电源检测电路及集成电路芯片的制作方法

1.本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种电源检测电路及集成电路芯片。


背景技术：

2.在现代集成电路技术中，电源检测电路是一种实时监测电源大小的模块，用于实现过压保护，电源模块调度等问题，在现代soc芯片产品中得到了广泛应用。
3.传统的电源检测电路通常是利用比较器对参考电压和电源电压比较后判断电源电压是否达到预设电压值。普通比较器在该种应用情况下，在电源电压较低时容易出现毛刺现象，导致发生误触发，毛刺指的电源检测电路的输出波形中含有时间很短、有规律或无规律的脉冲对电路没有用处或产生其他影响的一种现象。一直以来，结构简单、低功耗、可靠性高的电源检测电路是业界所需要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电源检测电路及集成电路芯片，以解决现有的电源检测电路在电源电压较低时易出现毛刺、导致误触发的问题。
5.为解决上述技术问题，基于本发明的一个方面，本发明提供一种电源检测电路，其包括：
6.反馈取样单元，其一端接入所述电源检测电路的输入端，所述电源检测电路的输入端用于外接电源电压，所述反馈取样单元用于对所述电源电压采样并形成反馈电压；所述反馈取样单元包括电阻组件及为nmos管的第一mos管，所述第一mos管的源极和漏极分别连接在所述电阻组件上，用于通过自身处于导通区或截止区而实现所述电阻组件的阻值改变；
7.开关单元，其包括为pmos管的第二mos管，所述第二mos管的源极接入所述电源检测电路的输入端，漏极接地；
8.比较器单元，所述比较器单元的第一端接入所述电源检测电路的输入端，第二端与所述第二mos管的栅极连接，第三端接地，第四端外接一参考电压，第五端用于接收所述反馈取样单元的反馈电压；
9.反相器单元，其包括第一反相器，所述第一反相器的输入端与所述第二mos管的漏极连接，所述第一反相器的输出端与所述第一mos管的栅极连接；所述反相器单元的输入端为所述第一反相器的输入端，所述反相器单元的输出端被配置为所述电源检测电路的输出端；
10.所述电源检测电路被配置为，基于所述比较器单元检测所述反馈电压大于所述参考电压，驱动所述第二mos管工作在导通区，进而驱动所述第一mos管工作在截止区。
11.可选的，所述开关单元还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端接入所述电源检测电路的输入端，第二端接入所述比较器单元的第二端与所述第二mos管的栅极的连接线路上。
12.可选的，所述开关单元还包括为nmos管的第四mos管，所述第四mos管的漏极与所述第二mos管的漏极连接，所述第四mos管的源极接地，所述第四mos管的栅极外接一偏置电压。
13.可选的，所述反馈取样单元的电阻组件包括第一电阻，所述第一mos管的源极和漏极分别连接在所述第一电阻的两端。
14.可选的，所述反馈取样单元还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻和所述第四电阻依次串联在所述电源检测电路的输入端与所述第一电阻的连接线路上。
15.可选的，所述比较器单元的第三端接入所述第三电阻和第四电阻的连接线路上，以接收所述反馈取样单元形成的反馈电压。
16.可选的，所述反相器单元还包括第二反相器，所述第二反相器的输入端连接所述第一反相器的输入端，所述第二反相器的输出端被配置为所述反相器单元的输出端。
17.可选的，所述反相器单元包括至少一个依次串联的所述第二反相器，所述第二反相器的数量与所述电源检测电路的输出端的期望输出电平相适配。
18.可选的，所述比较器单元包括均为pmos管的第五mos管和第六mos管，均为nmos管的第七mos管、第八mos管和第三mos管；
19.所述第五mos管的源极和所述第六mos管的源极连接，并被配置为所述比较器单元的第一端；
20.所述第七mos管的源极和所述第八mos管的源极共同接入所述第三mos管的漏极，所述第三mos管的栅极外接一偏置电压，所述第三mos管的源极被配置为所述比较器单元的第四端；
21.所述第五mos管的漏极与所述第七mos管的漏极连接；所述第五mos管的栅极与所述第六mos管的栅极连接，并共同接入所述第五mos管的漏极与所述第七mos管的漏极的连接线路上；
22.所述第六mos管的漏极与所述第八mos管的漏极连接，并自二者的漏极的连接线路上引出所述比较器单元的第二端；
23.所述第七mos管的栅极被配置为所述比较器单元的第五端；
24.所述第八mos管的栅极被配置为所述比较器单元的第三端。
25.基于本发明的另一个方面，本发明还提供一种集成电路芯片，其包括如上所述的电源检测电路。
26.综上所述，本发明提供的电源检测电路包括：反馈取样单元，其一端接入电源检测电路的输入端，电源检测电路的输入端用于外接电源电压，反馈取样单元用于对电源电压采样并形成反馈电压；反馈取样单元包括电阻组件及为nmos管的第一mos管，第一mos管的源极和漏极分别连接在电阻组件上，用于通过自身处于导通区或截止区而实现电阻组件的阻值改变；开关单元，其包括为pmos管的第二mos管，第二mos管的源极接入电源检测电路的输入端，漏极接地；比较器单元，比较器单元的第一端接入电源检测电路的输入端，第二端与第二mos管的栅极连接，第三端接地，第四端外接一参考电压，第五端用于接收反馈取样单元的反馈电压；反相器单元，其包括第一反相器，第一反相器的输入端与第二mos管的漏极连接，第一反相器的输出端与第一mos管的栅极连接；反相器单元的输入端为所述第一反相的输入端，所述反相器单元的输出端被配置为电源检测电路的输出端；电源检测电路被
配置为，基于比较器单元检测反馈电压大于参考电压，驱动第二mos管工作在导通区，进而驱动第一mos管工作在截止区。本发明通过反馈电压大于参考电压时，使所述第二mos管导通，进而在第一反相器的作用下使第一mos管截止，可使反馈电压进一步增大，从而调节第二mos管的栅极电位，使电路检测电路的输出电压不会受电源电压抖动，温度突变而产生毛刺，进而保证电路检测电路的输出电压的稳定性以及电源检测电路的鲁棒性。此外，本发明的电源检测电路结构简单，可靠性高，易于实现，适用于工业生产。
附图说明
27.本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
28.图1是本发明一实施例的电源检测电路的示意图；
29.图2是本发明一实施例的电源检测电路的具体电理图。
30.附图中：
31.10
‑
反馈取样单元；20
‑
开关单元；30
‑
比较器单元；31
‑
比较器单元的第一端；32
‑
比较器单元的第二端；33
‑
比较器单元的第三端；34
‑
比较器单元的第四端；35
‑
比较器单元的第五端；40
‑
反相器单元；m1
‑
第一mos管；m2
‑
第二mos管；m3
‑
第三mos管；m4
‑
第四mos管；m5
‑
第五mos管；m6
‑
第六mos管；m7
‑
第七mos管；m8
‑
第八mos管；r1
‑
第一电阻；r2
‑
第二电阻；r3
‑
第三电阻；r4
‑
第四电阻；vref
‑
参考电压；vbias
‑
偏置电压；inv1
‑
第一反相器；inv2
‑
第二反相器。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
33.如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，除非内容另外明确指出外。
34.本发明提供一种电源检测电路及集成电路芯片，以解决现有的电源检测电路在电源电压较低时易出现毛刺、导致误触发的问题。
35.以下请参考附图进行描述。
36.如图1所示，图1是本发明一实施例的电源检测电路的示意图，本实施例提供的电源检测电路包括：反馈取样单元10，其一端接入所述电源检测电路的输入端，所述电源检测电路的输入端用于外接电源电压vdd，所述反馈取样单元10用于对所述电源电压vdd采样并形成反馈电压；所述反馈取样单元10包括电阻组件及为nmos管的第一mos管m1，所述第一mos管m1的源极和漏极分别连接在所述电阻组件上，用于通过自身处于导通区或截止区而
实现所述电阻组件的阻值改变；开关单元20，其包括为pmos管的第二mos管m2，所述第二mos管m2的源极接入所述电源检测电路的输入端，漏极接地；比较器单元30，所述比较器单元30的第一端31接入所述电源检测电路的输入端，第二端32与所述第二mos管m2的栅极连接，第三端33接地，第四端34外接一参考电压vref，第五端35用于接收所述反馈取样单元10的反馈电压；反相器单元40，其包括第一反相器inv1，所述第一反相器inv1的输入端与所述第二mos管m2的漏极连接，所述第一反相器inv1的输出端与所述第一mos管m1的栅极连接；所述反相器单元40的输入端为所述第一反相器inv1的输入端，所述反相器单元40的输出端被配置为所述电源检测电路的输出端vout；所述电源检测电路被配置为，基于所述比较器单元30检测所述反馈电压大于所述参考电压vref，驱动所述第二mos管m2工作在导通区，进而驱动所述第一mos管m1工作在截止区。应可理解的，比较器单元30用于将反馈取样单元10形成的反馈电压与参考电压vref之间的电压偏差放大，从而调整第二mos管m2的栅极电位，实现第二mos管m2的输出电压调节，进而使电源检测电路的输出电压vout稳定；第二mos管m2的漏极输出电压经过第一反相器inv1后由高电平调整为低电平，从而使第一mos管m1工作在截止区。需说明的是，mos管在高电平还是低电平下导通取决于mos管的种类，pmos管的导通电压小于一定值便会导通，即pmos管在低电平下导通；nmos管的导通电压大于一定值便会导通，即nmos管在高电平下导通。如上所述的电源检测电路，通过反馈电压大于参考电压vref时，驱动所述第二mos管m2工作在导通区，进而驱动所述第一mos管m1工作在截止区，可使反馈电压进一步增大，从而使反馈电压与参考电压vref之间的电压偏差更大，从而调节第二mos管m2的栅极电位，使电源检测电路的输出电压vout不会受到电源电压抖动以及温度突变而产生毛刺，进而保证了电源检测电路的输出电压的稳定性以及电源检测电路的鲁棒性。
37.进一步，所述反馈取样单元10的电阻组件包括第一电阻r1，所述第一mos管m1的源极和漏极分别连接在所述第一电阻r1的两端。通过第一mos管m1处于截止区或导通区而实现第一电阻r1是否短路，进而调整电阻组件的阻值。
38.更进一步，所述反馈取样单元10还包括第三电阻r3和第四电阻r4，所述第三电阻r3和所述第四电阻r4依次串联在所述电源检测电路的输入端与所述第一电阻r1的连接线路上。并且所述比较器单元30的第三端接入所述第三电阻r3和第四电阻r4的连接线路上，以接收所述反馈取样单元10形成的反馈电压。应可理解的，第三电阻r3和第四电阻r4以及第一电阻r1形成电阻组件以实时检测电源电压并形成反馈电压给比较器单元30，而第一mos管m1的工作状态决定第一电阻r1的工作状态，从而调整电阻组件的阻值，进而调整反馈电压的值，即第一mos管m1处于截止区，第一电阻r1正常工作，此时电阻组件的阻值增大，反馈电压进一步增大。
39.本实施例中，所述开关单元20还包括第二电阻r2，所述第二电阻r2的第一端接入所述电源检测电路的输入端，第二端接入所述比较器单元30的第二端32与所述第二mos管m2的栅极的连接线路上。如此配置，当电源电压逐渐上升时，反馈电压也会逐渐上升，由于电阻组件直接通过电源检测电路的输入端通入电源电压，第二mos管m2的栅极电位也会逐渐增大，使第二mos管m2工作在截止区，第一反相器inv1的输出电压为低电平，并此时通过第一反相器inv1使第一mos管m1工作在线性区。当电源电压逐渐上升时，反馈电压高于参考电压vref之后，在比较器单元30的作用下，第二mos管m2的栅极电位将迅速降低，此时第二
mos管m2导通，第一反相器inv1的输出电压为高电平，并此时通过第一反相器inv1使第一mos管m1工作在截止区，从而使用电阻组件的阻值(可理解为r1 r3 r4)增大，使反馈电压进一步增大，第二mos管m2工作更稳定，使电路检测电路的输出电压不会受电源电压抖动，温度突变而产生毛刺，进而保证电路检测电路的输出电压的稳定性。
40.优选的，所述开关单元20还包括为nmos管的第四mos管m4，所述第四mos管m4的漏极与所述第二mos管m2的漏极连接，所述第四mos管m4的源极接地，所述第四mos管m4的栅极外接一偏置电压vbias。如此配置，可在第二mos管m2工作在截止区的瞬间，延缓第二mos管m2的漏极输出电压下拉，起到保护电路的作用。
41.优选的，所述反相器单元40还包括第二反相器inv2，所述第二反相器inv2的输入端连接所述第一反相器inv1的输入端，所述第二反相器inv2的输出端被配置为所述反相器单元40的输出端。通过设置第二反相器inv2，可对输出电压的波形进行整形，即起到整流、整桥的作用，使输出电压vout调整为标准电压输出，保证了输出电压的稳定性；此外，第二反相器inv2还可以提高电源检测电路的驱动能力。
42.可选的，所述反相器单元40包括至少一个依次串联的所述第二反相器inv2，所述第二反相器inv2的数量与所述电源检测电路的输出端的期望输出电平相适配。当电源检测电路的输出端的期望输出电平为高电平时，即电源检测电路的输出电压的相位与第二mos管m2的漏极输出电压的相位相同时，可配置奇数个第二反相器inv2(图1中配置一个第二反相器inv2)；当电源检测电路的输出端的期望输出电平为低电平时，即电源检测电路的输出电压的相位与第二mos管m2的漏极输出电压的相位相反时，可配置偶数个第二反相器inv2，本领域技术人员可根据实际情况相应地配置。
43.需说明的，本实施例对于比较器单元30的具体结构不做限制，本领域技术人员可根据实际情况并结合本发明的工作原理相应配置。比如，在一个示范性的实施例中，本实施例配置由五个mos管组成的比较器单元30，mos管容易获取且结构稳定可靠。具体而言，所述比较器单元30包括均为pmos管的第五mos管m5和第六mos管m6，均为nmos管的第七mos管m7、第八mos管m8和第三mos管m3；所述第五mos管m5的源极和所述第六mos管m6的源极连接，并被配置为所述比较器单元30的第一端31；所述第七mos管m7的源极和所述第八mos管m8的源极共同接入所述第三mos管m3的漏极，所述第三mos管m3的栅极外接一偏置电压vbias，所述第三mos管m3的源极被配置为所述比较器单元30的第四端34；所述第五mos管m5的漏极与所述第七mos管m7的漏极连接；所述第五mos管m5的栅极与所述第六mos管m6的栅极连接，并共同接入所述第五mos管m5的漏极与所述第七mos管m7的漏极的连接线路上；所述第六mos管m6的漏极与所述第八mos管m8的漏极连接，并自二者的漏极的连接线路上引出所述比较器单元30的第二端32；所述第七mos管m7的栅极被配置为所述比较器单元30的第五端35；所述第八mos管m8的栅极被配置为所述比较器单元30的第三端33。本实施例中，第四mos管m4的栅极连接的偏置电压和第三mos管m3的栅极连接的偏置电压可以是同一个偏置电压，也可以是不同的偏置电压，本发明对此不限制。
44.以下以本实施上述所列举的具体元件为例，对本实施例所提供的电源检测电路的具体结构和工作原理进行说明，具体而言，请参考图2，图2是本发明一实施例的电源检测电路的具体电理图，所述的电源检测电路包括第一～第八mos管，其中，第一、第三、第四、第七和第八mos管为nmos管，第二、第五和第六mos管是pmos管；第一～第四电阻；第一和第二反
相器。需说明的，以下以“电源正极vdd”表示“接入电源电压”、“电源负极vss”表示“接地”。
45.参见图2，电源检测电路的具体电理结构如下：
46.第七mos管m7的源极、第八mos管m8的源极、第三mos管m3的漏极相互连接于同一个节点；
47.第七mos管m7的栅极与参考电压vref相连，第七mos管m7的漏极、第五mos管m5的栅极及漏极、第六mos管m6的栅极共同连接于第一节点n1；
48.第八mos管m8的漏极、第六mos管m6的漏极、第二mos管m2的栅极、第二电阻r2的一端共同连接于第二节点n2；
49.第三mos管m3的栅极与第四mos管m4的栅极相连；
50.第二mos管m2的漏极、第四mos管m4的漏极、第一反相器inv1的输入端共同连接于第三节点n3；
51.第八mos管m8的栅极、第三电阻r3的一端、第四电阻r4的一端共同连接于第四节点n4；
52.第一mos管m1的漏极、第一电阻r1的一端、第三电阻r3的另外一端共同连接于第五节点n5；
53.第一反相器inv1的输出端、第二反相器inv2的输入端及第一mos管m1的栅极共同连接于第六节点n6；
54.第二反相器inv2的输出端被配置为所述的电源检测电路的输出端vout；
55.第三mos管m3的源极、第四mos管m4的源极、第一电阻r1的另外一端、第一mos管m1的源极与电源负极vss分别连接；
56.第五mos管m5的源极、第六mos管m6的源极、第二电阻r2的另外一端、第二mos管m2的源极、第四电阻r4的另外一端与电源正极vdd分别连接。
57.工作原理如下：
58.当电源电压vdd逐渐上升时，第四节点n4电压逐渐上升，此时由于第二电阻r2与电源相连，第二节点n2电压跟随vdd电压变化，这保证了在低压情况下，第二mos管m2处在截止区，第三节点n3电压处在低电平，vout输出低电平；此时，节点n6电压逐渐上升，第一mos管m1进入线性区。
59.随着电源电压vdd逐渐上升，当第四节点n4电压高于参考电压vref后，第二节点n2电压将迅速下降，第二mos管m2导通，第三节点n3电压变为高电平，vout输出高电平；此时，第六节点n6电压处在低电平，第一mos管m1进入截止区，使得第四节点n4电压变得更高，使vout输出信号不会受电源抖动，温度突变产生毛刺，保证了输出信号的稳定性。
60.基于上述的电源检测电路，本实施例还提供一种集成电路芯片，其包括如上所述的电源检测电路。应说明的是，由于所述的集成电路芯片包括所述的电源检测电路，故所述集成电路芯片也具有所述电源检测电路所带来的有益效果，本实施例对于集成电路芯片的工作原理及其他结构不再详细地说明，本领域技术人员可根据现有技术获悉。
61.综上所述，本发明提供的电源检测电路包括：反馈取样单元，其一端接入电源检测电路的输入端，电源检测电路的输入端用于外接电源电压，反馈取样单元用于对电源电压采样并形成反馈电压；反馈取样单元包括电阻组件及为nmos管的第一mos管，第一mos管的源极和漏极分别连接在电阻组件上，用于通过自身处于导通区或截止区而实现电阻组件的
阻值改变；开关单元，其包括为pmos管的第二mos管，第二mos管的源极接入电源检测电路的输入端，漏极接地；比较器单元，比较器单元的第一端接入电源检测电路的输入端，第二端与第二mos管的栅极连接，第三端接地，第四端外接一参考电压，第五端用于接收反馈取样单元的反馈电压；反相器单元，其包括第一反相器，第一反相器的输入端与第二mos管的漏极连接，第一反相器的输出端与第一mos管的栅极连接；反相器单元的输入端为所述第一反相的输入端，所述反相器单元的输出端被配置为电源检测电路的输出端；电源检测电路被配置为，基于比较器单元检测反馈电压大于参考电压，驱动第二mos管工作在导通区，进而驱动第一mos管工作在截止区。本发明通过反馈电压大于参考电压时，使所述第二mos管导通，进而在第一反相器的作用下使第一mos管截止，可使反馈电压进一步增大，从而调节第二mos管的栅极电位，使电路检测电路的输出电压不会受电源电压抖动，温度突变而产生毛刺，进而保证电路检测电路的输出电压的稳定性以及电源检测电路的鲁棒性。此外，本发明的电源检测电路结构简单，可靠性高，易于实现，适用于工业生产。
62.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。