一种用作开关的使能电路

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种用作开关的使能电路。

背景技术：

1、集成电路中常采用使能电路来控制其他电路的开关。参见图1，图1是现有技术中使能电路控制电路开关的电路图。图1中，通过输入的使能信号(enable)来控制电流镜电路的工作。当enable信号为高时，场效应管(mos管)q3导通，使得mos管q1与q2的栅极电压减小，处于截止区，从而关断电路；反之，当enable信号为低，mos管q3截止，mos管q1与q2的栅极电压处于较高位，从而不影响电流镜电路的正常工作。

2、从理论上讲，现有技术能够实现利用简单的使能电路实现对其他电路的开关，而实际应用中，由于实际enable信号通常带有毛刺或噪声，容易产生使能电路不稳定，或者，当环境温度升高，容易出现热振荡，从而影响使能电路作为开关的功能的实现，出现频繁开关或开关失灵的情况。

技术实现思路

1、鉴于上述分析，本发明旨在提供一种用作开关的使能电路，解决现有技术中存在的使能电路作为开关的功能难以实现的技术问题。

2、本发明提供的技术方案是：

3、本发明实施例提供一种用作开关的使能电路，包括：

4、使能信号输入处理单元，适于接入使能信号，将所述使能信号的电压信号转化得到第一电流；

5、第一控制单元，适于在所述第一电流对应的使能信号电压值变化到不小于预设电路导通电压值时，开启第二控制单元，在所述第一电流对应的使能信号电压值变化到不大于预设电路关断电压值时，关断所述第二控制单元；其中，在第三电流作用下，所述电路关断电压值小于所述电路导通电压值；

6、第二控制单元，在被开启时，导通受控电路，并产生第二电流；以及，在被关断时，关断所述受控电路；

7、电流检测单元，适于在检测到所述第二电流时，产生所述第三电流。

8、优选地，所述使能信号输入处理单元包括：第一电流源、第一电阻与第二电阻；

9、所述第一电阻的一端用于接入所述使能信号，另一端连接所述第一电流源与所述第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端连接所述第一控制单元。

10、优选地，所述第一控制单元包括：第一mos管；

11、所述第二控制单元包括：第二mos管与电流镜；

12、所述第一mos管栅极与漏极短接，并连接所述第二mos管源极；

13、所述第一mos管源极连接所述第二电阻的另一端，并连接所述第二mos管的栅极；

14、所述第一mos管的栅、漏极接地。

15、优选地，所述电流镜包括：第三mos管与第四mos管；

16、所述第三mos管与第四mos管的源极接入工作电压，所述第三mos管的栅极与漏极短接，并且漏极连接所述第二mos管的漏极；

17、所述第四mos管的漏极连接所述受控电路。

18、优选地，所述第一mos管的阈值电压小于所述第二mos管的阈值电压。

19、优选地，所述电流检测单元包括：第五mos管与第六mos管；

20、所述第五mos管的源极接入工作电压，栅极连接所述第三mos管的漏极，漏极连接所述第六mos管的源极；

21、所述第六mos管的栅极与漏极短接，并连接所述第二mos管的栅极，源极连接所述第五mos管的漏极。

22、优选地，所述第二mos管为nmos管，所述第三mos管、所述第四mos管、所述第五mos管和所述第六mos管均为pmos管。

23、优选地，记所述电路导通电压值为vsw1，则有：

24、

25、其中，r1为所述第一电阻的阻值，r2为所述第二电阻的阻值，ib为所述第一电流源的电流，μp为空穴迁移率，cox为mos管单位面积栅电容，为所述第一mos管的宽度与长度之比，vth2为所述第二mos管的阈值电压，vth1为所述第一mos管的阈值电压。

26、优选地，记所述电路关断电压值为vsw2，则有：

27、

28、其中，k为所述第三mos管与所述第五mos管的尺寸比，i2为所述第二电流值，所述第三电流＝k*i2。

29、优选地，所述电路还包括：

30、电压钳位单元，一端连接所述第二电阻的另一端，另一端接地，包括：一组nmos管，其中，每个nmos管接入电路的连接方式等效于一个二极管。

31、本发明实施例提供的技术方案中，通过第一控制单元来控制第二控制单元的通断，同时通过第二控制单元来控制受控电路的通断，第一控制单元在接入与使能信号电压值对应的第一电流后，随着使能信号电压值的增大，当增大到电路导通电压值时，导通第二控制单元，从而导通受控电路；当第二控制单元被导通后将产生第二电流，并由电流检测单元基于第二电流产生与其变化方向相同的第三电流，并将第三电流反馈到第一控制单元，而第三电流的出现将改变关断第二控制单元时使能信号电压值，使得此时的使能信号电压值不再等于上述电路导通电压值，而等于比该电路导通电压值小的电路关断电压值，从而，通过使能信号导通或关断受控电路的过程中，出现使能信号电压值所对应的电路导通电压值与电路关断电压值不同的情况，而由于电路导通电压值与电路关断电压值的不同，可有效减少使能信号毛刺或噪声对使能信号用作受控电路控制开关时失灵的情况的发生，即在使能信号开启受控电路后，当使能信号在电路关断电压值以上振荡，或者说在电路导通电压值附近不低于电路关断电压值处振荡时，不会引起对受控电路的频繁开关；同理，在使能信号关断受控电路后，当使能信号在电路导通电压值以下振荡，或者说在电路关断电压值附近不高于电路导通电压值处振荡时，不会引起对受控电路的频繁开关，从而有效解决使能电路作为开关的功能难以实现的技术问题。

32、进一步，本发明具体实现中采用较多mos管实现多数功能，对于第一mos管与第二mos管，在较高温度环境中，基于上述连接方式，两个管子的阈值电压随温度变化而发生的变化是同向，即具有相同的变化趋势，因此，可有效避免出现因其中一个mos管阈值电压因温度发生改变，而另一个不变或变化不一致导致的受使能信号开关不一致的情况发生，本发明技术方案提供的使能电路的工作环境温度可高达185摄氏度左右。

33、本发明实施例提供的技术方案，易于实现易于集成，具有较高的应用价值。

34、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种用作开关的使能电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用作开关的使能电路，其特征在于，所述使能信号输入处理单元包括：第一电流源、第一电阻与第二电阻；

3.根据权利要求2所述的用作开关的使能电路，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的用作开关的使能电路，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的用作开关的使能电路，其特征在于，所述第一mos管的阈值电压小于所述第二mos管的阈值电压。

6.根据权利要求4所述的用作开关的使能电路，其特征在于，所述电流检测单元包括：第五mos管与第六mos管；

7.根据权利要求6所述的用作开关的使能电路，其特征在于，所述第二mos管为nmos管，所述第三mos管、所述第四mos管、所述第五mos管和所述第六mos管均为pmos管。

8.根据权利要求6或7所述的用作开关的使能电路，其特征在于，记所述电路导通电压值为vsw1，则有：

9.根据权利要求8所述的用作开关的使能电路，其特征在于，记所述电路关断电压值为vsw2，则有：

10.根据权利要求1至7任一项所述的用作开关的使能电路，其特征在于，所述电路还包括：

技术总结
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种用作开关的使能电路，包括：使能信号输入处理单元，适于接入使能信号，将使能信号的电压信号转化得到第一电流；第一控制单元，适于在第一电流对应的使能信号电压值变化到不小于预设电路导通电压值时，开启第二控制单元，在第一电流对应的使能信号电压值变化到不大于预设电路关断电压值时，关断第二控制单元；其中，在第三电流作用下，电路关断电压值小于电路导通电压值；第二控制单元，在被开启时，导通受控电路，并产生第二电流；并在被关断时，关断受控电路；电流检测单元，适于在检测到第二电流时，产生所述第三电流。本发明在使能信号发生振荡时，解决使能电路作为开关的功能难以实现的技术问题。

技术研发人员：李佳旗,高林春,曾传滨,罗家俊,赵文欣
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16