专利名称：一种用低压工艺耐高压的高低压转换电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于集成电路领域，尤其涉及一种用低压工艺耐高压的高低压转换电路。
背景技术：
在电源管理IC中，经常出现多种工作电压共存的情况，如输入电压为10V，而内部的数字逻辑电路却采用低压工艺实现，如3. 3V或5V。低压器件的耐压能力较低，例如， 0. 35um的低压器件耐压约3. 7V，0. 5um的低压器件耐压约6V。因此，需要通过高低压转换电路将高压电转换成低压电。在集成电路制作领域，工艺的选择直接关系到成本、研发周期， 而电路设计决定了工艺的选择。参阅图1，为现有的高低压转换电路示意图。其中，由电流源IO提供偏置电流，输入电压为高压HVDD，齐纳管Z120稳压后，经过MOS管MlOl和M102组成的电流镜输出，输出电压LVDD近似等于齐纳管Z120的压降，经过电容CllO稳压后，可以作为低压模块电源使用。在该电路中，需要使用齐纳管、高压管。由于齐纳管不是标准器件，定制该器件需要较长时间，且调试费较高；使用高压管，会导致芯片面积较大，且高压工艺成本较高。
实用新型内容为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种用低压工艺耐高压的高低压转换电路。本实用新型实施例是这样实现的，一种用低压工艺耐高压的高低压转换电路，所述电路包括输出稳定低电压电源的低压电源产生单元，以及，提供电压偏置、电流偏置的偏置单元，所述偏置单元与所述低压电源产生单元相连，所述偏置单元包括串联的第一电流镜和第二电流镜，所述低压电源产生单元包括依次连接的串联分压元件、电平转换元件以及稳压电容。进一步地，所述电压偏置的第一电流镜为套筒式的共源共栅电流镜，包括九个 PMOS 管 M201、M202、M203、M204、M205、M206、M213、M214、M215,每个 PMOS 的体端与各自的源端连接；所述第二电流镜包括六个NMOS管M207、M208、M209、M210、M211、M212，每个NMOS 的体端与P型衬底连接；NMOS管M209的源极与地之间还连接有三极管Q240、电阻R230、 R231，并且，所述电阻R230与Q240串联后再与电阻R231并联；NMOS管M212的源极与地之间还连接有三极管Q241以及电阻R232，并且所述电阻R232与三极管Q241并联；所述PMOS 管M215还与匪OS管M216相连，并且M216的源极与地之间还串接了电阻R233。进一步地，所述低压电源产生单元包括串联分压元件、电平转换元件、稳压电容， 所述串联分压元件包括三个串联的PMOS管M217、M218、M219，每个PMOS的体端与各自的源端连接；电平转换元件包括NMOS管M220 ；稳压电容采用电容C250。进一步地，所述偏置单元的第一电流镜包括3个PMOS管M201、M204、M213，每个 PMOS的体端与各自的源端连接；并且第一电流镜还包括分别与M201、M204、M213相连的电阻 R234、R235、R236。进一步地，所述串联分压元件采用3个串接的三极管Q242、QM3、Q244。进一步地，所述电平转换元件采用三极管Q250。本实用新型与现有技术相比，能够实现如下有益效果一方面，本实用新型所述的高低压转换电路不需要使用齐纳管，不需要额外定制，降低了芯片成本和调试费用；另一方面，电路中全部使用了低压器件，可以通过标准的低压工艺实现，减小芯片面积，降低生产成本。
图1是现有技术提供的高低压转换电路的结构图；图2是本实用新型第一实施例提供的高低压转换电路的结构图；图3是本实用新型第二实施例提供的高低压转换电路的结构图；图4是本实用新型第三实施例提供的高低压转换电路的结构图；图5是本实用新型第四实施例提供的高低压转换电路的结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图2示出了本实用新型第一实施例提供的高低压转换电路的结构，该高低压转换电路包括偏置单元21、低压电源产生单元22。其中，所述低压电源产生单元22输出稳定的低电压电源(图中LVDD)。偏置单元21为低压电源产生单元22提供电压偏置(图中VREG)、 电流偏置。作为本实用新型的实施例，该偏置单元21包括第一电流镜、第二电流镜、三极管和电阻。其中，第一电流镜为套筒式的共源共栅电流镜，包括九个？103管1120^202203、 M204、M205、M206、M213、M214、M215,每个PMOS的体端与各自的源端连接。第二电流镜，包括六个匪05管厘207、] 208、]\1209、]\1210、]\1211、]\1212，每个匪05的体端与P型衬底连接。NMOS管M209的源极与地之间还连接有三极管Q240、电阻R230、R231， 并且，所述电阻R230与Q240串联后再与电阻R231并联。NMOS管M212的源极与地之间还连接有三极管Q241以及电阻R232，并且所述电阻 R232与三极管Q241并联。所述三极管Q240与Q241均连接成二极管形式。所述PMOS管M215还与匪OS管M216相连，并且M216的源极与地之间还串接了电阻R233。偏置单元21为低压电源产生单元22提供偏置电压VREG。低压电源产生单元22采用如下结构包括串联分压元件、电平转换元件、稳压电容。其中，串联分压元件分担部分压降，所述串联分压元件包括三个串联的PMOS管M217、 M218、M219，每个PMOS的体端与各自的源端连接。电平转换元件把偏置电压VREG转换为 LVDD,电平转换元件包括匪OS管M220，LVDD近似等于电阻R233上的压降；稳压电容C250 稳定LVDD。假定第一电流镜中每个PMOS管尺寸相同，第二电流镜中每个NMOS管尺寸相同，三极管Q240与Q241的个数比为η :1，电阻R231与R232的阻值相等，则流过电阻R233的电流I可以表示为
权利要求1.一种用低压工艺耐高压的高低压转换电路，其特征在于，所述电路包括输出稳定低电压电源的低压电源产生单元，以及，提供电压偏置、电流偏置的偏置单元，所述偏置单元与所述低压电源产生单元相连，所述偏置单元包括串联的第一电流镜和第二电流镜，所述低压电源产生单元包括依次连接的串联分压元件、电平转换元件以及稳压电容。
2.根据权利要求1所述的用低压工艺耐高压的高低压转换电路，其特征在于，所述电压偏置的第一电流镜为套筒式的共源共栅电流镜，包括九个PMOS管M201、M202、M203、 M204、M205、M206、M213、M214、M215，每个PMOS的体端与各自的源端连接；所述第二电流镜包括六个匪OS管M207、M208、M209、M210、M211、M212，每个匪OS的体端与P型衬底连接； NMOS管M209的源极与地之间还连接有三极管Q240、电阻R230、R231，并且，所述电阻R230 与Q240串联后再与电阻R231并联；NMOS管M212的源极与地之间还连接有三极管Q241以及电阻R232，并且所述电阻R232与三极管Q241并联；所述PMOS管M215还与NMOS管M216 相连，并且M216的源极与地之间还串接了电阻R233。
3.根据权利要求1所述的用低压工艺耐高压的高低压转换电路，其特征在于，所述低压电源产生单元包括串联分压元件、电平转换元件、稳压电容，所述串联分压元件包括三个串联的PMOS管M217、M218、M219，每个PMOS的体端与各自的源端连接；电平转换元件包括 NMOS管M220 ；稳压电容采用电容C250。
4.根据权利要求1所述的用低压工艺耐高压的高低压转换电路，其特征在于，所述偏置单元的第一电流镜包括3个PMOS管M201、M204、M213，每个PMOS的体端与各自的源端连接；并且第一电流镜还包括分别与M201、M204、M213相连的电阻R234、R235、R236。
5.根据权利要求1所述的用低压工艺耐高压的高低压转换电路，其特征在于，所述串联分压元件采用3个串接的三极管QM2、Q243.Q244.
6.根据权利要求1所述的用低压工艺耐高压的高低压转换电路，其特征在于，所述电平转换元件采用三极管Q250。
专利摘要本实用新型适用于集成电路领域，提供了一种用低压工艺耐高压的高低压转换电路，所述电路包括输出稳定低电压电源的低压电源产生单元，以及，提供电压偏置、电流偏置的偏置单元，所述偏置单元与所述低压电源产生单元相连，所述偏置单元包括串联的第一电流镜和第二电流镜，所述低压电源产生单元包括依次连接的串联分压元件、电平转换元件以及稳压电容。本实用新型与现有技术相比，能够实现如下有益效果一方面，本实用新型所述的高低压转换电路不需要使用齐纳管，不需要额外定制，降低了芯片成本和调试费用；另一方面，电路中全部使用了低压器件，可以通过标准的低压工艺实现，减小芯片面积，降低生产成本。
文档编号H03K19/0185GK202068397SQ20112016063
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者张奇, 陆让天 申请人:深圳市博驰信电子有限责任公司