[发明专利]低阈值电压二极管的替代电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种在集成电路工艺无法提供低阈值电压二极管的情况下的替代电路。

背景技术

低阈值电压二极管多用于电池充放电电路以及要求较低导通压降的供电电路中，尤其在电源电压较低的情况下，普通二极管由于阈值电压较高，导致经过二极管输出的电源电压变得更低，所以低阈值电压二极管就显得至关重要。

经过低阈值电压二极管输出的电压幅度降低较普通二极管要少，通常能得到更高的电源电压；另外，在一些特殊的应用场合，电源电压比较低，芯片对电源电压比较敏感，希望供电电压越高越好，但是供电电路中必须串联一个二极管，而芯片本身的工艺无法实现低阈值电压二极管器件，所以通常的做法是使用外置的低阈值电压二极管，这也就意味着需要额外的成本。

如图1所示为常用低阈值电压二极管的结构示意图，IN为二极管输入端，OUT为二极管输出端，当二极管输入端IN比输出端OUT电压高约0.3V时二极管导通，且随着电流增大，输入端IN和输出端OUT的压差略有增加；当输入端IN比输出端OUT的电压差为负时，二极管截止，存在一个输出端OUT到输入端IN的反向漏电流，当输出端OUT到输入端IN的压差增加到一个特定的电压时，二极管反向击穿，有一个很大的电流通过二极管，如果反向击穿电流维持时间较短，在撤销反向电压情况下还可以恢复正常特性，当反向击穿电流很大，维持时间又比较长的情况下，二极管的PN节可能会熔毁，导致二极管失效。

由于低阈值电压二极管通常采用锗这种半导体材料制造，这是由锗半导体材料本身的特性所决定的，而目前绝大部分的集成电路制造工艺所使用的材料为硅，所以无法在集成电路的芯片内部集成低阈值电压的二极管。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法在硅材料芯片内部提供一种导通时正输出端压降很小的低阈值电压二极管的缺陷，提供一种低阈值电压二极管的替代电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低阈值电压二极管的替代电路，所述电路包括：输入电压检测电路、输出电压控制电路和输出电压开关电路；

所述输出电压开关电路的两端分别为输入端和输出端；

所述输入电压检测电路用于检测所述输入端的输入电压并将所述输入电压降压为第一输入电压输出到所述输出电压控制电路；所述输出电压控制电路用于将所述第一输入电压反相输出为开关控制电压，并通过所述开关控制电压控制所述输出电压开关电路的开启和关闭；

当所述输出电压开关电路开启时，所述输入端和输出端之间的电压压降接近零；当所述输出电压开关电路关闭时，反向漏电流为零。

在本发明所述的低阈值电压二极管的替代电路中，所述输出电压开关电路包括第一PMOS管和第二PMOS管；所述第一PMOS管和第二PMOS管共用一个N阱；

所述第一PMOS管的栅极连接到所述第二PMOS管的栅极，所述第一PMOS管的漏极连接到所述第二PMOS管的源极，所述第一PMOS管的衬底连接到所述第一PMOS管的漏极，所述第二PMOS管的衬底连接到所述第二PMOS管的源极。

所述第一PMOS管的源极作为所述输入端，所述第二PMOS管的漏极作为所述输出端；所述第一PMOS管与所述第二PMOS管的共栅极接收所述开关控制电压。

在本发明所述的低阈值电压二极管的替代电路中，所述输出电压控制电路包括第三PMOS管和第一NMOS管；

所述第三PMOS管的栅极连接到所述第一NMOS管的栅极，所述第三PMOS管的漏极连接到所述第一NMOS管的漏极，所述第三PMOS管的源极连接到所述第二PMOS管的漏极，所述第一NMOS管的源极接地，所述第三PMOS管的衬底连接到所述第三PMOS管的源极，所述第一NMOS管的衬底连接到所述第一NMOS管的源极，

所述第三PMOS管和第一NMOS管的共栅极接收所述第一输入电压；所述第三PMOS管和第一NMOS管的共漏极输出所述开关控制电压。

在本发明所述的低阈值电压二极管的替代电路中，所述输入电压检测电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端连接至所述第一PMOS管的源极，所述第一分压电阻的第二端连接至所述第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地，

所述第一分压电阻的第一端用于接收所述输入电压，所述第一分压电阻的第二端输出所述第一输入电压。