應用于芯片內(nèi)的分壓電路的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電路設計領域，尤其涉及應用于芯片內(nèi)的新型的分壓電路。
【【背景技術】】
[0002]通常集成電路中采用電阻串聯(lián)，構成電壓分壓電路，如圖1所示。所述分壓電路包括串聯(lián)于輸入電源電壓端VIN和接地端的第一電阻R1和第二電阻R2，但是其消耗的芯片面積較大，即導致生產(chǎn)成本較高。此外，有些工藝中提供高阻值多晶硅電阻選項，雖然與普通的多晶硅電阻相比，面積有所減小，但是還需要額外的光刻步驟，也會增加成本，原因是集成電路成本一般正比于光刻步驟。近年來，特別隨著便攜式設備流行，它們大多數(shù)以鋰電池供電，低功耗設計變得越來越重要。功耗越低，可以延長鋰電池待機時間。這樣需要采用分壓電路設計的情況，希望分壓電路消耗的功耗很低。對圖1的電阻分壓而言，希望其功耗低，則需要很大的電阻值，進一步需要很大的芯片面積。
[0003]因為，有必要提出一種改進的方案來克服上述問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應用于芯片內(nèi)的分壓電路，其不采用電阻串聯(lián)的方式進行分壓，其無需額外的光刻步驟、占用芯片面積較小，功耗較低。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種，應用于芯片內(nèi)的分壓電路，其包括:串聯(lián)于輸入電源電壓端和接地端的第一分壓單元和第二分壓單元，第一分壓單元和第二分壓單元的中間連接節(jié)點作為分壓輸出端。每個分壓單元至少包括一個分壓基本器件，所述分壓基本器件包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的源極與第二晶體管的柵極相連，第二晶體管的源極與第一晶體管的柵極相連，第一晶體管的漏極與第二晶體管的漏極相連，第一晶體管的源極為所述分壓基本器件的第一連接端，第二晶體管的源極為所述分壓基本器件的第二連接端，電流從所述分壓基本器件的第一連接端流動至所述分壓基本器件的第二連接端Ο
[0006]進一步的，所述分壓基本器件的第一晶體管和第二晶體管的襯體端與其源極相連。
[0007]進一步的，每個分壓單元包括多個并聯(lián)或串聯(lián)的分壓基本器件。
[0008]進一步的，第一晶體管為PM0S晶體管，第二晶體管為NM0S晶體管。
[0009]進一步的，所述分壓基本器件的第一晶體管的尺寸等于第二晶體管的尺寸。
[0010]進一步的，第一晶體管的長度為200微米，寬度為0.6微米。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中的分壓電路中采用新型的分壓基本器件進行分壓，該分壓基本器件包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的源極與第二晶體管的柵極相連，第二晶體管的源極與第一晶體管的柵極相連，第一晶體管的漏極與第二晶體管的漏極相連，第一晶體管的源極為該分壓基本器件的第一連接端，第二晶體管的源極為該分壓基本器件的第二連接端，電流從該分壓基本器件的第一連接端流動至該分壓基本器件的第二連接端。本發(fā)明中的分壓方案具有如下優(yōu)點:無需額外的光刻步驟、占用芯片面積較小，功耗較低。
【【附圖說明】】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0013]圖1為現(xiàn)有技術中的分壓電路的電路示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中的分壓電路在一個實施例中的電路示意圖；
[0015]圖3為圖2中的分壓電路在仿真器中得到的電流消耗波形和輸出電壓波形的示意圖。
【【具體實施方式】】
[0016]本發(fā)明的詳細描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來直接或間接地模擬本發(fā)明技術方案的運作。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來的描述中陳述了很多特定細節(jié)。而在沒有這些特定細節(jié)時，本發(fā)明則可能仍可實現(xiàn)。所屬領域內(nèi)的技術人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領域內(nèi)的其他技術人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話說，為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的方法和程序已經(jīng)容易理解，因此它們并未被詳細描述。
[0017]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0018]圖2為本發(fā)明中的分壓電路在一個實施例中的電路示意圖，其中該分壓電路應用于芯片中。所述分壓電路包括串聯(lián)于輸入電源電壓端VIN和接地端的第一分壓單元210和第二分壓單元220。第一分壓單元210和第二分壓單元220的中間連接節(jié)點作為分壓輸出端V0。
[0019]在圖2中，第一分壓單兀210包括一個分壓基本器件，第二分壓單兀220也包括一個分壓基本器件。每個分壓基本器件包括第一晶體管和第二晶體管，其中第一分壓單元210中的第一晶體管為PM0S晶體管MP2、第二晶體管為NM0S晶體管MN2，第二分壓單元220中的第一晶體管為PM0S晶體管MP1、第二晶體管為NM0S晶體管MN1。第一晶體管的源極與第二晶體管的柵極相連，第二晶體管的源極與第一晶體管的柵極相連，第一晶體管的漏極與第二晶體管的漏極相連。第一晶體管的源極為該分壓基本器件的第一連接端(或稱之為正連接端)，第二晶體管的源極為該分壓基本器件的第二連接端(或稱之為負連接端)，電流從該分壓基本器件的第一連接端流動至該分壓基本器件的第二連接端，也就是說，該分壓基本器件的第一連接端連接的電壓應該高于該分壓基本器件的第二連接端所連接的電壓。所述分壓基本器件的第一晶體管和第二晶體管的襯體端與其源極相連。
[0020]圖2給出的分壓電路的分壓比例為1 /2，即VO = VIN* 1 /2，其中V0也表示輸出電壓，VIN也表不輸入電壓。
[0021]所述分壓基本器件的第一晶體管的尺寸等于第二晶體管的尺寸。
[0022]圖3為圖2中的分壓電路在仿真器中得到的電流消耗波形和輸出電壓波形的示意圖。波形圖310是分壓電路的電流消耗波形(即其值由縱坐標所示)，波形圖320是輸出電壓V0的波形(即其值由縱坐標所示)，橫坐標是輸入電壓VIN。從波形圖320可以看出輸出電壓V0等于輸入電壓VIN的1/2。波形圖310顯示，當輸入電壓VIN等于5V時，分壓電路的消耗電流為70.04ηΑ。
[0023]設計所需的第二晶體管ΜΝ1的長度為200微米，寬度為0.6微米，第二晶體管ΜΝ2的長度為200微米，寬度為0.6微米，第一晶體管ΜΡ1的長度為200微米，寬度為0.6微米，第一晶體管ΜΡ2的長度為200微米，寬度為0.6微米，即所需的器件總長度為200微米+200微米+200微米+200微米= 800微米。如果要實現(xiàn)70.04ηΑ的電流消耗，則需要電阻值為5V/70.04ηΑ =71.39Μ歐姆。如果以高阻值多晶硅電阻實現(xiàn)，對于0.6微米工藝，方塊阻值為1Κ歐姆每方塊，則需要71.39Μ歐姆/(1Κ歐姆/方塊)=71390方塊。需要的總長度為71390方塊*0.6微米=42834微米。此值大于采用本發(fā)明中的800微米，因此需要占用更多芯片面積。如果節(jié)省光刻步驟，采用常規(guī)的柵極材料形成的低阻值多晶硅電阻，則需要更多芯片面積。常規(guī)的柵極材料形成的低阻值多晶硅電阻的方塊阻值一般為10歐姆/方塊?50歐姆/方塊，遠小于高阻值多晶硅電阻的方塊阻值。
[0024]在其他的實施例中，可以將多個分壓基本器件進行并聯(lián)和/或串聯(lián)形成第一分壓單元210或第二分壓單元220，從而實現(xiàn)1/3，1/4，1/5等各種分壓比例。比如，可以將兩個分壓基本器件串聯(lián)在一起形成第二分壓單元220，此時輸出電壓V0就是輸入電壓VIN的1/3。
[0025]本發(fā)明中的“連接”、“相連”或“相接”等表示電性連接的詞語都表示電性的間接或直接連接。上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的【具體實施方式】。需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本發(fā)明的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權利要求書的范圍。相應地，本發(fā)明的權利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實施方式】。
【主權項】
1.一種應用于芯片內(nèi)的分壓電路，其特征在于，其包括: 串聯(lián)于輸入電源電壓端和接地端的第一分壓單元和第二分壓單元， 第一分壓單元和第二分壓單元的中間連接節(jié)點作為分壓輸出端， 每個分壓單元至少包括一個分壓基本器件，所述分壓基本器件包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的源極與第二晶體管的柵極相連，第二晶體管的源極與第一晶體管的柵極相連，第一晶體管的漏極與第二晶體管的漏極相連，第一晶體管的源極為所述分壓基本器件的第一連接端，第二晶體管的源極為所述分壓基本器件的第二連接端，電流從所述分壓基本器件的第一連接端流動至所述分壓基本器件的第二連接端。2.根據(jù)權利要求1所述的分壓電路，其特征在于:所述分壓基本器件的第一晶體管和第二晶體管的襯體端與其源極相連。3.根據(jù)權利要求1所述的分壓電路，其特征在于:每個分壓單元包括多個并聯(lián)或串聯(lián)的分壓基本器件。4.根據(jù)權利要求1所述的分壓電路，其特征在于:第一晶體管為PMOS晶體管，第二晶體管為NMOS晶體管。5.根據(jù)權利要求1所述的分壓電路，其特征在于:所述分壓基本器件的第一晶體管的尺寸等于第二晶體管的尺寸。6.根據(jù)權利要求5所述的分壓電路，其特征在于:第一晶體管的長度為200微米，寬度為.0.6微米。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于芯片內(nèi)的分壓電路，其包括：串聯(lián)于輸入電源電壓端和接地端的第一分壓單元和第二分壓單元，第一分壓單元和第二分壓單元的中間連接節(jié)點作為分壓輸出端，每個分壓單元至少包括一個分壓基本器件，分壓基本器件包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的源極與第二晶體管的柵極相連，第二晶體管的源極與第一晶體管的柵極相連，第一晶體管的漏極與第二晶體管的漏極相連，第一晶體管的源極為分壓基本器件的第一連接端，第二晶體管的源極為分壓基本器件的第二連接端，電流從分壓基本器件的第一連接端流動至分壓基本器件的第二連接端。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明不采用電阻串聯(lián)的方式進行分壓，占用芯片面積較小，功耗較低。
【IPC分類】G05F1/56
【公開號】CN105446406
【申請?zhí)枴緾N201510884489
【發(fā)明人】王釗
【申請人】無錫中感微電子股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月4日