一种低功耗耐高压的快响应偏置电路、偏置方法及芯片与流程

本发明涉及集成电路领域，尤其是涉及一种低功耗耐高压的快响应偏置电路、偏置方法及芯片。

背景技术：

1、在集成电路领域，特别是在bcd工艺中往往涉及高压电路，这种电路的工作电压高、电压域多变。

2、而在变化的高压电压域之间实现电路偏置往往需要使用耐高压型耗尽管，这种使用高压耗尽管的偏置电路简单灵活、响应速度快，可以达到极低的静态功耗。但是目前部分bcd工艺中没有提供耐高压耗尽管的器件模型，在此情况下高压电压域之间的偏置电路变得复杂，同时偏置电路设计的灵活性、功耗控制、响应速度和电路稳定性也受到很大影响。因此，需要考虑其他低功耗的耐压电路设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低功耗耐高压的快响应偏置电路、偏置方法及芯片，可以依据不同的耐压需求使用低压耗尽型晶体管来实现高压偏置。

2、第一方面，本发明提供一种低功耗耐高压的快响应偏置电路，包括耐压模块、钳位电路及偏置输出端，

3、所述耐压模块的输出端分别连接所述偏置输出端及所述钳位电路的输入端；所述耐压模块包括预设数量的耐压基本单元，用于调节偏置电路的耐压范围；

4、所述耐压基本单元包括隔离环、nmos管及第一二极管，所述nmos管由所述隔离环围绕，漏极分别与所述第一二极管的负端及所述隔离环相连；所述nmos管的源极、栅极和体端相连，并连接所述第一二极管的正端；

5、所述钳位电路用于使所述钳位电路的输入端与所述钳位电路的输出端之间的压差稳定。

6、进一步的，首个所述耐压基本单元中nmos管的漏极连接所述耐压模块的输入端，末个所述耐压基本单元中nmos管的体端连接所述耐压模块的输出端。

7、进一步的，所述nmos管为低压型耗尽管，所述第一二极管为齐纳二极管。

8、进一步的，当前个所述耐压基本单元中nmos管的体端与后一个所述耐压基本单元中nmos管的漏极相连。

9、进一步的，所述nmos管的长度为10μm-20μm；宽度为220nm-5μm。

10、进一步的，相邻的所述耐压基本单元之间串联第一电阻。

11、进一步的，所述钳位电路包括串联的第二二极管和/或mos管和/或第二电阻。

12、进一步的，所述mos管为二极管连接型。

13、进一步的，所述耐压模块的输出端与所述钳位电路的输入端之间串联第三电阻。

14、进一步的，所述预设数量与所述耐压范围之间的关系为：u＝k×n；其中u为最大电压值，k为常数，n为预设数量且n为大于等于1的整数。

15、第二方面，本发明还提供一种低功耗耐高压的快响应偏置方法，采用如上任一项所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路。

16、第三方面，本发明还提供一种芯片，采用如上任一项所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路。

17、相比于现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本发明对耐压模块进行分级，通过预设数量的耐压基本单元改变整个偏置电路的耐压范围，在耐压基本单元中运用低压耗尽型晶体管实现高压偏置。同时对低压耗尽型晶体管的尺寸进行设计，以达到较低的功耗。本发明的偏置输出响应快速，并能合理控制静态功耗，减小电路复杂度，提高偏置电路的灵活性和电路稳定性。

技术特征：

1.一种低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，包括耐压模块、钳位电路及偏置输出端；

2.如权利要求1所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，首个所述耐压基本单元中nmos管的漏极连接所述耐压模块的输入端，末个所述耐压基本单元中nmos管的体端连接所述耐压模块的输出端。

3.如权利要求1或2所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，所述nmos管为低压型耗尽管，所述第一二极管为齐纳二极管。

4.如权利要求2所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，当前个所述耐压基本单元中nmos管的体端与后一个所述耐压基本单元中nmos管的漏极相连。

5.如权利要求2所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，所述nmos管的长度为10μm-20μm；宽度为220nm-5μm。

6.如权利要求2所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，相邻的所述耐压基本单元之间串联第一电阻。

7.如权利要求1所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，所述钳位电路包括串联的第二二极管和/或mos管和/或第二电阻。

8.如权利要求7所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，所述mos管为二极管连接型。

9.如权利要求1所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，所述耐压模块的输出端与所述钳位电路的输入端之间串联第三电阻。

10.如权利要求1所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路，其特征在于，所述预设数量与所述耐压范围之间的关系为：u＝k×n；其中u为最大电压值，k为常数，n为预设数量且n为大于等于1的整数。

11.一种低功耗耐高压的快响应偏置方法，其特征在于，采用如权利要求1-10中任一项所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路。

12.一种芯片，其特征在于，采用如权利要求1-10中任一项所述的低功耗耐高压的快响应偏置电路。

技术总结本发明涉及一种低功耗耐高压的快响应偏置电路、偏置方法及芯片，包括耐压模块、钳位电路及偏置输出端；所述耐压模块的输出端分别连接所述偏置输出端及所述钳位电路的输入端；所述耐压模块包括预设数量的耐压基本单元，用于调节偏置电路的耐压范围；所述钳位电路用于使所述钳位电路的输入端与所述钳位电路的输出端之间的压差稳定。本发明的偏置输出响应快速，并能合理控制静态功耗，减小电路复杂度，提高偏置电路的灵活性和电路稳定性。技术研发人员：赵克斌,潘兆琳,韩明受保护的技术使用者：芯潮涌半导体（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18