升压转换电路的制作方法

文档序号:9813536
升压转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域,具体而言,涉及一种升压转换电路。
【背景技术】
[0002]传统的电压转换电路常作为桥梁用于连接低压电路及高压电路,尤其是应用于低压核心逻辑电路及高压I/o接口电路来获取较高的驱动电流。如图1所示,传统的升压转换电路包括晶体管机01,]?102,]\1103,]\1104,]\1105及祖06,其中,晶体管机01和M102可以为薄栅氧晶体管(Thin Gate-Oxide Transistor),晶体管M103和M104可以为厚栅氧晶体管(Thick Gate-Oxide Transistor)。
[0003]如图1所示,晶体管M105和M106的电流驱动能力受到各自的门限电压影响,而不受高压电源VDDH的影响。这样,可以保证稳定的电流驱动能力,适用于宽范围的高压电源VDDH的应用场景。
[0004]然而,当图1中的输入IN为高时,晶体管M103和M105同时开启,这样通过晶体管M103和M105形成一条从电源到地的漏电流通路。由于晶体管M103和M104为具有高门限电压的厚栅氧晶体管(Thick Gate-Oxide Transistor),使得如图1所示的现有的升压转换电路无法适用于超低输入信号电压的场景。
[0005]此外,如图2所示一种升压转换电路,相对于图1所示的传统升压转换电路,增加了厚栅氧MOS晶体管M207和M208,使它们与厚栅氧NMOS晶体管M203和M204分别组成反相器,更快速地截止信号电平转换时的电源到地的短路电流,以提高其工作频率。
[0006]然而,增加的厚栅氧MOS晶体管M207和M208同时也增加了最低VDDH所需的电源电压值,使得如图2所示的现有升压转换电路无法适用于宽输出电压范围的场景。
[0007]针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。

【发明内容】

[0008]本发明实施例提供了一种升压转换电路,以至少解决现有的升压转换电路无法适用于超低输入信号电压的场景的技术问题。
[0009]根据本发明实施例的一个方面,提供了一种升压转换电路,包括:输入控制单元,包括:第一薄栅氧NMOS (N-Mental-Oxide-Semiconductor, N型-金属氧化物半导体)晶体管、第二薄栅氧NMOS晶体管和第三薄栅氧NMOS晶体管,其中,第一薄栅氧NMOS晶体管的栅极连接至升压转换电路的输入端,第一薄栅氧NMOS晶体管的源极与第二薄栅氧晶体管NMOS的源极都连接至地,第一薄栅氧NMOS晶体管的漏极与第三薄栅氧NMOS晶体管的源极连接;电压转换单元,包括:第一厚栅氧PM0S(P-Mental-0xide-Semiconductor,P型-金属氧化物半导体)晶体管、第二厚栅氧PMOS晶体管以及第一高压NMOS晶体管,其中,第一厚栅氧PMOS晶体管的源极与第二厚栅氧PMOS晶体管的源极都连接至高压电源输入端,第一厚栅氧PMOS晶体管的栅极和第二厚栅氧PMOS晶体管的栅极与第一高压NMOS晶体管的漏极连接,第一高压NMOS晶体管的栅极连接至升压转换电路的输入端;输出控制单元,包括:第三厚栅氧PMOS晶体管与第一厚栅氧NMOS晶体管,其中,第三厚栅氧PMOS晶体管的栅极与第一厚栅氧NMOS晶体管的栅极连接,第三厚栅氧PMOS晶体管的漏极与第一厚栅氧NMOS晶体管的漏极都连接至升压转换电路的输出端。
[0010]可选地,输入控制单元还包括:第一薄栅氧PMOS晶体管和第四薄栅氧NMOS晶体管,其中,第一薄栅氧PMOS晶体管的漏极和第四薄栅氧NMOS晶体管的漏极连接,第一薄栅氧PMOS晶体管的栅极和第四薄栅氧NMOS晶体管的栅极都连接至升压转换电路的输入端。
[0011]可选地,输入控制单元还包括:延时部件,延时部件与第一薄栅氧PMOS晶体管的漏极以及第四薄栅氧NMOS晶体管的漏极连接,并与第三薄栅氧NMOS晶体管的栅极连接。
[0012]可选地,第一薄栅氧PMOS晶体管的源极与延时部件都连接至低压电源输入端,第四薄栅氧NMOS晶体管的源极与延时部件都连接至地。
[0013]可选地,电压转换单元还包括:第二高压NMOS晶体管,其中,第二高压NMOS晶体管的漏极与第二厚栅氧PMOS晶体管的漏极连接,第二高压NMOS晶体管的栅极与延时部件连接,第二高压NMOS晶体管的源极与第二薄栅氧晶体管的漏极连接。
[0014]可选地,输出控制单元包括:第四厚栅氧PMOS晶体管和第二厚栅氧NMOS晶体管,其中,第四厚栅氧PMOS晶体管的栅极和第二厚栅氧NMOS晶体管的栅极与第二厚栅氧PMOS晶体管的漏极连接,第四厚栅氧PMOS晶体管的漏极和第二厚栅氧NMOS晶体管的漏极与第三厚栅氧PMOS晶体管的栅极以及第一厚栅氧NMOS晶体管的栅极连接。
[0015]可选地,输出控制单元还包括:第五厚栅氧PMOS晶体管,其中,第四厚栅氧PMOS晶体管的栅极以及第二厚栅氧NMOS晶体管的栅极与第五厚栅氧PMOS晶体管的漏极连接,第三厚栅氧PMOS晶体管的栅极以及第一厚栅氧NMOS晶体管的栅极与第五厚栅氧PMOS晶体管的栅极连接。
[0016]可选地,第三厚栅氧PMOS晶体管的源极与第四厚栅氧PMOS晶体管的源极以及第五厚栅氧PMOS晶体管的源极都连接至高压电源输入端;第一厚栅氧NMOS晶体管的源极和第二厚栅氧NMOS晶体管的源极都连接至地。
[0017]在本发明实施例中,将现有技术中的主要的厚栅氧NMOS晶体管替换为薄栅氧NMOS晶体管和高压厚栅氧NMOS晶体管的组合,以作为信号输入端的M0S,从而使得本实施例中的升压转换电路可以工作在超低输入信号电压的场景。此外,薄栅氧NMOS晶体管的使用还可以使升压转换电路在GHz超高频率下表现出健壮性(Robust Performance)。
[0018]此外,将现有技术中的主要的厚栅氧PMOS晶体管和厚栅氧NMOS晶体管的组合替换为厚栅氧PMOS晶体管和高压厚栅氧NMOS晶体管的组合,从而使得本实施例中的升压转换电路可以工作在范围较宽的高压电源下,而对器件没有任何的依赖性。
[0019]此外,在本实施例中的升压转换电路中,还增加了额外的薄栅氧NMOS晶体管和延时单元,这样能够避免DC工作电路的旁路影响。
[0020]此外,在本实施例中的输出控制单元中,还增加了额外的厚栅氧MOS晶体管缓冲器和用于正反馈的厚栅氧MOS晶体管,以避免此升压转换电路在输出高电平信号时的不满幅非稳态。
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1是根据现有技术的一种升压转换电路的示意图;
[0023]图2是根据现有技术的一种较高频率升压转换电路的示意图;
[0024]图3是根据本发明实施例的一种可选的升压转换电路的示意图;
[0025]图4是根据本发明实施例的另一种可选的升压转换电路的示意图;以及
[0026]图5是根据本发明实施例的一种可选的升压转换电路所实现的性能的示意图。
【具体实施方式】
[0027]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]实施例1
[0029]根据本发明实施例,提供了一种升压转换电路,如图3所示,上述电路包括:
[0030]I)输入控制单元302,包括:第一薄栅氧NMOS晶体管、第二薄栅氧NMOS晶体管和第三薄栅氧N
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