[发明专利]基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置

权利要求书

1.一种基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，包括依次连接的负偏压电荷泵电路、参数监测电路、信号处理电路以及信号锁存输出电路，其中，所述参数监测电路中内置有标准PMOS管以及连接待失效预警PMOS管的接口，所述接口包括源极接口、漏极接口以及栅极接口；

所述负偏压电荷泵电路产生-VDD到0V连续可调的负偏压，并输出-VDD到0V连续可调的负偏压至所述参数监测电路，所述参数监测电路施加-VDD到0V连续可调的负偏压至所述待失效预警PMOS管的接口，施加VDD电压至所述标准PMOS管，所述参数监测电路监测标准PMOS管的阈值电压和待失效预警PMOS管的阈值电压，并输出标准PMOS管的阈值电压和待失效预警PMOS管的阈值电压至所述信号处理电路，所述信号处理电路对标准PMOS管的阈值电压和待失效预警PMOS管的阈值电压进行处理，生成模拟信号，并输出所述模拟信号至所述信号锁存输出电路，所述信号锁存输出电路将所述模拟信号与第一参考电压比较，生成预警信号。

2.根据权利要求1所述的基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，所述负偏压电荷泵电路包括负偏压电荷泵、分压电路、第一比较器以及第一控制开关；

所述第一控制开关的一端与外部启动信号连接，所述第一控制开关的另一端与所述负偏压电荷泵连接，所述第一控制开关的控制端与所述第一比较器的输出端连接，所述第一比较器的反相输入端外接第二参考电压，所述第一比较器的同相输入端与所述分压电路连接，所述分压电路与所述参数监测电路连接。

3.根据权利要求2所述的基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，所述负偏压电荷泵电路还包括启动开关，所述第一控制开关通过所述启动开关与外部启动信号连接。

4.根据权利要求2所述的基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，所述分压电路包括多个串联的二极管。

5.根据权利要求4所述的基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，所述分压电路包括串联的二极管的数量为7个。

6.根据权利要求1或2所述的基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，所述参数监测电路包括第一开关管、第二开关管、标准PMOS管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关以及连接待失效预警PMOS管的接口；

所述待失效预警PMOS管的栅极接口与所述负偏压电荷泵电路以及所述第一开关的一端连接，所述待失效预警PMOS管的源极接口连接外部VDD电源，所述待失效预警PMOS管的漏极接口与所述第三开关的一端以及所述第一开关的另一端连接，所述第三开关的另一端与所述第一开关管的输出端连接，所述第一开关管的输入端接地，所述第一开关管的控制端外接第一外部调节电压，所述标准PMOS管的源极连接外部VDD电源，所述标准PMOS管的漏极分别与所述第二开关的一端以及所述第四开关的一端连接，所述标准PMOS管的栅极分别与所述第五开关的一端以及所述第二开关的另一端连接，所述第五开关的另一端与连接外部VDD电源，所述第四开关的另一端与所述第二开关管的输出端连接，所述第二开关管的输入端接地，所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的控制端连接。

7.根据权利要求1或2所述的基于NBTI效应PMOS管参数退化的失效预警装置，其特征在于，所述信号处理电路包括增益放大电路、减法电路以及同相放大电路；

所述增益放大电路的第一输入端与所述标准PMOS管的漏极连接，所述增益放大电路的第二输入端与所述待失效预警PMOS管的漏极接口连接，所述增益放大电路的第一输出端与所述减法电路的同相端连接，所述增益放大电路的第二输出端与所述减法电路的反相端连接，所述减法电路的输出端与所述同相放大电路的同相端连接，所述同相放大电路的反相端接地，所述同相放大电路的输出端与所述信号锁存输出电路连接。