一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115756079A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211316544.X(22)申请日2022.10.26(71)申请人南京博芯电子技术有限公司地址210000江苏省南京市江宁区麒麟天骄路100号侨梦苑9号楼6层(72)发明人王镇杨淼周俊豪(74)专利代理机构南京智造力知识产权代理有限公司32382专利代理师徐波(51)Int.Cl.G05F3/26(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法(57)摘要一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法，启动电路包括：第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，第四MOS管，第五MOS管和电容；偏置电路进入正常工作状态后，衬偏效应使得第五MOS管阈值电压增大引起第五MOS管截止，同时，第三MOS管的栅极电压增大使得第三MOS管从饱和区转换到亚阈值区，第三MOS管截止，启动电路关闭。启动电路工作总电流在nA级别，通过双支路可靠关断实现启动电路关闭，启动电路的总电流降至pA级别，静态实现零电流，最终实现零功耗；本发明提出的双关断的零功耗启动电路的电路结构简单，易于集成，特别适用于逻辑开关和存储器等的大规模集成电路。CN115756079ACN115756079A权利要求书1/2页1.一种双关断的零功耗启动电路，启动电路用于使偏置电路摆脱零点进入正常工作状态；其特征在于：启动电路包括：第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，第四MOS管，第五MOS管，电容；其中，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均栅漏短接为MOSDiode结构；第一MOS管的源极和衬底均连接供电电压VDD，第一MOS管的漏极连接第二MOS管的漏极；第二MOS管的源极连接第三MOS管的源极和第五MOS管的栅极，第二MOS管的衬底接地；第三MOS管的栅极连接第五MOS管的源极，第三MOS管的漏极连接第四MOS管的漏极，第三MOS管的衬底连接第五MOS管的栅极；第四MOS管的源极接地，第四MOS管的衬底接地；第五MOS管的源极连接电容的一端，第五MOS管的衬底接地；电容的另一端接地；偏置电路进入正常工作状态后，衬偏效应使得第五MOS管阈值电压增大引起第五MOS管截止，同时，第三MOS管的栅极电压增大使得第三MOS管从饱和区转换到亚阈值区，第三MOS管截止，启动电路关闭。2.根据权利要求1所述的双关断的零功耗启动电路，其特征在于：偏置电路包括：第六MOS管，第七MOS管，第八MOS管，第九MOS管，第十MOS管，第十一MOS管，第一电阻，第二电阻；第六MOS管的源极和第七MOS管的源极均连接供电电压VDD，第六MOS管的栅极和第七MOS管的栅极均连接第九MOS管的漏极；第六MOS管的衬底和第七MOS管的衬底均连接供电电压VDD；第八MOS管的源极连接第六MOS管的漏极，第九MOS管的源极连接第七MOS管的漏极；第八MOS管的栅极和第九MOS管的栅极均连接第十MOS管的漏极；第八MOS管的衬底连接第八MOS管的源极，第九MOS管的衬底连接第九MOS管的源极；第八MOS管的漏极与第五MOS管的源极、第十一MOS管的漏极、第十MOS管的栅极均连接；第九MOS管的漏极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第十MOS管的漏极；第十MOS管的源极和第十一MOS管的栅极均连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接第十MOS管的衬底；第十一MOS管的源极与衬底均接地，第十MOS管的衬底接地。3.根据权利要求1所述的双关断的零功耗启动电路，其特征在于：第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管和第十MOS管构成电流镜。4.一种适用于权利要求1至3任一项所述的双关断的零功耗启动电路的工作方法，其特征在于：工作方法包括：步骤1，启动电路上电，偏置电路工作在零电流状态；步骤2，随着供电电压VDD的增加，启动电路中的各MOS管依次导通；供电电压VDD通过第五MOS管向电容充电；步骤3，电容充电完成时，偏置电路进入正常工作状态；步骤4，偏置电路进入正常工作状态后，衬偏效应使得第五MOS管阈值电压增大引起第2CN115756079A权利要求书2/2页五MOS管截止，同时，第三MOS管的栅极电压增大使得第三MOS管从饱和区转换到亚阈值区，第三MOS管截止，启动电路关闭。5.根据权利要求4所述的双关断的零功耗启动电路的工作方法，其特征在于：步骤1中，第十MOS管的栅极电压为低电平，偏置电路工作在零电流状态。6.根据权利要求5所述的双关断的零功耗启动电路的工作方法，其特征在于：步骤2中，电容充电时，第十MOS管的栅极电压增大；当第十MOS管的栅源电压大于阈值电压时第十MOS管导通，在第二电阻上形成压降