電壓源單元及其操作方法
【技術領域】
[0001] 本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地，涉及電壓源單元及其操作方法。
【背景技術】
[0002] 半導體集成電路（1C)工業已經制造了大量的各種各樣的器件，W解決多個不同 領域的問題。該些器件中的一些具有不同功率需求。隨著1C變得更小并且更復雜，工作電 壓繼續減小W優化1C性能。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種電壓源單 元，包括：穩壓單元，被配置為接收第一電壓信號和第二電壓信號，并且被配置為生成第H 電壓信號；分壓器，連接至所述穩壓單元；第一電流鏡，連接至所述穩壓單元、輸入電壓源 和所述分壓器，其中，所述第一電流鏡被配置為生成第一電流信號和第二電流信號，所述第 二電流信號是所述第一電流信號的鏡像，通過所述第H電壓信號控制所述第一電流信號， 所述第二電流信號控制輸出電壓源信號，W及所述分壓器控制所述第二電壓信號。
[0004] 在該電壓源單元中，所述分壓器包括可調電阻器，所述可調電阻器被配置為調節 所述第二電壓信號。
[0005] 在該電壓源單元中，所述穩壓單元包括：第一N型晶體管，所述第一N型晶體管的 第一端子被配置為第一輸入節點，W接收所述第H電壓信號；所述第一N型晶體管的第二 端子被配置為第二輸入節點，W接收來自所述電流鏡的第一電流信號，W及所述第一N型 晶體管的第H端子接地。
[0006] 該電壓源單元還包括：串聯單元，防止所述電壓源單元中的過電應力，所述串聯單 元包括第一N型晶體管和第二N型晶體管，其中：所述第一N型晶體管包括：所述第一N型 晶體管的第一端子被配置為第一輸入節點，W接收第一偏壓信號；所述第一N型晶體管的 第二端子被配置為第二輸入節點，W接收來自所述第一電流鏡的第一電流信號；和所述第 一N型晶體管的第H端子被配置為第一輸出節點，W將所述第一電流信號傳送至所述第二 N型晶體管；W及所述第二N型晶體管包括：所述第二N型晶體管的第一端子被配置為第H 輸入節點，W接收第二偏壓信號；所述第二N型晶體管的第二端子被配置為第四輸入節點， W接收來自所述第一N型晶體管的第H端子的所述第一電流信號；和所述第二N型晶體管 的第H端子被配置為第二輸出節點，W將所述第一電流信號傳送至所述穩壓單元。
[0007] 該電壓源單元還包括；電壓謝位單元，連接至所述第一N型晶體管的第H端子和 所述第二N型晶體管的第二端子，其中，所述電壓謝位單元保持第H偏壓信號，并且所述第 H偏壓信號介于所述第一偏壓信號和所述第二偏壓信號之間。
[000引在該電壓源單元中，所述電壓謝位器件包括；第一P型晶體管，所述第一P型晶體 管的第一端子被配置為第五輸入節點，W接收來自所述分壓器和所述電流鏡的信號；所述 第一P型晶體管的第二端子連接至所述第一N型晶體管的第H端子和所述第二N型晶體管 的第二端子，并且被配置為第H輸出節點，W保持所述第H偏壓信號，W及所述第一P型晶 體管的第H端子連接至所述第一P型晶體管的第二端子。
[0009] 在該電壓源單元中，所述電壓謝位器件包括；第一二極管，所述第一二極管的第一 端子被配置為第五輸入節點，W接收來自所述分壓器和所述電流鏡的信號；和所述第一二 極管的第二端子連接至所述第一N型晶體管的第H端子和所述第二N型晶體管的第二端 子，并且被配置為第H輸出節點，W保持所述第H偏壓信號。
[0010] 該電壓源單元還包括；第一吸收單元，被配置為吸收來自所述輸入電壓源的一種 或多種電壓降，所述第一吸收單元包括第一P型晶體管和第二P型晶體管，其中：所述第一 P型晶體管包括：所述第一P型晶體管的第一端子被配置為第一輸入節點，W接收來自所述 第一電流鏡的第一電流信號；所述第一P型晶體管的第二端子被配置為第一輸出節點，W 將所述第一電流信號傳送至所述第二P型晶體管；所述第一P型晶體管的第H端子連接至 所述第一P型晶體管的第二端子；和所述第一P型晶體管的第四端子連接至所述第一P型 晶體管的第一端子；W及所述第二P型晶體管包括：所述第二P型晶體管的第一端子被配 置為第二輸入節點，W接收來自所述第一P型晶體管的第二端子的所述第一電流信號；所 述第二P型晶體管的第二端子被配置為第二輸出節點，W將所述第一電流信號傳送至所述 穩壓單元；所述第二P型晶體管的第H端子連接至所述第二P型晶體管的第二端子；和所 述第二P型晶體管的第四端子連接至所述第二P型晶體管的第一端子。
[0011] 該電壓源單元還包括；第一吸收單元，被配置為吸收來自所述輸入電壓源的一種 或多種電壓降，所述第一吸收單元包括第一二極管和第二二極管，其中：所述第一二極管包 括：所述第一二極管的第一端子被配置為第一輸入節點，W接收來自所述第一電流鏡的第 一電流信號；和所述第一二極管的第二端子被配置為第一輸出節點，W將所述第一電流信 號傳送至所述第二二極管；W及所述第二二極管包括：所述第二二極管的第一端子被配置 為第二輸入節點，W接收來自所述第一二極管的第一電流信號；和所述第二二極管的第二 端子被配置為第二輸出節點，W將所述第一電流信號傳送至所述穩壓單元。
[0012] 根據本發明的另一方面，還提供了一種電壓源單元，包括：穩壓單元，被配置為接 收第一電壓信號和第二電壓信號，并且被配置為生成第H電壓信號；可調分壓器，連接至所 述穩壓單元；第一電流鏡，連接至所述穩壓單元、輸入電壓源和所述可調分壓器，其中，所述 第一電流鏡被配置為生成第一電流信號和第二電流信號，所述第二電流信號是所述第一電 流信號的鏡像，通過所述第H電壓信號控制所述第一電流信號，所述第二電流信號控制輸 出電壓源信號，并且所述可調分壓器控制所述第二電壓信號。
[0013] 在該電壓源單元中，所述穩壓單元包括；運算放大器，所述運算放大器的第一端子 被配置為第一輸入節點，W接收所述第一電壓信號；所述運算放大器的第二端子被配置為 第二輸入節點，W接收所述第二電壓信號；和所述運算放大器的第H端子被配置為第一輸 出節點，W輸出第H電壓信號，W及所述運算放大器的第二端子連接至所述可調分壓器。
[0014] 該電壓源單元還包括；第一吸收單元，被配置為吸收來自所述輸入電壓源的一種 或多種電壓降，其中，所述第一吸收單元包括：第一P型晶體管，所述第一P型晶體管的第 一端子被配置為第一輸入節點，W接收來自所述第一電流鏡的第二電流信號；所述第一P 型晶體管的第二端子被配置為第一輸出節點，W將所述第二電流信號傳送至所述可調分壓 器；所述第一P型晶體管的第H端子連接至所述第一P型晶體管的第二端子；和所述第一P 型晶體管的第四端子連接至所述第一p型晶體管的第一端子。
[0015] 該電壓源單元還包括；第一吸收單元，被配置為吸收來自所述輸入電壓源的一種 或多種電壓降，其中，所述第一吸收單元包括；第一二極管，所述第一二極管的第一端子被 配置為第一輸入節點，W接收來自所述第一電流鏡的第二電流信號；和所述第一二極管的 第二端子被配置為第一輸出節點，W將所述第二電流信號傳送至所述可調分壓器。
[0016] 該電壓源單元還包括；第二電流鏡，連接至所述第一電流鏡和所述可調分壓器，其 中，所述第二電流鏡被配置為生成第H電流信號和第四電流信號；所述第四電流信號是所 述第H電流信號的鏡像；W及所述第四電流信號控制輸出電流信號和中間電壓信號中的至 少一個。
[0017] 該電壓源單元還包括；第一吸收單元，被配置為吸收來自所述輸入電壓源的一種 或多種電壓降，所述第一吸收單元包括第一P型晶體管和第二P型晶體管，其中：所述第一 P型晶體管包括：所述第一P型晶體管的第一端子被配置為第一輸入節點，W接收來自所述 第一電流鏡或所述可調分壓器的第H電流信號；所述第一P型晶體管的第二端子被配置為 第一輸出節點，W將所述第H電流信號傳送至所述第二P型晶體管；所述第一P型晶體管的 第H端子連接至所述第一P型晶體管的第二端子；所述第一P型晶體管的第四端子連接至 所述第一P型晶體管的第一端子；W及所述第二P型晶體管包括：所述第二P型晶體管的 第一端子被配置為第二輸入節點，W接收來自所述第一P型晶體管的第二端子的第H電流 信號，所述第二P型晶體管的第一端子連接至所述第一P型晶體管的第二端子；所述第二P 型晶體管的第二端子被配置為第二輸出節點，W將所述第H電流信號傳送至所述第二電流 鏡；所述第二P型晶體管的第H端子連接至所述第二P型晶體管的第二端子；和所述第二P 型晶體管的第四端子連接至所述第二P型晶體管的第一端子。
[0018] 該電壓源單元還包括第一N型晶體管：所述第一N型晶體管的第一端子被配置為 第一輸入節點，W接收第一偏壓信號；所述第一N型晶體管的第二端子被配置為第二輸入 節點，W接收來自所述第一電流鏡或所述可調分壓器的第H電流信號；W及所述第一N型 晶體管的第H端子被配置為第一輸出節點，W調節所述第H電流信號，其中，所述第一偏壓 控制所述第H電流信號。
[0019] 根據本發明的又一方面，提供了 一種由電壓源單元中的輸入電壓電平生成輸出電 壓電平的方法，所述方法包括：通過穩壓單元的第一工作電壓來控制電流鏡的第一電流信 號；通過所述第一電流信號來控制所述電流鏡的第一工作電壓；通過所述電流鏡的第一工 作電壓來控制所述電流鏡的第二工作電壓；通過所述電流鏡的第二工作電壓來控制所述電 流鏡的第二電流信號；W及通過可調分壓器來控制反饋電壓信號，其中，所述輸出電壓電平 小于所述輸入電壓電平。
[0020] 在該方法中，控制所述穩壓單元的第一工作電壓包括；接收第一電壓信號，所述第 一電壓信號是參考電壓信號；接收第二電壓信號，所述第二電壓信號是所述反饋電壓信號； W及傳送所述穩壓單元的第一工作電壓。
[0021] 該方法還包括；吸收來自所述輸入電壓電平的第一電壓降和第二電壓降，其中，所 述第一電壓降由第一P型晶體管吸收，而所述第二電壓降由第二P型晶體管吸收。
[0022] 該方法還包括；通過控制第一N型晶體管的第一偏壓并且控制第二N型晶體管的 第二偏壓，減小所述電壓源單元中的過電應力。
【附圖說明】
[0023] 在附圖中，一個或多個實施例通過實例的方式來示出但并不是進行限定，其中，在 通篇描述中，具有相同參考標號的元件表示類似元件。需強調的是，根據工業中的標準實 踐，多種部件可W不按比例繪制并且僅被用于說明目的。實際上，為了論述清楚，附圖中的 多種部件的尺寸可W任意地增大或減小。完全結合于