[发明专利]一种功率开关衬底选择的最高电压跟踪电路

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域中的电压比较器设计领域，特别涉及一种功率开关衬底选择的最高电压跟踪电路。

背景技术

DC-DC转换器是一种把直流输入电压转变成有效输出固定直流电压的电压转换器，如何提高转换效率、降低功耗是大家一直研究的方向，随着现代超大规模集成电路技术的发展，已经可以做到很低的功耗和可观的转换效率。但是，这种在硅衬底上做的集成电路，一个很大的问题就是衬底偏置电路的设计非常复杂。例如，在通常使用的N阱CMOS工艺中，由P型衬底和N阱构成的寄生pn结应该始终处于反偏，从而避免衬底泄漏电流和闩锁效应。因此，做在N阱中的PMOS功率开关的衬底必须接电路的最高电位。然而，在DC-DC转换器电路中很难找到一个固定的最高电压节点，尤其是在单电感多路输出的DC-DC转换器电路中，由于存在多个输出电压，衬底偏置电路的设计更加复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率开关衬底选择的最高电压跟踪电路，解决DC-DC转换器中PMOS功率开关衬底电位选择的问题，在保证DC-DC转换器性能的条件下快速跟踪整体电路中的最高电压，为PMOS功率开关提供最佳的衬底偏置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种功率开关衬底选择的最高电压跟踪电路，包括：偏置电路、与所述偏置电路连接的源极输入比较器、与所述源极输入比较器连接的正反馈输出环路；其中，

所述偏置电路为所述源极输入比较器提供偏置电流，所述源极输入比较器为所述正反馈输出环路提供输入电压。

进一步地，所述偏置电路包括：第一PMOS管M01、第二NMOS管M02；其中，

所述第一PMOS管M01的栅极和漏极互连，所述第二NMOS管M02的栅极和漏极互连；

所述第一PMOS管M01的漏极接所述第二NMOS管M02的漏极；

所述第一PMOS管M01的源极接输入电压V00。

进一步地，所述源极输入比较器包括：第三NMOS管M03、第四NMOS管M04，第五PMOS管M05、及第六PMOS管M06；其中，

所述第五PMOS管M05的源极接所述输入电压V00，漏极接所述第三NMOS管M03的漏极，栅极接所述第六PMOS管M06的栅极，且所述第五PMOS管M05的栅极和漏极互连；

所述第六PMOS管M06的源极接最高跟踪电压Vmax，漏极接所述第四NMOS管M04的漏极；

所述第三NMOS管M03的栅极、源极分别对应接所述第二NMOS管M02的栅极、源极；

所述第四NMOS管M04的栅极、源极分别对应接所述第三NMOS管M03的栅极、源极，且所述第四NMOS管M04的源极接地。

进一步地，所述第四NMOS管M04的源极与所述第六PMOS管M06的漏极间还串联一第一电容C1。

所述第二NMOS管M02、所述第三NMOS管M03及所述第四NMOS管M04中的沟道宽长比为1：K：K，其中K＞1。

进一步地，所述正反馈输出环路包括：由第七PMOS管M07和第八NMOS管M08组成的第一级反向器、由第九PMOS管M09和第十NMOS管M10组成的第二级反向器、及PMOS开关管Mswo；其中，

所述第七PMOS管M07的栅极、漏极对应接所述第八NMOS管M08的栅极、漏极，且所述第七PMOS管M07的栅极接所述第四NMOS管M04的漏极；

所述第九PMOS管M09和所述第七PMOS管M07的源极分别接所述最高跟踪电压Vmax，所述第九PMOS管M09的栅极、漏极对应接所述第十NMOS管M10的栅极、漏极；

所述第十NMOS管M10的源极接所述第八NMOS管M08的源极；

所述PMOS开关管Mswo的漏极接所述最高跟踪电压Vmax，源极接所述输入电压V00，栅极接所述第十NMOS管M10的漏极。

进一步地，所述PMOS开关管Mswo的栅极与所述第十NMOS管M10的源极间还串联一第二电容C2。

进一步地，所述第九PMOS管M09和第十NMOS管M10的沟道宽长分别是所述第七PMOS管M07和第八NMOS管M08的沟道宽长的三倍。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：