本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柵極驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)電路一般采用如圖1所示的變頻器架構(gòu)，由上方的PMOS管MP1′和下方的NMOS管MN1′構(gòu)成。在該電路中，MP1′和MN1′均必須耐壓VPP-VNN的電壓差范圍。也就是說(shuō)，如果電源VPP與地VNN之間的電壓差是10V，則選用的器件MP1′和MN1′也必須選擇耐壓10V的器件。然而，眾所周知耐壓越高的器件，面積越大，成本越高，在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，制程的選擇越來(lái)越少的環(huán)境下，利用低壓器件來(lái)完成相對(duì)高壓制程的電路設(shè)計(jì)，是目前集成電路設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其能夠利用低壓器件來(lái)完成相對(duì)高壓制程的柵極驅(qū)動(dòng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種柵極驅(qū)動(dòng)電路，包括：

一反相器，其輸入端連接一信號(hào)輸入端；

一第一PMOS管，其柵極連接所述反相器的輸入端，源極和基極連接一正電壓端；

一第二PMOS管，其柵極連接所述反相器的輸出端，源極和基極連接所述正電壓端；

一第三PMOS管，其柵極連接所述反相器的輸入端，源極和基極連接所述正電壓端；

一電壓峰值控制模塊，其第一電流輸入端連接所述第一PMOS管的漏極，第二電流輸入端連接所述第二PMOS管的漏極，第三電流輸入端連接所述第三PMOS管的漏極，第一電壓輸入端連接一第一調(diào)控電壓端，第二電壓輸入端連接一第二調(diào)控電壓端；

一第一電流鏡，其電流輸入端連接所述電壓峰值控制模塊的第一輸出端，電流輸出端連接所述電壓峰值控制模塊的第三輸出端，電壓輸入端連接一負(fù)電壓端；

一第二電流鏡，其電流輸入端連接所述電壓峰值控制模塊的第二輸出端，電流輸出端連接所述電壓峰值控制模塊的第三輸出端，電壓輸入端連接所述負(fù)電壓端；以及

一第九NMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第三輸出端，源極和背柵連接所述負(fù)電壓端，漏極連接所述電壓峰值控制模塊的第四輸出端以及一信號(hào)輸出端。

進(jìn)一步地，該電路還包括：一電容，其連接在所述反相器的輸入端與所述第一PMOS管的柵極之間；以及一電阻，其連接在所述第一PMOS管的柵極與所述正電壓端之間。

進(jìn)一步地，所述電壓峰值控制模塊包括：

一小電流產(chǎn)生模塊，其第一輸出端連接所述電壓峰值控制模塊的第一電流輸入端，第三輸出端連接所述電壓峰值控制模塊的第二電流輸入端，第四輸出端連接所述電壓峰值控制模塊的第三電流輸入端；

一第四PMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第一電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第一電流輸入端；

一第五PMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第一電壓輸入端，源極和基極連接所述小電流產(chǎn)生模塊的第二輸出端；

一第六PMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第一電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第二電流輸入端；

一第六PMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第一電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第三電流輸入端；

一第七PMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第一電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第四電流輸入端；

一第一NMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第二電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第一輸出端，漏極連接所述第四PMOS管的漏極；

一第二NMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第二電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第二輸出端，漏極連接所述第五PMOS管的漏極；

一第三NMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第二電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第三輸出端，漏極連接所述第六PMOS管的漏極；以及

一第四NMOS管，其柵極連接所述電壓峰值控制模塊的第二電壓輸入端，源極和基極連接所述電壓峰值控制模塊的第四輸出端，漏極連接所述第七PMOS管的漏極。

進(jìn)一步地，所述小電流產(chǎn)生模塊包括：

一第十PMOS管，其源極和基極連接所述正電壓端，漏極連接一電流端；

第十一PMOS管，其源極和基極連接所述正電壓端，漏極連接所述小電流產(chǎn)生模塊的第一輸出端，柵極連接所述第十PMOS管的柵極；

第十二PMOS管，其源極和基極連接所述正電壓端，漏極連接所述小電流產(chǎn)生模塊的第二輸出端，柵極連接所述第十PMOS管的柵極；

第十三PMOS管，其源極和基極連接所述正電壓端，漏極連接所述小電流產(chǎn)生模塊的第三輸出端，柵極連接所述第十PMOS管的柵極；以及

第十四PMOS管，其源極和基極連接所述正電壓端，漏極連接所述小電流產(chǎn)生模塊的第四輸出端，柵極連接所述第十PMOS管的柵極。

進(jìn)一步地，所述第一電流鏡包括：

一第五NMOS管，其漏極和柵極連接所述第一電流鏡的電流輸入端，源極和基極連接所述第一電流鏡的電壓輸入端；以及

一第六NMOS管，其漏極連接所述第一電流鏡的電流輸出端，柵極連接所述第一電流鏡的電流輸入端，源極和基極連接所述第一電流鏡的電壓輸入端。

進(jìn)一步地，所述第二電流鏡包括：

一第七NMOS管，其漏極和柵極連接所述第二電流鏡的電流輸入端，源極和基極連接所述第二電流鏡的電壓輸入端；以及

一第八NMOS管，其漏極連接所述第二電流鏡的電流輸出端，柵極連接所述第二電流鏡的電流輸入端，源極和基極連接所述第二電流鏡的電壓輸入端。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：通過(guò)電壓峰值控制模塊可以控制電路中所有MOS管的漏源電壓的最大值均不會(huì)超過(guò)崩潰電壓，因此，即使正電壓端與負(fù)電壓端之間的壓差較大，本實(shí)用新型的電路中MOS管均可以采用耐低壓器件實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)，本實(shí)用新型能夠利用低壓器件來(lái)完成相對(duì)高壓制程的電路設(shè)計(jì)，減小了面積，節(jié)省了成本，同時(shí)，較小的器件，寄生電容阻也較小，容易驅(qū)動(dòng)，速度較快。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的柵極驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；

圖2為本實(shí)用新型的柵極驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型中小電流產(chǎn)生模塊的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為使進(jìn)一步深入了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段與特征，謹(jǐn)配合附圖再予舉例進(jìn)一步具體說(shuō)明于后：

本實(shí)用新型的柵極驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示，包括反相器IVN、電容C1、電阻R1、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、電壓峰值控制模塊1、第一電流鏡2、第二電流鏡3和第九NMOS管MN9。其中，反相器INV的輸入端連接一信號(hào)輸入端，接收入一輸入信號(hào)IN；電容C1連接在反相器INV的輸入端與第一PMOS管PM1的柵極之間；電阻R1連接在第一PMOS管MP1的柵極與正電壓端VPP之間；第一PMOS管MP1的源極和基極連接正電壓端VPP；第二PMOS管MP2的柵極連接反相器INV的輸出端，源極和基極連接正電壓端VPP；第三PMOS管MP3的柵極連接反相器INV的輸入端，源極和基極連接正電壓端VPP；電壓峰值控制模塊1的第一電流輸入端連接第一PMOS管MP1的漏極，第二電流輸入端連接第二PMOS管MP2的漏極，第三電流輸入端連接第三PMOS管MP3的漏極，第一電壓輸入端連接一第一調(diào)控電壓端，以接收一調(diào)控電壓VA，第二電壓輸入端連接一第二調(diào)控電壓端，以接收一調(diào)控電壓VB；第一電流鏡2的電流輸入端連接電壓峰值控制模塊1的第一輸出端，電流輸出端連接電壓峰值控制模塊1的第三輸出端，電壓輸入端連接一負(fù)電壓端VNN；第二電流鏡2的電流輸入端連接電壓峰值控制模塊1的第二輸出端，電流輸出端連接電壓峰值控制模塊1的第三輸出端，電壓輸入端連接負(fù)電壓端VNN；第九NMOS管MN9的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第三輸出端，源極和背柵連接負(fù)電壓端VNN，漏極連接電壓峰值控制模塊1的第四輸出端以及一信號(hào)輸出端，以輸出一信號(hào)OUT。

在本實(shí)施例中，R1、C1和MP1組成瞬間電流產(chǎn)生模塊，其功能是加速電信號(hào)的傳遞，節(jié)省工作切換時(shí)所消耗的電流。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)IN信號(hào)從高到低時(shí)，電容C1的負(fù)端會(huì)被瞬間拉低，于是MP1處于全開(kāi)狀態(tài)，即可供應(yīng)電流，MP1的柵極端因?yàn)橥ㄟ^(guò)拉高電阻R接至VPP，所以MP1的柵極端最后會(huì)被拉至VPP，從而使得MP1關(guān)閉，其中MP1的柵極端被拉到VPP的時(shí)間可通過(guò)R、C的值進(jìn)行調(diào)節(jié)。換句話說(shuō)，當(dāng)IN信號(hào)從高到低時(shí)，MP1會(huì)被瞬間打開(kāi)，但經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間又會(huì)關(guān)閉，所以MP1只會(huì)產(chǎn)生瞬間的電流，之后取而代之的是通過(guò)后面的小電流產(chǎn)生模塊供電。

上述電壓峰值控制模塊的功能是通過(guò)調(diào)節(jié)VA、VB的電壓，使整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路中的MOS管耐壓均不超過(guò)電壓崩潰點(diǎn)，在圖2所示的實(shí)施例中，其包括小電流產(chǎn)生模塊、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3以及第四NMOS管MN4。其中，小電流產(chǎn)生模塊的第一輸出端連接電壓峰值控制模塊1的第一電流輸入端，第三輸出端連接電壓峰值控制模塊1的第二電流輸入端，第四輸出端連接電壓峰值控制模塊1的第三電流輸入端。第四PMOS管MP4的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第一電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第一電流輸入端；第五PMOS管MP5的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第一電壓輸入端，源極和基極連接小電流產(chǎn)生模塊的第二輸出端；第六PMOS管MP6的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第一電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第二電流輸入端；第七PMOS管MP7的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第一電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第四電流輸入端；第一NMOS管MN1的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第二電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第一輸出端，漏極連接第四PMOS管MP4的漏極；第二NMOS管MN2的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第二電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第二輸出端，漏極連接第五PMOS管MP5的漏極；第三NMOS管MN3的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第二電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第三輸出端，漏極連接第六PMOS管MP6的漏極；第四NMOS管MP4的柵極連接電壓峰值控制模塊1的第二電壓輸入端，源極和基極連接電壓峰值控制模塊1的第四輸出端，漏極連接第七PMOS管MP7的漏極。

其中，電壓峰值控制模塊1的工作原理如下：通過(guò)VA可以分別使MP4、MP5、MP6和MP7的源/基極電壓最低固定在VA+VTH(VTH指對(duì)應(yīng)MOS管的開(kāi)啟電壓)，從而避免MP1、MP2、MP3的Vds達(dá)到太大的壓差以至于超過(guò)其崩潰電壓。通過(guò)VB可以分別使MN1、MN2、MN3和MN4的源/基極電壓最高固定在VB-VTH(VTH指對(duì)應(yīng)MOS管的開(kāi)啟電壓)，從而避免MN5、MN6、MN7、MN8、MN9的Vds達(dá)到太大的壓差以至于超過(guò)其崩潰電壓，而且，OUT最高電位即為VB-VTH，通過(guò)控制該電壓的最大值，可便于選擇OUT所驅(qū)動(dòng)的MOS管的規(guī)格。其中，VA、VB的值根據(jù)下面的四個(gè)條件設(shè)定，以確保全體MOS管均不會(huì)超過(guò)崩潰電壓：

(1)MP1的Vds最大為VPP-(VA+VTH)；

(2)MP4的Vds最大為VPP-(VB-VTH_MN1+Vds_MN1)或(VA+VTH)-Vds_MN1-VTH_MN5-VNN；

(3)MN1的Vds最大為VPP-Vds_MP4-(VB-VTH_MN1)或VA+VTH_MP4-Vds_MP4-VTH_MN5-VNN；

(4)MN5的Vds最大為VB-VTH_MN1-VNN。

上述小電流產(chǎn)生模塊如圖3所示，包括：第十、十一、十二、十三和十四PMOS管MP10、MP11、MP12、MP13、MP14。其中，第十PMOS管MP10的源極和基極連接正電壓端VPP，漏極連接一電流端，以接收一電流輸入信號(hào)Iin；第十一PMOS管MP11的源極和基極連接正電壓端VPP，漏極連接小電流產(chǎn)生模塊的第一輸出端，柵極連接第十PMOS管MP10的柵極；第十二PMOS管MP12的源極和基極連接正電壓端VPP，漏極連接小電流產(chǎn)生模塊的第二輸出端，柵極連接第十PMOS管MP10的柵極；第十三PMOS管MP13的源極和基極連接正電壓端VPP，漏極連接小電流產(chǎn)生模塊的第三輸出端，柵極連接第十PMOS管MP10的柵極；第十四PMOS管MP14的源極和基極連接正電壓端VPP，漏極連接小電流產(chǎn)生模塊的第四輸出端，柵極連接第十PMOS管MP10的柵極。本實(shí)施例中的小電流產(chǎn)生模塊實(shí)質(zhì)是一個(gè)提供固定小電流的電流鏡電路，其功能是用最少的電流使整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路能夠正常工作。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路一直在工作時(shí)，其每個(gè)MOS管的端點(diǎn)電壓都控制在預(yù)期的固定范圍，這樣可以掌握整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路中是否有MOS管超過(guò)崩潰電壓使用，并且使整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路在小電流下維持操作，等IN信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路可以立即反應(yīng)，而無(wú)需先關(guān)閉，再重新啟動(dòng)。

再次參閱圖2，前述第一電流鏡2由第五和第六NMOS管MN5、MN6構(gòu)成，其中，第五NMOS管MN5的漏極和柵極連接第一電流鏡2的電流輸入端，源極和基極連接第一電流鏡2的電壓輸入端；第六NMOS管MN6的漏極連接第一電流鏡2的電流輸出端，柵極連接第一電流鏡2的電流輸入端，源極和基極連接第一電流鏡2的電壓輸入端。第二電流鏡3由第七和第八NMOS管MN7、MN8構(gòu)成，其中，第七NMOS管MN7的漏極和柵極連接第二電流鏡3的電流輸入端，源極和基極連接第二電流鏡3的電壓輸入端；第八NMOS管MN8的漏極連接第二電流鏡3的電流輸出端，柵極連接第二電流鏡3的電流輸入端，源極和基極連接第二電流鏡的電壓輸入端。

本實(shí)用新型的工作原理如下：當(dāng)IN信號(hào)為高時(shí)，MP1關(guān)閉，MP3關(guān)閉，MP2打開(kāi)且其電流遠(yuǎn)大于MN8的電流，此時(shí)MN9的柵極電壓為高，則OUT信號(hào)為低；當(dāng)IN信號(hào)為低時(shí)，MP2關(guān)閉，MN8可以將MN9的柵極電壓拉低，導(dǎo)致MN9關(guān)閉，則此時(shí)由于MP3打開(kāi)，所以O(shè)UT信號(hào)為高，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后續(xù)電路的驅(qū)動(dòng)。其中，本實(shí)用新型通過(guò)電壓峰值控制模塊可以控制電路中所有MOS管的漏源電壓的最大值不會(huì)超過(guò)崩潰電壓，因此，即使正電壓端VPP與負(fù)電壓端VNN之間的壓差較大，本電路中所有MOS管均可以采用耐低壓器件實(shí)現(xiàn)。

以上所述的，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本實(shí)用新型申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本實(shí)用新型專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本實(shí)用新型未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。