[发明专利]一种基于MOS管的升压供电和输入输出电路

权利要求书

1.一种基于MOS管的升压供电和输入输出电路，其特征在于，包括：采用MOS管设计升压供电电路、升压输出电路和升压输入电路，各MOS管保持在较低压工作：升压供电电路采用带隙基准电路和低压差线性稳压电路，将较高供电电压，经数个电阻分压，使MOS管导通或关断，降低供电电压；升压输出电路采用数组反相电路和交叉互锁反相电路级联，将较低输出电平，经多次反相，调整各MOS管的供电电压，升高输出电平；升压输入电路采用二极管组和TTL输入电路，将较高输入电平，经二极管限压，降低输入电平；

反相电路采用一个PMOS管和一个NMOS管共栅极、共漏极组成，PMOS管的源极作为P端，NMOS管的源极作为N端；交叉互锁反相电路，采用一个反相电路的P端连接一个PMOS管的漏极，作为左端，另一个反相电路连接另一个PMOS管的漏极，作为右端，左端反相电路的共漏极连接右端PMOS管的栅极，右端反相电路的共漏极连接左端PMOS管的栅极，两个反相电路的N端连接，作为N端，两个PMOS管的源极连接，作为P端；

MOS管采用2.5V工艺，带隙基准电路和低压差线性稳压电路采用5V电源供电，带隙基准电路产生参考电压，经低压差线性稳压电路输出3.3V电压，经电阻R6接地，R6

阻值为数十K至数十百K欧姆，升压输出电路采用2.5V转3.3V输出电路和2.5V转5V输出电路，将电路升压至3.3V或5V工作；

升压供电电路采用带隙基准电路和低压差线性稳压电路连接5V供电焊盘，带隙基准电路的输出端连接低压差线性稳压电路的输入端，采用NMOS管的源极和PMOS管的栅极连接低压差线性稳压电路的输出端，NMOS管的漏极和PMOS管的源极连接3.3V供电焊盘，作为电路的输出端；采用电阻R1、R2、R3依次串联，电阻R1的一端连接5V供电，另一端连接电阻R2的一端和NMOS管的栅极，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端和NMOS管的漏极；电阻R3的另一端连接电容C的一端，电容C采用数十pF，另一端连接数欧姆的电阻R5的一端，组成滤波电路，电阻R5的另一端连接PMOS管的漏极；采用电阻R4并联在NMOS管的源极和漏极，令R1/R2＝R6/R4＝8/25，电阻R3和电容C的连接端、带隙基准电路的接地端、低压差线性稳压电路的接地端共同接地。

2.根据权利要求1所述的基于MOS管的升压供电和输入输出电路，其特征在于，所述升压供电电路，包括：若采用5V供电，则悬空3.3V供电焊盘，低压差线性稳压电路输出3.3V电压至NMOS管的源极和PMOS管的栅极，电阻R1、R2、R3形成分压电路，5V供电经电阻R1降压，输出4.588V电压至NMOS管的栅极，使NMOS管导通，经电阻R2再次降压，输出至PMOS管的源极，使PMOS管关断，PMOS管的漏极经滤波电路接地，消除对低压差线性稳压电路的影响，保持两个MOS管任意两端口的压差低于2.5V；若采用3.3V供电，则将5V供电焊盘接地，带隙基准电路和低压差线性稳压电路不工作，电阻R1、R2串联，电阻R4、R6串联，再和R3并联，形成分压电路，3.3V供电经电阻R2和R4降压，输出电压0.8V至NMOS管的栅极，0.8V至NMOS管的源极和PMOS管的栅极，使NMOS管关断，PMOS管导通，PMOS管的漏极经滤波电路接地，对输出电压片内滤波，保持两个MOS管任意两端口的压差低于2.5V。

3.根据权利要求1所述的基于MOS管的升压供电和输入输出电路，其特征在于，所述2.5V转3.3V输出电路，包括：采用一个反相电路的P端连接一个PMOS管的漏极，N端连接一个NMOS管的漏极，组成3.3V输出电路，PMOS管的源极作为P端，NMOS管的源极作为N端，反相电路的共漏极作为输出端；采用四个反相电路级联作为输入电路，经交叉互锁反相电路，由3.3V输出电路输出；第一反相电路的共栅极作为输入端，第二和第四反相电路的共栅极连接第一反相电路的共漏极和3.3V输出电路的NMOS管的栅极，第二反相电路的共漏极连接第三反相电路的共栅极，第三反相电路的共漏极连接交叉互锁反相电路的左端共栅极和3.3V输出电路的共栅极，第四反相电路的共漏极连接交叉互锁反相电路的右端共栅极，交叉互锁反相电路的右端共漏极连接3.3V输出电路的PMOS管的栅极。