[发明专利]一种带电流补偿的高压稳压电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种带电流补偿的高压稳压电路。

背景技术

目前，半导体集成电路领域使用的高压稳压电路通常有两种解决方案，一种是使用高压PMOS和高压NMOS做的电压调整电路，由于高压器件的使用会明显增加制作成本。

另一种是使用通用的电压嵌位电路，其缺点是驱动能力有限，并且驱动能力增大的同时功耗会迅速增大。所以，需要一种结构简单，驱动能力大，低功耗的高压稳压电路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的高压稳压电路，应用于半导体集成电路制造领域，能降低稳压电路功耗，提高稳压电路驱动能力。

为解决上述技术问题，本发明的高压稳定电路，包括：

一外部电源VDD连接电阻R1的一端、电阻R2的一端和高压NMOS管M4的漏极，电阻R1的另一端连接PMOS管M1的源极，电阻R2的另一端连接NMOS管M6的漏极；

PMOS管M1的栅极连接其漏极，其漏极连接NMOS管M2的漏极，其衬底与其源极连接；

NMOS管M2的栅极连接其漏极，其源极连接NMOS管M3的漏极，其衬底连接地；

NMOS管M3的栅极连接其漏极，其源极连接双极结型晶体管D1的发射极，其衬底连接地；

高压NMOS管M4的栅极连接NMOS管M1的源极，其源极连接内部电源，其衬底连接地；

NMOS管M5的漏极连接NMOS管M1的源极，其栅极连接NMOS管M6的栅极，其源极连接双极结型晶体管D2的发射极，其衬底连接地；

NMOS管M6的栅极与其漏极连接，其源极连接双极结型晶体管D3的发射极，其衬底连接地；

双极结型晶体管D1、D2和D3其各自的基极连接其各自的集电极后连接地。

所述电阻R1的阻值范围为20K至50K。

所述外部电源VDD的电压范围为VDD≤28V。

外部电源VDD，通过电阻R1、PMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3和双极结型晶体管D1的共同作用，产生电压VCLAMP，通过选取阻值在20k到50k之间电阻R1能降低稳压电路的功耗。

电阻R2、NMOS管M6和双极结型晶体管D3，能产生一个随VDD增大而增大的电流，通过NMOS管M5和NMOS管M6的镜像作用，使通过NMOS管M6和双极结型晶体管D3到地的电流按比例镜像到NMOS管M5和双极结型晶体管D2组成的到地的电流通路。

定义流过R1的电流为I0，流过NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3和双极结型晶体管D1到地的电流为I1，流经NMOS管M5、双极结型晶体管D2到地的电流为I2，I0＝I1+I2。当VDD变化时，I2与I0同时增大或者同时变小，通过I2的补偿作用，使得I1不随VDD的变化而变化，这样VCLAMP能维持电压不变。

其中，双极结型晶体管D2和双极结型晶体管D3的比例与NMOS管M5与NMOS管M6的比例一致。

双极结型晶体管D2与双极结型晶体管D3能使用其它的负载所替代，比如二极管、电阻或NMOS管。

本发明的高压稳压电路，应用于半导体集成电路制造领域，能降低稳压电路功耗，提高稳压电路驱动能力。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明一实施例的电路结构示意图

图2是VCLAMP-VDD特性曲线，显示Vsp＝5V时，VCLAMP-VDD的特性曲线关系。

附图标记说明

VDD是外部电源

VOUT是内部电源

R1、R2是电阻

M1是PMOS管

M2、M3、M5、M6是NMOS管

M4是高压NMOS管

D1、D2、D3是双极结型晶体管。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一实施例，包括：

一外部电源VDD连接电阻R1的一端、电阻R2的一端和高压NMOS管M4的漏极，电阻R1的另一端连接PMOS管M1的源极，电阻R2的另一端连接NMOS管M6的漏极；

PMOS管M1的栅极连接其漏极，其漏极连接NMOS管M2的漏极，其衬底与其源极连接；

NMOS管M2的栅极连接其漏极，其源极连接NMOS管M3的漏极，其衬底连接地；

NMOS管M3的栅极连接其漏极，其源极连接双极结型晶体管D1的发射极，其衬底连接地；