[发明专利]一种低电压下使输出级MOS管导通的方法

说明书

一种低电压下使输出级MOS管导通的方法，有利于电源监控芯片实现在极低的电源电压下给后级芯片以正确的电压指示，其特征在于，针对电源监控芯片中的输出级模块，通过对所述输出级模块的衬底节点进行衬底电压调节以形成MOS管背柵效应，使得所述输出级模块中的输出级MOS管的第一阈值电压降低至第二阈值电压，所述第一阈值电压指所述输出级MOS管的衬底电压没有被调节时的阈值电压，所述低电压指电源电压小于输出级MOS管的第一阈值电压，所述第二阈值电压低于所述低电压，从而在低电压下使输出级MOS管导通。

技术领域

本发明涉及电源监控芯片技术，特别是一种低电压下使输出级MOS管导通的方法，所述低电压指电源电压小于输出级MOS管的阈值电压，通过利用MOS管背柵效应在输出级MOS管的衬底端调节衬底电压使输出级MOS管的阈值电压降低以使输出级MOS管导通，从而有利于电源监控芯片实现在极低的电源电压下给后级芯片以正确的电压指示。

背景技术

对于电源监控芯片等电路，要求输出引脚能在尽量低的电源电压下也具有提供正确指示电压的能力，并提供具有足够低的输出阻抗。为防止电源故障，大部分电路系统中，应用电源监控芯片对系统电源电压进行监控，在电源电压低于系统工作电压时，电源监控芯片输出逻辑高电平或者逻辑低电平给核心电路，实现电路复位。典型电路包括若干个并联的核心电路，每一个核心电路一端连接电源电压，另一端连接接地端，每一个核心电路上设置有复位引脚，每一个复位引脚连接到电源监控芯片的电压正常指示引脚，电源监控芯片一端连接电源电压，另一端连接接地端。这要求电源监控芯片能在极低的电源电压下给后级芯片提供正确指示，并且具有足够低的输出阻抗，以保证逻辑电平。例如，某系统中，要求电源监控芯片在0.7V时，能够输出逻辑低电平，要求灌电流为30uA时，引脚电压低于0.2V。现有做法包括尽量增加输出级MOS管的面积，提高MOS管的宽长比，降低导通阻抗，例如在采用最小沟道长度的同时，增加输出MOS的总沟道宽度，进而增加宽长比，减小导通电阻；或者通过工艺调节，采用更低阈值电压的MOS管。但是，本发明人发现，提高MOS管宽长比的方法需要增加输出级MOS管的电路面积，并且这种方法只能在电源电压高于输出MOS管阈值电压情况下实现，对于电源电压低于输出级MOS的阈值电压时则无法实现。对于采用更低阈值电压的MOS管，这大大增加了成本。本发明人认为，如果将MOS管背柵效应(即衬底电压引起阈值电压变化的效应)应用到输出级电路中来，通过在输出级MOS管的衬底端调节衬底电压，能够使输出级MOS管的阈值电压降低以使输出级MOS管导通。有鉴于此，本发明人完成了本发明。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种低电压下使输出级MOS管导通的方法，所述低电压指电源电压小于输出级MOS管的阈值电压，通过利用MOS管背柵效应在输出级MOS管的衬底端调节衬底电压使输出级MOS管的阈值电压降低以使输出级MOS管导通，从而有利于电源监控芯片实现在极低的电源电压下给后级芯片以正确的电压指示。

本发明技术方案如下：

一种低电压下使输出级MOS管导通的方法，其特征在于，针对电源监控芯片中的输出级模块，通过对所述输出级模块的衬底节点进行衬底电压调节以形成MOS管背柵效应，使得所述输出级模块中的输出级MOS管的第一阈值电压降低至第二阈值电压，所述第一阈值电压指所述输出级MOS管的衬底电压没有被调节时的阈值电压，所述低电压指电源电压小于输出级MOS管的第一阈值电压，所述第二阈值电压低于所述低电压，从而在低电压下使输出级MOS管导通。

所述输出级模块包括输出端和栅极节点，所述栅极节点连接栅极控制模块，所述输出级模块的衬底节点连接衬底电压控制模块。

所述衬底电压控制模块包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端连接电源端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述输出级MOS管的源极，所述第二电阻和第三电阻之间为衬底电压节点，所述衬底电压节点分别连接所述输出级模块的衬底节点和第三MOS管的漏极，所述第三MOS管的栅极连接衬底电压控制电路，所述第三MOS管的源极连接所述输出级MOS管的源极。