[发明专利]一种可靠补偿MOS管阈值电压变化的电路及方法

权利要求书

1.一种可靠补偿MOS管阈值电压变化的电路，其特征在于，包括MOS管MN1、参考电压生成电路、第一比较器、第二比较器、负压电压泵、上拉电路、反馈电压生成电路U1、基准参考电压生成电路U2、第三比较器U3、第四比较器U4、逻辑控制电路U5和钳位电路U6；

参考电压生成电路，用于产生第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2，且Vref2>Vref1；

第一比较器，用于将MOS管MN1的产生的栅端电压Vg与第一参考电压Vref1比较；

第二比较器，用于将MOS管MN1的产生的栅端电压Vg与第二参考电压Vref2比较；

反馈电压生成电路U1，用于产生衬底电压的反馈信号vpw_fbk；

基准参考电压生成电路U2：用于产生第四参考电压Vref4；

第三比较器U3：用于将衬底电压的反馈信号vpw_fbk与第三参考电压Vref3进行比较；

第四比较器U4：用于将衬底电压vneg与第四参考电压Vref4进行比较；

逻辑控制电路U5：用于将第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器的输出结果进行处理，输出电荷泵使能信号、上拉电路使能信号和钳位电路使能信号；

负压电荷泵，用于降低衬底电压Vneg；

上拉电路，用于升高衬底电压Vneg；

钳位电路U6：用于将衬底电压vneg强制钳位到零电平。

2.根据权利要求1所述的一种可靠补偿MOS管阈值电压变化的电路，其特征在于，第三参考电压Vref3为零电平。

3.根据权利要求1所述的一种可靠补偿MOS管阈值电压变化的电路，其特征在于，MOS管MN1的源端连接一个恒定的参考电流；MOS管MN1产生栅端电压Vg输入第一比较器和第二比较器的输入端；参考电压生成电路产生第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2分别输入第一比较器和第二比较器的输入端；反馈电压生成电路U1生成衬底电压Vneg的反馈信号vpw_fbk和第三参考电压Vref3输入第三比较器的输入端；基准参考电压生成电路U2生成第四参考电压Vref4和衬底电压vneg输入第四比较器的输入端；第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器的输出端连接逻辑控制电路的输入端，逻辑控制电路输出的电荷泵使能信号输入负压电压泵的输入端，逻辑控制电路输出的上拉电路使能信号输入上拉电路的输入端，逻辑控制电路输出的钳位电路使能信号输入钳位电路的输入端，负压电压泵的输出端、上拉电路的输出端和钳位电路的输出端生成衬底电压Vneg。

4.根据权利要求1所述的一种可靠补偿MOS管阈值电压变化的电路，其特征在于，第四参考电压Vref4为人为设定的衬底电压Vneg的阈值。

5.根据权利要求1所述的一种可靠补偿MOS管阈值电压变化的电路，其特征在于，

当Vg<Vref1<Vref2时，第一比较器和第二比较器输出均为低，经逻辑控制电路生成的电荷泵使能信号为高，上拉电路使能信号为低，负压电压泵工作，衬底电压Vneg降低，同时栅端电压Vg升高；

当Vref1<Vg<Vref2时，第一比较器输出为高，第二比较器输出为低，经过逻辑控制电路后生成的电荷泵使能信号为低，上拉电路使能信号也为低，负压电荷泵和上拉电路都不工作，衬底电压Vneg和栅端电压Vg维持原值；

当Vref2<Vg时，第一比较器与第二比较器的输出均为高，经过逻辑控制电路后生成的电荷泵使能信号为低，上拉电路使能信号为高，负压电荷泵停止工作，上拉电路开始工作，将衬底电压Vneg升高，同时栅端电压Vg减小；

在栅端电压Vg与Vref1、Vref2进行比较的整个过程中，衬底电压反馈信号vpw_fbk与第三参考电压Vref3进行比较，如果衬底电压Vneg小于第三参考电压Vref3，经过逻辑控制电路后生成的电荷泵使能信号为低，将负压电荷泵强制关闭；

在栅端电压Vg与Vref1、Vref2进行比较的整个过程中，衬底电压vneg与第四参考电压Vref4进行比较，如果衬底电压Vneg过高，大于第四参考电压Vref4，经过逻辑控制电路后生成的钳位电路信号为高，钳位电路工作将衬底电压Vneg强制钳位到零电平。