本发明属于集成电路,尤其涉及一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路。
背景技术:
1、当前,串口通信大都采用多点系统,在一根总线上接入多个收发器,在同一时刻的传输过程中发送和接受方已确定,此时总线上其他的收发器处于非工作状态。虽然单个收发器的电源电压范围基本相同,但由于各个收发器的接的高电源电压或低电源电压不同,造成总线上电源超过某个收发器的电压范围。例如:在通信标准rs-485中,总线上的电压范围从-7v到12v,而单个收发器电源电压范围只有5v,这要求收发器中的驱动电路具有耐高压的特性。为保证驱动电路能耐高压,传统的驱动电路采用高压厚栅氧器件,存在不兼容常规工艺、芯片成本高、延迟时间大和驱动能力弱等问题。
技术实现思路
1、发明目的:为了解决上述现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路。
2、技术方案: 本发明提供一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路,包括:检测输出电路和输出电路,所述检测输出电路包括电流源,施密特触发器,反相器,等比例电流镜电路和折叠式比较器电路;所述电流源用于提供偏置电流,所述等比例电流镜电路与折叠式比较器电路连接,所述折叠式比较器电路与施密特触发器的输入端连接,所述施密特触发器输出信号vp,并发送至反相器和输出电路,所述反相器将输出信号vn输入至输出电路和等比例电流镜电路;
3、所述输出电路包括:第十pmos管,第九nmos管,第十三高压薄栅氧nmos管和第十六高压薄栅氧pmos,所述第十pmos管的源极连接电源vcc,漏极连接第十三高压薄栅氧nmos的源极,栅极连接输入电压;所述第十三高压薄栅氧nmos的栅极连接vp,漏极作为输出端连接第十六高压薄栅氧pmos管的漏极,输出端输出电压out,所述第十六高压薄栅氧pmos管的栅极连vn,第十六高压薄栅氧pmos管的源极连接第九nmos管漏极,第九nmos管的栅极连接输入电压,源极连接gnd;
4、所述折叠式比较器电路用于比较out与gnd,当out大于gnd时,vp为高电平,vn为低电平,输出电路正常工作;当out小于gnd时,vp为低电平,vn为高电平,输出电路输出保持为高阻态;
5、所述等比例电流镜电路用于比较out与vcc,当out大于vcc时,vp为低电平,vn为高电平,输出电路输出保持为高阻态;当out小于vcc时,vp为高电平,vn为低电平,输出电路正常工作。
6、进一步的,所述检测输出电路还包括外围电路,所述外围电路包括第一、第二nmos管,第一,第二,第四pmos管,第一~第四电阻以及第十高压薄栅氧nmos管;电流源连接第一nmos管的栅极和漏极、第二nmos管的栅极、折叠式比较器电路和等比例电流镜电路,所述第一、第二nmos管的源极均连接gnd;所述第一pmos管的源极和第二pmos管的源极均连接电压vcc,第一pmos管的栅极连接自身的漏极,第二pmos管的栅极以及第二nmos管的漏极,第二pmos管的漏极连接第四pmos管的源极以及折叠式比较器电路,第四pmos管的漏极连接折叠式比较器电路,第四pmos管的栅极连接vp;所述第十高压薄栅氧nmos管的栅极连接折叠式比较器电路和第十高压薄栅氧nmos管的漏极,源极连接gnd;所述第一电阻的一端连接vcc,另外一端标记为节点a,节点a连接折叠式比较器电路和第二电阻的一端,第二电阻的另外一端连接gnd, 所述第三电阻的一端连接vcc,另外一端连接第十高压薄栅氧nmos的漏极和第四电阻的一端,第四电阻的另外一端连接gnd。
7、进一步的,第一电阻和第三电阻的阻值相等,第二电阻和第四电阻的阻值相等,且第四电阻的阻值大于第三电阻的阻值。
8、进一步的,所述折叠式比较器电路包括:第三、第五~九poms管以及第七、第八nmos管,所述第三poms管的栅极连接节点a,源极与第五poms管的源极以及外围电路中第二pmos管的漏极连接,漏极连接施密特触发器的输入端,第五poms管的漏极连接第四pmos管的漏极,第八nmos管的漏极,第六poms管的栅极和第七nmos管的漏极以及第七pmos管的栅极,第六poms管的源极和第七poms管的源极均连接vcc,第六poms管的漏极连接第八poms管的源极,第八poms管的栅极连接等比例电流镜电路和第九poms管的栅极,第九poms管的源极连接第七poms管的漏极,第九poms管的漏极连接施密特触发器的输入端和第八nmos管的漏极,所述第七、第八nmos管的栅极连接电流源,第七、第八nmos管的源极连接gnd。
9、进一步的,所述等比例电流镜电路包括第十一~第十五高压薄栅氧pmos管,第十一、十二高压薄栅氧nmos管,第三~六nmos管;所述第十一高压薄栅氧pmos管的源极连接第十三高压薄栅氧pmos管的源极和栅级以及第十五高压薄栅氧pmos管的源极和栅极,第十三高压薄栅氧pmos管的漏极连接电源vcc,第十五高压薄栅氧pmos管的漏极连接第十二高压薄栅氧pmos管源极以及第十四高压薄栅氧pmos管的源极和栅极,第十四高压薄栅氧pmos管的漏极连接电压out,第十一高压薄栅氧pmos管的栅极连接自身的漏极、第十一高压薄栅氧nmos管的漏极以及第十二高压薄栅氧pmos管的栅极,第十二高压薄栅氧pmos管的漏极连接第十二高压薄栅氧nmos管的漏极,第十一高压薄栅氧nmos管的栅极连接vcc和第十二高压薄栅氧nmos管的栅极,第十一高压薄栅氧nmos管的源极连接第三nmos管的漏极,第三nmos管的源极连接gnd,第十二高压薄栅氧nmos管的源极连接第四nmos管的漏极,第四nmos管的源极连接gnd,第五nmos管的源极连接gnd,漏极连接第六nmos管的源极,第六nmos管的漏极连接第十二高压薄栅氧nmos管的源极和折叠比较器电路中第八pmos管的栅极,第六nmos管的栅极连接反相器的输出信号vn,第三~五nmos管的栅极连接电流源。
10、有益效果:本发明在保证驱动电路耐高压的同时,使用的高压mos管都为薄栅氧器件,节约了芯片成本,电路性能好,兼容常规器件,驱动电路工作电压可以很低。
1.一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路,其特征在于,包括:检测输出电路和输出电路,所述检测输出电路包括电流源,施密特触发器,反相器,等比例电流镜电路和折叠式比较器电路;所述电流源用于提供偏置电流,所述等比例电流镜电路与折叠式比较器电路连接,所述折叠式比较器电路与施密特触发器的输入端连接,所述施密特触发器输出信号vp,并发送至反相器和输出电路,所述反相器将输出信号vn输入至输出电路和等比例电流镜电路;
2.根据权利要求1所述的一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路,其特征在于,所述检测输出电路还包括外围电路,所述外围电路包括第一、第二nmos管,第一,第二,第四pmos管,第一~第四电阻以及第十高压薄栅氧nmos管;电流源连接第一nmos管的栅极和漏极、第二nmos管的栅极、折叠式比较器电路和等比例电流镜电路,所述第一、第二nmos管的源极均连接gnd;所述第一pmos管的源极和第二pmos管的源极均连接电压vcc,第一pmos管的栅极连接自身的漏极,第二pmos管的栅极以及第二nmos管的漏极,第二pmos管的漏极连接第四pmos管的源极以及折叠式比较器电路,第四pmos管的漏极连接折叠式比较器电路,第四pmos管的栅极连接vp;所述第十高压薄栅氧nmos管的栅极连接折叠式比较器电路和第十高压薄栅氧nmos管的漏极,源极连接gnd;所述第一电阻的一端连接vcc,另外一端标记为节点a,节点a连接折叠式比较器电路和第二电阻的一端,第二电阻的另外一端连接gnd, 所述第三电阻的一端连接vcc,另外一端连接第十高压薄栅氧nmos的漏极和第四电阻的一端,第四电阻的另外一端连接gnd。
3.根据权利要求2所述的一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路,其特征在于,第一电阻和第三电阻的阻值相等,第二电阻和第四电阻的阻值相等,且第四电阻的阻值大于第三电阻的阻值。
4.根据权利要求2所述的一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路,其特征在于,所述折叠式比较器电路包括:第三、第五~九poms管以及第七、第八nmos管,所述第三poms管的栅极连接节点a,源极与第五poms管的源极以及外围电路中第二pmos管的漏极连接,漏极连接施密特触发器的输入端,第五poms管的漏极连接第四pmos管的漏极,第八nmos管的漏极,第六poms管的栅极和第七nmos管的漏极以及第七pmos管的栅极,第六poms管的源极和第七poms管的源极均连接vcc,第六poms管的漏极连接第八poms管的源极,第八poms管的栅极连接等比例电流镜电路和第九poms管的栅极,第九poms管的源极连接第七poms管的漏极,第九poms管的漏极连接施密特触发器的输入端和第八nmos管的漏极,所述第七、第八nmos管的栅极连接电流源,第七、第八nmos管的源极连接gnd。
5.根据权利要求4所述的一种基于薄栅氧器件的耐高压驱动电路,其特征在于,所述等比例电流镜电路包括第十一~第十五高压薄栅氧pmos管,第十一、十二高压薄栅氧nmos管,第三~六nmos管;所述第十一高压薄栅氧pmos管的源极连接第十三高压薄栅氧pmos管的源极和栅级以及第十五高压薄栅氧pmos管的源极和栅极,第十三高压薄栅氧pmos管的漏极连接电源vcc,第十五高压薄栅氧pmos管的漏极连接第十二高压薄栅氧pmos管源极以及第十四高压薄栅氧pmos管的源极和栅极,第十四高压薄栅氧pmos管的漏极连接电压out,第十一高压薄栅氧pmos管的栅极连接自身的漏极、第十一高压薄栅氧nmos管的漏极以及第十二高压薄栅氧pmos管的栅极,第十二高压薄栅氧pmos管的漏极连接第十二高压薄栅氧nmos管的漏极,第十一高压薄栅氧nmos管的栅极连接vcc和第十二高压薄栅氧nmos管的栅极,第十一高压薄栅氧nmos管的源极连接第三nmos管的漏极,第三nmos管的源极连接gnd,第十二高压薄栅氧nmos管的源极连接第四nmos管的漏极,第四nmos管的源极连接gnd,第五nmos管的源极连接gnd,漏极连接第六nmos管的源极,第六nmos管的漏极连接第十二高压薄栅氧nmos管的源极和折叠比较器电路中第八pmos管的栅极,第六nmos管的栅极连接反相器的输出信号vn,第三~五nmos管的栅极连接电流源。