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申请/专利权人：拓尔微电子股份有限公司

摘要：本发明提供了一种highside高压NMOS控制方法及驱动电路。本发明通过时钟信号处理电路、电荷泵电路、高压NMOS驱动电路设计，在不需要外置Boost电容的条件下，利用电荷泵连续抬高栅极驱动电压，产生驱动高压NMOS的驱动电压，并且可以根据实际需要，改变时钟信号的频率来改变功率管栅极电压抬高的速度，改变其导通的速度，在时钟信号高电平或低电平时对两个不同的电容充电，增大了抬高栅极电压的速度，提高了驱动效率，减少了由于电容充放电产生的能量损耗。

主权项：1.一种highside高压NMOS控制方法，其特征在于包括下述步骤：当VDH输入端口、VDD输入端口、VM输入端口电源供电，VDH端口电压高于VDD端口电压，CLK输入端口输入时钟信号；CLK信号为有效高电平时MOS管NM1导通使MOS管PM2导通，MOS管NM2关断使MOS管PM1关断，反相器INV2的输入端为VDH高电压，反相器INV4的输入端为低电压接地，经过两个反相器INV2和INV4的调整，VDH电压对串联在反相器INV2和反相器INV3之后的电容C1的下极板充电，由于电容电压不能突变，电容C1上极板电压上升，MOS管PM3与MOS管NM4导通，MOS管PM4与MOS管NM3关断，电容C2连接上极板连接MOS管PM4的漏极，下极板连接和反相器INV4串联的反相器INV5的输出端，电容C2被放电一部分，MOS管NM5栅极电压跟随C1上极板电压上升；同理当CLK信号为有效低电平时MOS管NM2导通使MOS管PM1导通，MOS管NM1关断使MOS管PM2关断，反相器INV2的输入端为低电压接地，反相器INV4的输入端为VDH高电压，经过两个反相器反相器INV2和反相器INV4的调整，VDH电压对电容C2下极板充电，由于电容电压不能突变，电容C2上极板电压上升，MOS管PM3与MOS管NM4关断，MOS管PM4与MOS管NM3导通，电容C1被放电一部分，MOS管NM5栅极电压继续上升；经过对电容的持续充放电，MOS管NM5的栅极电压不断上升，最终电容C1与C2的上极板电压达到VDD与VDH电压之和，MOS管NM5的栅极电压上升至VDD与VDH电压之和，形成MOS管NM5的驱动电压，实现VOUT最终输出，整体电路MOS管NM5的栅极电压不会下落，不需要外置Boost电容；所述highside高压NMOS控制方法的驱动电路包括P沟道增强型MOS管PM1-PM4，N沟道增强型MOS管NM1-NM5，电容C1-C2，反相器INV1-INV5、VDH输入端口、CLK时钟信号输入端口、VDD输入端口、VM输入端口、VOUT输出端口和GND端口；所述P沟道增强型MOS管PM1源极连接VDH输入端口，栅极连接MOS管PM2的漏极、MOS管NM2的漏极、反相器INV2的输入端，漏极连接MOS管PM2的栅极、MOS管NM1的漏极、反相器INV4的输入端；所述P沟道增强型MOS管PM2源极连接VDH输入端口，栅极连接MOS管PM1的漏极、MOS管NM1的漏极、反相器INV4的输入端，漏极连接MOS管PM1的栅极、MOS管NM2的漏极、反相器INV2的输入端；所述P沟道增强型MOS管PM3源极连接MOS管NM5的栅极、MOS管PM4的源极，栅极连接MOS管PM4的漏极、MOS管NM4的漏极、MOS管NM3的栅极、电容C2的上极板，漏极连接MOS管NM3的漏极、MOS管NM4的栅极、MOS管PM4的栅极、电容C1的上极板；所述P沟道增强型MOS管PM4源极连接MOS管NM5的栅极、MOS管PM3的源极，栅极连接MOS管PM3的漏极、MOS管NM3的漏极、MOS管NM4的栅极、电容C1的上极板，漏极连接MOS管NM4的漏极、MOS管NM3的栅极、MOS管PM3的栅极、电容C2的上极板；所述N沟道增强型MOS管NM1漏极连接MOS管PM2的栅极、MOS管PM1的漏极、反相器INV4的输入端，栅极连接CLK输入端口、反相器INV1的输入端，源极连接GND端口；所述N沟道增强型MOS管NM2漏极连接MOS管PM1的栅极、MOS管PM2的漏极、反相器INV2的输入端，栅极连接反相器INV1的输出端，源极连接GND端口；所述N沟道增强型MOS管NM3漏极连接MOS管PM3的漏极、MOS管NM4的栅极、MOS管PM4的栅极、电容C1的上极板，栅极连接MOS管NM4的漏极、MOS管PM4的漏极、MOS管PM3的栅极、电容C2的上极板，源极连接VDD输入端口；所述N沟道增强型MOS管NM4漏极连接MOS管PM4的漏极、MOS管NM3的栅极、MOS管PM3的栅极、电容C2的上极板，栅极连接MOS管NM3的漏极、MOS管PM3的漏极、MOS管PM4的栅极、电容C1的上极板，源极连接VDD输入端口；所述N沟道增强型MOS管NM5漏极连接VM输入端口，栅极连接MOS管PM3的源极、MOS管PM4的源极，源极连接VOUT输出端口；所述电容C1的上极板连接MOS管PM3的漏极、MOS管PM4的栅极、MOS管NM3的漏极、MOS管NM4的栅极，下极板连接反相器INV3的输出端；所述电容C2的上极板连接MOS管PM4的漏极、MOS管PM3的栅极、MOS管NM4的漏极、MOS管NM3的栅极，下极板连接反相器INV5的输出端；所述反相器INV1输入端连接CLK输入端口、MOS管NM1的栅极，输出端连接MOS管NM2的栅极；所述反相器INV2输入端连接MOS管PM1的栅极、MOS管PM2的漏极、MOS管NM2的漏极，输出端连接反相器INV3的输入端；所述反相器INV3输入端连接反相器INV2的输出端，输出端连接电容C1的下极板；所述反相器INV4输入端连接MOS管PM2的栅极、MOS管PM1的漏极、MOS管NM1的漏极，输出端连接反相器INV5的输入端；所述反相器INV5输入端连接反相器INV4的输出端，输出端连接电容C2的下极板。

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