CN107453741A - Mos管驱动电路 - Google Patents

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刘程斌
王永进
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Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Spreadtrum Communications Inc
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Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
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    • H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/102—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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Abstract

本发明提供一种MOS管驱动电路。所述MOS管驱动电路包括电荷泵，所述电荷泵的输出端连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的漏极电压为第一电压，源极电压为第二电压，所述电荷泵的第一输入端为电压源，第二输入端为所述第二电压。本发明能够在满足驱动电压需求的同时满足耐压要求，同时使得MOS管的面积比较小。

Description

MOS管驱动电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种MOS管驱动电路。
背景技术
在集成电路的电子器件中，MOS管有两种类型，一类是NMOS管，另一类是PMOS管。以NMOS管为例，若栅极和源极之间的电压大于等于阈值电压，则NMOS管就导通，若栅极和源极之间的电压小于阈值电压，则NMOS管就断开，利用MOS管这种导通和断开的特性，可将MOS管用于开关。为了使NMOS管导通，NMOS管的栅极端的电位至少要比源极端的电位高一个开启电压阈值。如果要求的负载电流较大，压降幅度较小，那么就必须另外增加升压电路，以提高NMOS的栅极电位，例如可以采用电荷泵进行升压。电荷泵一般有1倍升压、1.5倍升压和2倍升压的输出方式。
图1为现有技术一的NMOS管的升压电路，NMOS管的漏极电压为VIN1，源极电压为VIN2，电荷泵为2倍电荷泵，电荷泵的输入端为VIN1，同时电荷泵具有使能输入端EN_CP，在实际应用中，VIN1的输入电压能到7.2V，采用2倍电荷泵升压后，电荷泵的输出电压为14.4V，当NMOS管导通后，VIN2的电源与VIN1的电压保持一致为7.2V，则NMOS管的VGS的电压为7.2V，不符合工艺中VGS<5V的约束。
图2为现有技术二的NMOS管的升压电路，NMOS管的漏极电压为VIN1，源极电压为VIN2，电荷泵为2倍电荷泵，电荷泵的输入端为5V电压源LDO5V，同时电荷泵具有使能输入端EN_CP，在实际应用中，VIN1的输入电压能到7.2V，采用2倍电荷泵升压后，电荷泵的输出电压为10V，当NMOS管导通后，VIN2的电源与VIN1的电压保持一致为7.2V，则NMOS管的VGS的电压为2.8V，能够满足工艺中VGS<5V的耐压要求。但是当VGS的电压为2.8V时，NMOS管的内阻比较大，就使得NMOS的尺寸面积做的比较大。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：
对于NMOS管，当漏极为高电压的情况下，采用现有技术一中的电荷泵进行升压时，不能满足耐压要求，采用现有技术二中的电荷泵进行升压时，NMOS管的面积做的比较大。
发明内容
本发明提供的一种MOS管驱动电路，能够在满足驱动电压需求的同时满足耐压要求，同时使得MOS管的面积比较小。
本发明提供一种MOS管驱动电路，所述MOS管驱动电路包括电荷泵，所述电荷泵的输出端连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的漏极电压为第一电压，源极电压为第二电压，所述电荷泵的第一输入端为电压源，第二输入端为所述第二电压。
可选地，所述电荷泵的输出电压为所述电压源电压与所述第二电压之和。
可选地，所述电压源电压为5V。
可选地，所述第一电压为7.2V。
可选地，所述电荷泵为2倍电荷泵。
可选地，所述电荷泵设置有一使能端，当所述使能端为高电平时，所述电荷泵工作。
可选地，所述MOS管的栅极电压为电压源电压与所述第二电压之和，所述MOS管的栅、源极电压VGS为5V。
本发明实施例提供的MOS管驱动电路，采用电荷泵对MOS管进行升压，电荷泵的输入端为一5V电压源及源极电压，使得MOS管的VGS保持为5V，从而能够在满足驱动电压需求的同时满足耐压要求，同时使得MOS管的面积比较小。
附图说明
图1为现有技术一为MOS管升压的电路结构示意图；
图2为现有技术二为MOS管升压的电路结构示意图；
图3为本发明实施例为MOS管升压的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种MOS管驱动电路，如图3所示，所述MOS管驱动电路包括电荷泵，所述电荷泵的输出端连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的漏极电压为第一电压，源极电压为第二电压，所述电荷泵的第一输入端为电压源，第二输入端为所述第二电压。
本发明实施例提供的MOS管驱动电路，采用电荷泵对MOS管进行升压，电荷泵的输入端为一5V电压源及源极电压，使得MOS管的VGS保持为5V，从而能够在满足驱动电压需求的同时满足耐压要求，同时使得MOS管的面积比较小。
可选地，所述电荷泵的输出电压为所述电压源电压与所述第二电压之和。
可选地，所述电压源电压为5V。
可选地，所述第一电压为7.2V。
可选地，所述电荷泵为2倍电荷泵。
可选地，所述电荷泵设置有一使能端，当所述使能端为高电平时，所述电荷泵工作。
可选地，所述MOS管的栅极电压为电压源电压与所述第二电压之和，所述MOS管的栅、源极电压VGS为5V。
具体地，本发明技术方案用2倍电荷泵架构来实现，将输入端电压设置为一稳压器电压LDO5V和VIN2。工作原理如下，电路刚开始启动时，VIN2＝0V，电荷泵的输出电压则为LDO5V+0V，此时NMOS是导通的，会把VIN1传递过去，使得VIN2逐渐增大，VIN2增加的同时，电荷泵的输出电压也升高，比VIN2恒定高一个LDO5V的电压，最终VIN2约等于VIN1，电荷泵的输出电压LDO5V+VIN2，使得VGS保持为5V，MOS管的面积比较小。这样的架构满足驱动能力要求的同时，又解决了高压耐压问题，同时MOS管的面积比较小。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种MOS管驱动电路，其特征在于，所述MOS管驱动电路包括电荷泵，所述电荷泵的输出端连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的漏极电压为第一电压，源极电压为第二电压，所述电荷泵的第一输入端为电压源，第二输入端为所述第二电压。
2.根据权利要求1所述的MOS管驱动电路，其特征在于，所述电荷泵的输出电压为所述电压源电压与所述第二电压之和。
3.根据权利要求2所述的MOS管驱动电路，其特征在于，所述电压源电压为5V。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的MOS管驱动电路，其特征在于，所述第一电压为7.2V。
5.根据权利要求4所述的MOS管驱动电路，其特征在于，所述电荷泵为2倍电荷泵。
6.根据权利要求5所述的MOS管驱动电路，其特征在于，所述电荷泵设置有一使能端，当所述使能端为高电平时，所述电荷泵工作。
7.根据权利要求6所述的MOS管驱动电路，其特征在于，所述MOS管的栅极电压为电压源电压与所述第二电压之和，所述MOS管的栅、源极电压VGS为5V。
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