[实用新型]一种新型CMOS工艺过流保护结构

说明书

本实用新型涉及一种新型CMOS工艺过流保护结构包括:第一级电流镜其包括参考电流源，第一级电流镜用于产生第一级镜像电流；第二级电流镜，以所述第一级镜像电流作为参考电流并产生第二镜像电流；栅极与被保护晶体管栅极连接，并且以所述第二镜像电流作为电流源的保护晶体管；所述电流镜过流保护结构简单易于集成。

技术领域

本实用新型属于微电子领域，特别涉及一种晶体管电路机构的改进。

背景技术

随着半导体技术的发展，集成电路的集成度越来越高，为了提高集成电路的稳定性不易损坏，需要对其中的关键晶体管如输出级晶体管施加过电流保护。为了防止集成电路内部晶体管由于电流过大而引起损坏，需要设计专门的过电流保护电路。当被保护晶体管电流超过一个阈值时，过流保护电路开始工作使得被保护晶体管的电流不在继续增加，从而达到了保护晶体管的作用。

目前常见的过流保护电路要么电路比较复杂要么使用了运算放大器，使得在芯片内部不易于集成。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种简化结构的晶体管过流保护电路。本实用新型通过使用电流镜来实现过流保护功能，十分容易集成。仅需调节一个参考电流源的大小就能调整被保护晶体管所能流过的最大电流。

具体而言本使用信心设置第一级电流镜其包括参考电流源，第一级电流镜用于产生第一级镜像电流；第二级电流镜，以所述第一级镜像电流作为参考电流并产生第二级镜像电流；栅极与被保护晶体管栅极连接，并且以所述第二级镜像电流作为电流源的保护晶体管。

所述参考电流源通过第一级电流镜，镜像映射到第二级电流镜，再通过第二级电流镜映射到保护晶体管的漏极，由于保护晶体管的栅极与被保护晶体管的栅极连接使得被保护晶体管的最大电流保持再参考电流源的电流大小，无法继续增加。

在优选的方案中，所述第一级电流镜包括：源晶体管和镜像晶体管，所述源晶体管与镜像晶体管的栅极连接，源晶体管的栅极与漏极连接。

在优选的方案中，第二级电流镜包括：包括源晶体管和镜像晶体管，所述源晶体管与镜像晶体管的栅极连接，所述镜像晶体管的栅极与漏极连接；所述源晶体管的漏极与第一级电流镜的镜像晶体管的漏极连接。

在优选的方案中，还包括连接在所述第一级电流镜输出端的过流指示器，所述过流指示器包括串联的第一反相器和第二反相器。

在优选的方案中，所述第一级电流镜的源晶体管和镜像晶体管为NMOS 管；所述第二级电流镜的源晶体管和镜像晶体管为PMOS管；所述被保护晶体管和保护晶体管均为NMOS管。

在优选的方案中，所述第一级电流镜的源晶体管和镜像晶体管的源极接地；所述第二级电流镜的源晶体管和镜像晶体管的源极连接电源；所述被保护晶体管和保护晶体管的源极接地串联电阻，所述电阻接地；所述被保护晶体管的漏极连接电源。

相对现有技术而言，本实用新型电流镜作为晶体管的保护器件，具有电路结构简单，通过使用电流镜来实现过流保护功能，适合CMOS集成电路工艺；而且仅需调节一个电流源的大小就能调整被保护晶体管所能流过的最大电流。

附图说明

图1是过流保护电路结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供的电路结构适用于CMOS集成电路工艺，显然本领域技术人员也能够很容易的将其扩展为其他工艺的集成电路。

所述图1中所示的过流保护电路中包括第一级电流镜M1、第二级电流镜 M2和保护晶体管Q3以及被保护晶体管Q1。所述第一级电流镜M1将电流映射到第二级电流镜M2，第二级电流镜M2将电流映射到保护晶体管Q3，所述保护晶体管Q3的电流的大小被限制为参考电流l1，保护晶体管Q3与被保护晶体管 Q1的栅极连接，使得所述被保护晶体管Q1的电流不超过参考电流l1。