【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及襯底電位調(diào)節(jié)，具體地，涉及一種高電源電壓下的襯底電位調(diào)節(jié)電路和調(diào)節(jié)方法，尤其涉及一種襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。
技術介紹
1、在半導體電路中，高壓電源電路為了電路能在幾十伏或者是上百伏電壓下穩(wěn)定工作，通常使用ldmos進行電路設計，其漏端具有較高的擊穿電壓，使能保證在高壓條件下穩(wěn)定工作，ldnmos的襯底電壓的選擇，直接影響了晶體管的電性能，尤其是ldnmos漏極的擊穿電壓和驅(qū)動電流能力，因此襯底電壓的選擇是專家學者研究的熱點之一。
2、現(xiàn)有公開號為cn204810411u的技術專利，公開了一種ccd襯底電壓可控調(diào)節(jié)電路，包括pwm信號輸入端和襯底電壓輸出端，在所述pwm信號輸入端和襯底電壓輸出端之間設有濾波電路模塊和開關電路模塊，所述濾波電路模塊的輸入端連接所述pwm信號輸入端，所述濾波電路模塊的輸出端連接所述開關電路模塊輸入端，所述開關電路模塊的輸出端連接所述襯底電壓輸出端。該專利中襯底電位選擇電路如圖1所示。當pwm信號為高時，信號通過r1和c1組成的濾波電路連接到三極管q1，使得襯底電壓vsub近似等于0電位。反之當pwm信號為低時，襯底電壓vsub近似等于電源電壓vcc，通過pwm信號實現(xiàn)對襯底電壓的調(diào)節(jié)。該電路需要額外的pwm信號作為襯底電位選擇信號，并且襯底電位僅能在0電位和電源電壓之間變化。同時，該電路結構的功耗會隨著電源電壓的增大而增大，使得芯片發(fā)熱，因此不適用于高電源電壓電路。
3、公開號為cn113746464b的專利技術專利，公開了一種ldmos性能優(yōu)化的自適應襯底電壓
4、如何在高電源電壓集成電路中，進一步提高ldmos的電性能成為待以解決的問題。
5、名詞解釋：
6、(1)ldmos：laterally?diffused?metal?oxide?semiconductor：橫向擴散金屬氧化物半導體；
7、(2)pwm:pulse?width?modulation：脈寬調(diào)制；
8、(3)ldnmos:n-type?laterally?diffused?metal?oxide?semiconductor：n型橫向擴散金屬氧化物半導體；
9、(4)vpp:positive?supply?voltage：正供電電壓；
10、(5)vnn:negative?supply?voltage：負供電電壓；
11、(6)sub:substrate：襯底；
12、(7)pmos：p-type?metal?oxide?semiconductor：p型金屬氧化物半導體；
13、(8)ldpmos:p-type?laterally?diffused?metal?oxide?semiconductor：p型橫向擴散金屬氧化物半導體；
14、(9)vsub:substrate?voltage：襯底電壓；
15、(10)vpeak:peake?voltage:峰值電壓；
16、(11)vvalley:valley?voltage:谷值電壓；
17、(12)vsettle:settle?voltage:穩(wěn)態(tài)電壓。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本專利技術提供一種襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。
2、根據(jù)本專利技術提供的一種襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，所述方案如下：
3、第一方面，提供了一種襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：電流鏡單元、襯底電壓產(chǎn)生單元、谷值電壓充電單元；
4、其中，電流鏡單元：為襯底電壓產(chǎn)生單元提供偏置電流；
5、襯底電壓產(chǎn)生單元：產(chǎn)生襯底電壓并實現(xiàn)襯底電壓的瞬間峰值電壓調(diào)節(jié)功能；
6、谷值電壓充電單元：實現(xiàn)襯底電壓的瞬間谷值電壓充電功能；
7、利用電流鏡單元鏡像輸入的偏置電流ibias，為襯底電壓產(chǎn)生單元提供一個從vpp到vnn的偏置電流，該電流流經(jīng)襯底電壓產(chǎn)生單元，使齊納二極管串反偏，生成一個vsub電位，谷值電壓充電單元配合襯底電壓產(chǎn)生單元，使襯底電位在瞬態(tài)時快速穩(wěn)定。
8、優(yōu)選地，所述電流鏡單元包括：低壓晶體管mp1，mp2；高壓晶體管mp3，mp4；其中mp1的源極連接到電源，mp1的柵極和其漏極相連；mp3的源極連接到mp1的漏極，柵極和漏極連接到外部的電流偏置ibias；mp2的漏極連接電源，柵極連接到mp1的柵極；mp4的源極連接到mp2的漏極，柵極和mp3的柵極相連，漏極作為鏡像電流輸出，連接到襯底電壓產(chǎn)生單元。
9、優(yōu)選地，所述襯底電壓產(chǎn)生單元包括：齊納二極管d1～d11，高壓晶體管mn1，mp5，mp6；
10、其中齊納二極管d1的陰極連接到電流鏡單元和mn1的柵極以及mp5的漏極以及谷值電壓充電單元中mn2的柵極，陽極連接齊納二極管d2的陽極以及齊納二極管串d3～d11中d3的陰極；
11、齊納二極管d2的陽極連接齊納二極管d1的陽極以及齊納二極管串d3～d11中d3的陰極，陰極與高壓晶體管mn1的源極相連；齊納二極管串d3～d11為齊納二極管d3～d11串聯(lián)形成，其中dn的陽極與dn+1的陰極相連，n＝3～10；最后一個齊納二極管d11的陽極與vnn相連；
12、高壓晶體管mn1的柵極和齊納二極管d1的陰極以及mp5的柵極相連，源極與d2的陰極相連，并輸出做為vsub電位；
13、漏極和mp6的柵極和漏極相連；高壓晶體管mp5的源極和vpp相連，柵極和mp6的柵極相連，漏極和mn1的柵極以及齊納二極管d1的陰極相連；mnp的源極和vpp相連，柵極和漏極相連并連接到mp5的柵極和mn1的漏極，同時與谷值電壓充電單元的d12陽極以及電容相連。
14、優(yōu)選地，所述谷值電壓充電單元包括：高壓晶體管mn2，電容c1，齊納二極管d12；
15、其中mn2的源極連接與輸出的襯底電壓vsub相連，柵極與mn1的柵極相連，漏極連接vpp；電容c1的兩端分別連接到輸出的襯底電壓vsub和mp6的柵極和漏極以及齊納二極管d12的陽極；齊納二極管d12的陽極與c1一端以及mp6的柵極和漏極相連，陰本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括：電流鏡單元、襯底電壓產(chǎn)生單元、谷值電壓充電單元；
2.根據(jù)權利要求1所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述電流鏡單元包括：低壓晶體管MP1，MP2；高壓晶體管MP3，MP4；其中MP1的源極連接到電源，MP1的柵極和其漏極相連；MP3的源極連接到MP1的漏極，柵極和漏極連接到外部的電流偏置Ibias；MP2的漏極連接電源，柵極連接到MP1的柵極；MP4的源極連接到MP2的漏極，柵極和MP3的柵極相連，漏極作為鏡像電流輸出，連接到襯底電壓產(chǎn)生單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述襯底電壓產(chǎn)生單元包括：齊納二極管D1～D11，高壓晶體管MN1，MP5，MP6；
4.根據(jù)權利要求3所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述谷值電壓充電單元包括：高壓晶體管MN2，電容C1，齊納二極管D12；
5.根據(jù)權利要求1所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，在襯底電壓調(diào)節(jié)電路設計前，需通過工藝廠商提供的工藝文件選擇襯底電壓；
6.根據(jù)權利要求5所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其
7.根據(jù)權利要求5所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，當LDNMOS的漏極電壓突然變低，Vsub同樣會耦合一個谷值電壓Vvalley；瞬間的谷值電壓Vvally通過電容C1耦合到C點，使得MP5和MP6的柵極電壓變低，D12用于保護MP5和MP6保證其柵極和源極之間的電壓；MP5柵極電壓降低使得MP5在短時間內(nèi)流過電流，導致B點電壓升高，MN1、MP5、MP6形成一個正反饋回路，在Vsub出現(xiàn)谷值電壓的瞬間，MN1和MN2的柵極電壓升高，源極電壓降低，柵源之間的電壓差增大，使MN2流過大電流對Vsub電位充電，最終穩(wěn)定在Vsettle。
8.一種襯底電壓調(diào)節(jié)方法，基于權利要求1-7任一項所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)方法包括：
9.一種襯底電壓調(diào)節(jié)設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求8中所述的襯底電壓調(diào)節(jié)方法的步驟。
10.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求8中所述的襯底電壓調(diào)節(jié)方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括：電流鏡單元、襯底電壓產(chǎn)生單元、谷值電壓充電單元；
2.根據(jù)權利要求1所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述電流鏡單元包括：低壓晶體管mp1，mp2；高壓晶體管mp3，mp4；其中mp1的源極連接到電源，mp1的柵極和其漏極相連；mp3的源極連接到mp1的漏極，柵極和漏極連接到外部的電流偏置ibias；mp2的漏極連接電源，柵極連接到mp1的柵極；mp4的源極連接到mp2的漏極，柵極和mp3的柵極相連，漏極作為鏡像電流輸出，連接到襯底電壓產(chǎn)生單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述襯底電壓產(chǎn)生單元包括：齊納二極管d1～d11，高壓晶體管mn1，mp5，mp6；
4.根據(jù)權利要求3所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述谷值電壓充電單元包括：高壓晶體管mn2，電容c1，齊納二極管d12；
5.根據(jù)權利要求1所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，在襯底電壓調(diào)節(jié)電路設計前，需通過工藝廠商提供的工藝文件選擇襯底電壓；
6.根據(jù)權利要求5所述的襯底電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，當ldnmos的漏極電壓突然變高，該電壓通過ldnmos漏極到襯底的電容耦合到襯底，使得vsub有個耦合峰值電壓vpeak；齊納二極管在反偏時吸收電流而保證兩端電壓不變，在...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張旭光，張輝，鄭輝方，
申請(專利權)人：上海申矽凌微電子科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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