转换为系统最低负电源轨对应的模拟控制信号；所述LevelShift升压电平转换模块，用于将所述系统最低负电源轨对应的模拟控制信号通过升压转换为所述浮动电源轨对应的模拟控制信号。9.根据权利要求6或8所述的适用于薄栅氧化层工艺的动态高压信号传输开关电路，其特征在于，所述LevelShift降压电平转换模块包括N型晶体管M11～N型晶体管M26，其中，所述N型晶体管M11的源极、所述N型晶体管M12的源极接VDD，所述N型晶体管M11的栅极与所述LevelShift降压电平转换模块的第一输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：励勇远，陈俊英，过伟，朱光前，钱力波，朱樟明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：