衬底选择电路的制作方法

1.本发明是关于集成电路领域，特别是关于一种衬底选择电路。


背景技术：

2.衬底选择电路广泛应用于模拟电路模块中，尤其广泛应用于具有双电源的电路，如充电器电路、dc/dc升压电路及升压电荷泵电路中，其次是驱动gpio口领域，用于防止vcc掉电或者vcc《gpio电压时产生漏电流。
3.图1为现有技术中一种衬底选择电路的电路示意图。该衬底选择电路结构简单，如图1所示，pmos管pm1及pmos管pm2为选择和驱动管，pmos管pm1的源极连接至电压v1，pmos管pm1的栅极连接至电压v2。pmos管pm2的源极连接至电压v2，pmos管pm2的栅极连接至电压v1，pmos管pm1的漏极及pmos管pm2的漏极相连并接至pmos管pm1及pmos管pm2的衬底。对于这种衬底选择电路，若v1＞v2，pmos管pm1导通，pmos管pm2截止，输出端nw的输出电压vout则为v1；若v2＞v1，则pmos管pm1截止，pmos管pm2导通，输出端nw的输出电压vout则为v2，可见，vout为v1和v2两者中选出的较高的一个。
4.虽然上述衬底选择电路结构简单，却存在如下缺点：上述衬底选择电路当v1和v2差别比较大时能做出正确选择，但当v1和v2差别不大且需要有驱动能力时，由于pmos管pm1及pmos管pm2均不能完全导通，导致vout不能做出正确选择，而且此时会存在漏电流，尤其在不工作状态仍具有低漏电流，并且不能满足在工作状态时具有强驱动能力的要求。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种衬底选择电路，其能够减小漏电，并且具有强驱动能力。
7.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种衬底选择电路，包括：选择电路和正反馈放大电路，所述选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管连接第一电压v1和输出端nw，所述第二开关管连接第二电压v2和所述输出端nw，所述正反馈放大电路的第一输入端和第二输入端分别连接第一电压v1和第二电压v2、第一输出端和第二输出端分别连接第一开关管和第二开关管，所述正反馈放大电路将第一电压v1和第二电压v2进行比较并对应输出通过正反馈实现放大且用于控制所述第一开关管导通的第一信号或者用于控制所述第二开关管导通的第二信号，所述输出端nw通过所述第一开关管或第二开关管的导通输出与所述第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。
8.在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一开关管为pmos管pm3，所述pmos管pm3的漏极连接第一电压v1，所述pmos管pm3的源极和衬底连接且连接输出端nw，所述pmos管pm3的栅极连接正反馈放大电路的第一输出端，所述第二开关管为pmos管pm4，所述pmos管pm4的漏极连接第二电压v2，所述pmos管pm4的源极和衬底连接且连接输出端nw，所述
pmos管pm4的栅极连接正反馈放大电路的第二输出端。
9.在本发明的一个或多个实施方式中，所述正反馈放大电路包括pmos管pm5和pmos管pm6，所述pmos管pm5的漏极形成第一输入端，所述pmos管pm5的栅极连接所述pmos管pm6的源极和衬底并形成第一输出端，所述pmos管pm5的源极和衬底连接且连接所述pmos管pm6的栅极并形成第二输出端，所述pmos管pm6的漏极形成第二输入端。
10.在本发明的一个或多个实施方式中，所述正反馈放大电路还包括与所述pmos管pm5和所述第一输出端连接的第一nmos管以及与所述pmos管pm6和所述第二输出端连接的第二nmos管，所述第一nmos管的漏极连接所述pmos管pm5的源极，所述第一nmos管的栅极连接所述第一输出端，所述第一nmos管的源极和衬底均接地，所述第二nmos管的漏极连接所述pmos管pm6的源极，所述第二nmos管的栅极连接所述第二输出端，所述第二nmos管的源极和衬底均接地，所述第一nmos管设置有一个或者依次连接有多个，所述第二nmos管设置有一个或者依次连接有多个。
11.在本发明的一个或多个实施方式中，所述pmos管pm3的漏极与第一电压v1之间以及所述pmos管pm4的漏极与第二电压v2之间均连接有限流器件。
12.在本发明的一个或多个实施方式中，所述pmos管pm5的漏极与第一输入端之间以及所述pmos管pm6的漏极与第二输入端之间均连接有限流器件。
13.本发明还公开了一种衬底选择电路，包括：选择电路和电流比较器。
14.所述选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管连接第一电压v1和输出端nw，所述第二开关管连接第二电压v2和输出端nw，在第一电压v1和第二电压v2之间的差值较大时，通过所述第一电压v1和第二电压v2的比较以控制第一开关管或第二开关管的导通或关断，从而通过输出端nw输出与所述第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压；
15.所述电流比较器包括：第三开关管、第四开关管、偏置电路、第一电流产生电路、第二电流产生电路、第一电流比较电路以及第二电流比较电路。
16.所述第三开关管连接第一电压v1和输出端nw，所述第四开关管连接第二电压v2和输出端nw；偏置电路用于提供偏置电压nw1；第一电流产生电路和第二电流产生电路分别连接第一电压v1和第二电压v2，同时接收偏置电压nw1并分别产生电流nbis_io和电流nbis_vcc；第一电流比较电路和第二电流比较电路均对电流nbis_io和电流nbis_vcc进行比较并分别输出对应的控制信号以控制第三开关管和第四开关管导通和关断；在第一电压v1和第二电压v2之间的差值较大或者比较接近时，所述输出端nw根据第三开关管或第四开关管导通输出与所述第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。
17.在本发明还公开的实施方式中，所述偏置电路包括pmos管pm17和nmos管nm10，所述pmos管pm17的衬底和源极连接且连接输出端nw，所述pmos管pm17的栅极、漏极相连且连接nmos管nm10的漏极同时输出偏置电压nw1，所述nmos管nm10的衬底、源极和栅极相连并同时接地。
18.在本发明还公开的实施方式中，所述第一电流产生电路包括pmos管pm7和nmos管nm5，所述pmos管pm7的衬底连接输出端nw，所述pmos管pm7的源极连接第一电压v1，所述pmos管pm7的栅极接收偏置电压nw1，所述pmos管pm7的漏极连接nmos管nm5的漏极和栅极并输出电流nbis_io，所述nmos管nm5的衬底和源极接地。
19.在本发明还公开的实施方式中，所述pmos管pm7的源极与第一电压v1之间连接有限流器件。
20.在本发明还公开的实施方式中，所述第三开关管为pmos管pm15，所述第四开关管为pmos管pm16，所述pmos管pm15的漏极连接第一电压v1，所述pmos管pm15的栅极连接第一电流比较电路，所述pmos管pm15的衬底和源极连接输出端nw，所述pmos管pm16的漏极连接第二电压v2，所述pmos管pm16的衬底和源极连接输出端nw，所述pmos管pm16的栅极连接第二电流比较电路。
21.在本发明还公开的实施方式中，所述pmos管pm15的漏极与第一电压v1之间以及pmos管pm16的漏极与第二电压v2之间均连接有限流器件。
22.在本发明还公开的实施方式中，所述第一电流比较电路包括pmos管pm11、pmos管pm12、nmos管nm7和nmos管nm9；
23.所述pmos管pm11的衬底和源极相连且连接输出端nw，所述pmos管pm11栅极和漏极相连且连接pmos管pm12的栅极以及nmos管nm7的漏极，所述nmos管nm7的衬底和源极接地，所述nmos管nm7的栅极用于接收电流nbis_vcc，所述pmos管pm12的源极和衬底连接输出端nw，所述pmos管pm12的漏极连接nmos管nm9的漏极并输出控制信号以控制pmos管pm15导通或关断，所述nmos管nm9的衬底和源极接地，所述nmos管nm9的栅极用于接收电流nbis_io。
24.在本发明还公开的实施方式中，所述第一电流比较电路还包括nmos管nm8，所述nmos管nm8的栅极、源极和衬底均接地，所述nmos管nm8的漏极连接nmos管nm7的漏极。
25.在本发明还公开的实施方式中，所述第一电流产生电路和第二电流产生电路的电路结构相同，所述第一电流比较电路和第二电流比较电路的电路结构相同。
26.在本发明还公开的实施方式中，所述第一开关管为pmos管pm10，所述第二开关管为pmos管pm9，所述pmos管pm10的源极连接第一电压v1和pmos管pm9的栅极，所述pmos管pm10的衬底和漏极连接输出端nw，所述pmos管pm10的栅极连接第二电压v2和pmos管pm9的源极，所述pmos管pm9的衬底和漏极连接输出端nw。
27.在本发明还公开的实施方式中，所述pmos管pm10的源极与pmos管pm9的栅极的连接点与第一电压v1之间以及pmos管pm10的栅极与pmos管pm9的源极的连接点与第二电压v2之间均连接有限流器件。
28.与现有技术相比，根据本发明实施方式的衬底选择电路，通过正反馈放大电路的正反馈作用以及较高的放大倍数，使得第一电压v1和第二电压v2相接近时，仍可以正确选择较大的电压，同时具有较强的驱动能力，且此时的漏电流较小。
附图说明
29.图1是现有技术中的衬底选择电路的电路原理图；
30.图2是根据本发明一实施方式的衬底选择电路的电路原理图；
31.图3是根据本发明一实施方式的dc扫描仿真的第一波形图；
32.图4是根据本发明一实施方式的dc扫描仿真的第二波形图；
33.图5是根据本发明另一实施方式的衬底选择电路的电路原理图；
34.图6是根据本发明另一实施方式的dc扫描仿真的波形图。
具体实施方式
35.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
36.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
37.实施例1
38.如图2所示，一种衬底选择电路，包括：选择电路和正反馈放大电路。其中，选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管。第一开关管连接第一电压v1和输出端nw，第二开关管连接第二电压v2和输出端nw。正反馈放大电路的第一输入端和第二输入端分别连接第一电压v1和第二电压v2、第一输出端和第二输出端分别连接第一开关管和第二开关管。正反馈放大电路将第一电压v1和第二电压v2进行比较并对应输出通过正反馈实现放大且用于控制第一开关管导通的第一信号或者用于控制第二开关管导通的第二信号，输出端nw通过第一开关管或第二开关管的导通输出与第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。
39.在本实施例中，第一开关管为pmos管pm3，pmos管pm3的漏极连接第一电压v1。pmos管pm3的漏极与第一电压v1之间连接有限流器件，限流器件为电阻r1，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm3的源极和衬底连接且连接输出端nw，pmos管pm3的栅极连接正反馈放大电路的第一输出端。
40.在本实施例中，第二开关管为pmos管pm4，pmos管pm4的漏极连接第二电压v2。pmos管pm4的漏极与第二电压v2之间连接有限流器件，限流器件为电阻r4，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm4的源极和衬底连接且连接输出端nw，pmos管pm4的栅极连接正反馈放大电路的第二输出端。
41.如图2所示，正反馈放大电路包括pmos管pm5和pmos管pm6。pmos管pm5的漏极形成第一输入端并通过第一输入端与第一电压v1连接。pmos管pm5的漏极与第一输入端之间连接有限流器件，限流器件为电阻r2，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm5的栅极连接pmos管pm6的源极和衬底并形成与pmos管pm3的栅极连接的第一输出端。pmos管pm5的源极和衬底连接且连接pmos管pm6的栅极并形成与pmos管pm4的栅极连接的第二输出端。pmos管pm6的漏极形成第二输入端并通过第二输入端与第二电压v2连接。pmos管pm6的漏极与第二输入端之间连接有限流器件，限流器件为电阻r3，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。本实施例中，正反馈放大电路具有较高的放大倍数。
42.如图2所示，正反馈放大电路还包括与pmos管pm5和第一输出端连接的第一nmos管以及与pmos管pm6和第二输出端连接的第二nmos管。第一nmos管和第二nmos管均用于降低功耗，所以第一nmos管和第二nmos管的数量根据需要设置，可以设置一个或者依次连接的多个。
43.例如，第一nmos管设置有两个，分别为第一nmos管nm1和第一nmos管nm2，第二nmos管设置有两个，分别为第二nmos管nm3和第二nmos管nm4。第一nmos管nm2的漏极连接pmos管pm5的源极，第一nmos管nm2的栅极连接第一输出端以及pmos管pm3的栅极，第一nmos管nm2的衬底接地。第一nmos管nm1的漏极连接第一nmos管nm2的源极，第一nmos管nm1的栅极连接第一输出端以及pmos管pm3的栅极，第一nmos管nm1的源极和衬底均接地。第二nmos管nm4的
漏极连接pmos管pm6的源极，第二nmos管nm4的栅极连接第二输出端以及pmos管pm4的栅极，第二nmos管nm4的衬底接地，第二nmos管nm3的漏极连接第二nmos管nm4的源极，第二nmos管nm3的源极和衬底均接地。
44.由此可知，当多个第一nmos管相连时，第一个第一nmos管的漏极连接pmos管pm5的源极，第一个第一nmos管的栅极连接第一输出端，最后一个第一nmos管的栅极连接第一输出端、源极接地，相邻两个第一nmos管的源极和漏极连接同时栅极相互连接并连接第一输出端，所有第一nmos管的衬底均接地。当多个第二nmos管相连时，第一个第二nmos管的漏极连接pmos管pm6的源极，最后一个第二nmos管的栅极连接第二输出端。最后一个第二nmos管的栅极连接第二输出端，最后一个第二nmos管的源极接地，相邻两个第二nmos管的源极和漏极连接同时栅极相互连接并连接第二输出端，所有第二nmos管的衬底均接地。
45.本实施例中，起初pmos管pm5的源极端和漏极端的电压接近，两者的压差仅为vth5。pmos管pm6的源极端和漏极端的电位接近，两者的压差仅为vth6。一般认为vth5≈vth6＝vth。正反馈放大电路存在第一翻转阈值vt1和第二翻转阈值vt2，一般认为第一翻转阈值vt1≈v1+0.5vth，第二翻转阈值vt2≈v1-0.5vth。
46.预设第一翻转阈值vt1大于第二翻转阈值vt2，且第一电压v1为一固定电压，当第二电压v2大于第一翻转阈值vt1，第二电压v2＞＞第一电压v1，此时，pmos管pm6的栅源电压vsg6为v2，第二电压v2大于vth6。而pmos管pm5的栅源电压vsg5为v1-v2，v1-v2小于vth5，使得pmos管pm6导通，pmos管pm5关断，进而pmos管pm3关断，pmos管pm4导通，输出端nw选择输出第二电压v2。当第二电压v2小于第二翻转阈值vt2时，第二电压v2《《第一电压v1，pmos管pm6的栅源电压vsg6＝v2-v1，v2-v1《vth6，而pmos管pm5的栅源电压vsg5＝v1，第一电压v1》vth5，使得pmos管pm5导通，pmos管pm6关断，进而pmos管pm3导通，pmos管pm4关断，输出端nw选择输出第一电压v1。
47.当vt2《v2《vt1时，此时衬底选择电路仍不能选择较大的第二电压v2。原因在于，由于存在滞回区间，只有当第二电压v2和第一电压v1的电压差超过正反馈放大电路的第一翻转阈值vt1时，正反馈放大电路才会响应，当第二电压v2和第一电压v1的电压差小于正反馈放大电路的第二翻转阈值vt2时，正反馈放大电路才能再次发生相反电平翻转。因此，当vt2《v2《vt1时，pmos管pm3和pmos管pm4同时导通，但驱动能力较传统衬底选择电路有所加强，并且静态漏电流为pa量级。
48.但是，当v2＝vt1或者v2＝vt2时，正反馈放大电路处于翻转和非翻转的临界状态，第二电压v2和第一电压v1的压差较大，此状态下的静态漏电流较大，约为ua量级。
49.如图3所示，将第一电压v1设定为5v，第二电压v2则从0v到7v逐渐增大。从图3中可以看出，当第二电压v2小于5v时，输出端nw输出第一电压v1；当第二电压v2》5.4v(即此时的第一阈值电压vt1为5.4v)时，输出端nw才会选择输出第二电压v2，而且可以看到，当第二电压v2＝5.4v时，漏电流较大约为5ua，而在该拐点之前，漏电流都较小为pa量级。
50.又如图4所示，将第一电压v1设定为5v，第二电压v2则从7v到0v逐渐减小。从图4中可以看出，当第二电压v2大于5v时，输出端nw输出第二电压v2；当第二电压v2＜4.54v(即此时的第二阈值电压vt2为4.54v)时，输出端nw才会选择输出第一电压v1，而且可以看到，且在第二电压v2＝4.54v时，漏电流较大约为5ua，而在该拐点之前，且漏电流都较小为pa级。
51.实施例2
52.如图5所示，为解决实施例1中仍有的缺陷，本实施例还提供了一种衬底选择电路，包括：选择电路和电流比较器。
53.选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管，第一开关管连接第一电压v1和输出端nw，第二开关管连接第二电压v2和输出端nw，在第一电压v1和第二电压v2之间的差值较大时，通过第一电压v1和第二电压v2的比较以控制第一开关管或第二开关管的导通或关断，从而通过输出端nw输出与第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。
54.本实施例中，第一开关管为pmos管pm10，第二开关管为pmos管pm9。pmos管pm10的源极连接第一电压v1和pmos管pm9的栅极，pmos管pm10的衬底和漏极连接输出端nw，pmos管pm10的栅极连接第二电压v2和pmos管pm9的源极，pmos管pm9的衬底和漏极连接输出端nw。
55.pmos管pm10的源极与pmos管pm9的栅极的连接点与第一电压v1之间连接有用于限流保护的限流器件，限流器件为电阻r6，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm10的栅极与pmos管pm9的源极的连接点与第二电压v2之间连接有用于限流保护的限流器件，限流器件为电阻r9，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。
56.电流比较器包括：第三开关管、第四开关管、偏置电路10、第一电流产生电路20、第二电流产生电路30、第一电流比较电路40以及第二电流比较电路50。
57.其中，第三开关管连接第一电压v1和输出端nw，第四开关管连接第二电压v2和输出端nw。本实施例中，第三开关管为pmos管pm15，第四开关管为pmos管pm16。pmos管pm15的漏极连接第一电压v1，pmos管pm15的漏极与第一电压v1之间连接有用于限流保护的限流器件，限流器件为电阻r5，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm15的栅极连接第一电流比较电路，pmos管pm15的衬底和源极连接输出端nw。pmos管pm16的漏极连接第二电压v2，pmos管pm15的漏极连接第一电压v1，pmos管pm16的漏极与第二电压v2之间连接有用于限流保护的限流器件，限流器件为电阻r10，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm16的衬底和源极连接输出端nw，pmos管pm16的栅极连接第二电流比较电路。
58.偏置电路10用于提供偏置电压nw1。具体的，偏置电路10包括pmos管pm17和nmos管nm10。pmos管pm17的衬底和源极连接且连接输出端nw，pmos管pm17的栅极和漏极相连且连接nmos管nm10的漏极同时输出偏置电压nw1。nmos管nm10的衬底、源极和栅极相连并同时接地。
59.如图5所示，第一电流产生电路和第二电流产生电路的电路结构相同，分别连接第一电压v1和第二电压v2，同时接收偏置电压nw1并分别产生电流nbis_io和电流nbis_vcc。
60.具体的，第一电流产生电路包括pmos管pm7和nmos管nm5。pmos管pm7的衬底连接输出端nw，pmos管pm7的源极连接第一电压v1。pmos管pm7的源极与第一电压v1之间连接有用于限流保护的限流器件，限流器件为电阻r7，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm7的栅极接收偏置电压nw1。pmos管pm7的漏极连接nmos管nm5的漏极和栅极并输出电流nbis_io。nmos管nm5的衬底和源极接地。
61.第二电流产生电路包括pmos管pm8和nmos管nm6。pmos管pm8的衬底连接输出端nw，pmos管pm8的源极连接第二电压v2。pmos管pm8的源极与第二电压v2之间连接有用于限流保护的限流器件，限流器件为电阻r8，当然在其他实施例中，限流器件可以为其他的器件。pmos管pm8的栅极接收偏置电压nw1。pmos管pm8的漏极连接nmos管nm6的漏极和栅极并输出
电流nbis_vcc。nmos管nm6的衬底和源极接地。
62.如图5所示，第一电流比较电路和第二电流比较电路的电路结构相同，均对电流nbis_io和电流nbis_vcc进行比较并分别输出对应的控制信号以控制第三开关管和第四开关管导通和关断。在第一电压v1和第二电压v2之间的差值较大或者比较接近时，输出端nw根据第三开关管或第四开关管导通输出与第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。
63.具体的，第一电流比较电路包括pmos管pm11、pmos管pm12、nmos管nm7和nmos管nm9。
64.pmos管pm11的衬底和源极相连且连接输出端nw和pmos管pm10的源极。pmos管pm11的栅极和漏极相连且连接pmos管pm12的栅极以及nmos管nm7的漏极。nmos管nm7的衬底和源极接地。nmos管nm7的栅极用于接收电流nbis_vcc。pmos管pm12的源极和衬底连接且连接输出端nw和pmos管pm10的源极。pmos管pm12的漏极连接nmos管nm9的漏极和pmos管pm15的栅极并输出控制信号以控制pmos管pm15导通或关断。nmos管nm9的衬底和源极接地。nmos管nm9的栅极用于接收电流nbis_io。
65.第一电流比较电路还包括nmos管nm8，nmos管nm8的栅极、源极和衬底均接地。nmos管nm8的漏极连接nmos管nm7的漏极。
66.第二电流比较电路包括pmos管pm13、pmos管pm14、nmos管nm11和nmos管nm13。
67.pmos管pm14的衬底和源极相连且连接输出端nw和pmos管pm16的源极。pmos管pm14的栅极和漏极相连且连接pmos管pm13的栅极以及nmos管nm13的漏极。nmos管nm13的衬底和源极接地。nmos管nm13的栅极用于接收电流nbis_io。pmos管pm13的源极和衬底连接且连接输出端nw和pmos管pm16的源极。pmos管pm13的漏极连接nmos管nm11的漏极和pmos管pm16的栅极并输出控制信号以控制pmos管pm16导通或关断。nmos管nm11的衬底和源极接地。nmos管nm11的栅极用于接收电流nbis_vcc。
68.第一电流比较电路还包括nmos管nm12，nmos管nm12的栅极、源极和衬底均接地。nmos管nm12的漏极连接nmos管nm13的漏极。
69.nmos管nm8、nmos管nm12为保护管，用于在电流比较器失效时，确保pmos管pm15和pmos管pm16的关断。
70.当第一电压v1和第二电压v2的电压相差很大时，若第一电压v1大于第二电压v2，则pmos管pm10导通，输出端nw输出第一电压v1。若第一电压v1小于第二电压v2，则pmos管pm9导通，输出端nw输出第二电压v2。对应的电流比较器也会响应，使pmos管pm15和pmos管pm16中对应的一个导通、另外一个关断。
71.当第一电压v1和第二电压v2的电压接近时，尤其当|v1-v2|《|vth|时，电流比较器的作用显得尤为重要，此时pmos管pm10和pmos管pm9同时导通，驱动能力较弱。其中，vth为pmos管pm10的源极和漏极之间的电压，pmos管pm9的源极和漏极之间的电压与pmos管pm10的源极和漏极之间的电压相等。
72.偏置电路10提供偏置电压nw1，第一电流产生电路和第二电流产生电路接收偏置电压nw1后，使的第一电流产生电路和第二电流产生电路的输入信号能够被放大，且分别输出电流nbis_io和电流nbis_vcc。第一电流比较电路接收电流nbis_io和电流nbis_vcc，并通过pmos管pm11和pmos管pm12组成的镜像电路进行比较。第二电流比较电路接收电流nbis_io和电流nbis_vcc，并通过pmos管pm13和pmos管pm14组成的镜像电路进行比较。最
终，分别控制pmos管pm15和pmos管pm16，使pmos管pm15或pmos管pm16的栅极电压驱动到输出端nw或者地，进而使得pmos管pm15或pmos管pm16导通或关断，从而输出端nw能够正确选择输出第一电压v1或第一电压v2，具有很强的驱动能力。因为此时的pmos管pm15或pmos管pm16的栅极端电压可以低到地电位，处于强导通状态。
73.本实施例中，通过设置电流比较器从而不存在滞回区间，并且灵敏度更高；另外，输出端nw到地的通路是高阻通路，即nmos管nm10为反偏nmos管，导通电流为pa量级，因此实现了低功耗。并且当第一电压v1和第二电压v2的电压相差很大时，pmos管pm10和pmos管pm15同时导通或者pmos管pm9和pmos管pm16同时导通，当第一电压v1和第二电压v2的电压很接近时，pmos管pm15或者pmos管pm16强导通，因此驱动能力很强。
74.如图6所示，将第一电压v1设定为5v，第二电压v2则从0v到7v逐渐增大。从图6中可以看出，不管第二电压v2是小于5v、等于5v或者大于5v，nw输出端始终能够选择第一电压v1和第二电压v2中高的电压，同时，对应的漏电流都很小为na量级。
75.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种衬底选择电路，其特征在于，包括：选择电路和正反馈放大电路，所述选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管连接第一电压v1和输出端nw，所述第二开关管连接第二电压v2和所述输出端nw，所述正反馈放大电路的第一输入端和第二输入端分别连接第一电压v1和第二电压v2、第一输出端和第二输出端分别连接第一开关管和第二开关管，所述正反馈放大电路将第一电压v1和第二电压v2进行比较并对应输出通过正反馈实现放大且用于控制所述第一开关管导通的第一信号或者用于控制所述第二开关管导通的第二信号，所述输出端nw通过所述第一开关管或第二开关管的导通输出与所述第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。2.如权利要求1所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第一开关管为pmos管pm3，所述pmos管pm3的漏极连接第一电压v1，所述pmos管pm3的源极和衬底连接且连接输出端nw，所述pmos管pm3的栅极连接正反馈放大电路的第一输出端，所述第二开关管为pmos管pm4，所述pmos管pm4的漏极连接第二电压v2，所述pmos管pm4的源极和衬底连接且连接输出端nw，所述pmos管pm4的栅极连接正反馈放大电路的第二输出端。3.如权利要求1所述的衬底选择电路，其特征在于，所述正反馈放大电路包括pmos管pm5和pmos管pm6，所述pmos管pm5的漏极形成第一输入端，所述pmos管pm5的栅极连接所述pmos管pm6的源极和衬底并形成第一输出端，所述pmos管pm5的源极和衬底连接且连接所述pmos管pm6的栅极并形成第二输出端，所述pmos管pm6的漏极形成第二输入端。4.如权利要求3所述的衬底选择电路，其特征在于，所述正反馈放大电路还包括与所述pmos管pm5和所述第一输出端连接的第一nmos管以及与所述pmos管pm6和所述第二输出端连接的第二nmos管，所述第一nmos管的漏极连接所述pmos管pm5的源极，所述第一nmos管的栅极连接所述第一输出端，所述第一nmos管的源极和衬底均接地，所述第二nmos管的漏极连接所述pmos管pm6的源极，所述第二nmos管的栅极连接所述第二输出端，所述第二nmos管的源极和衬底均接地，所述第一nmos管设置有一个或者依次连接有多个，所述第二nmos管设置有一个或者依次连接有多个。5.如权利要求2所述的衬底选择电路，其特征在于，所述pmos管pm3的漏极与第一电压v1之间以及所述pmos管pm4的漏极与第二电压v2之间均连接有限流器件。6.如权利要求3所述的衬底选择电路，其特征在于，所述pmos管pm5的漏极与第一输入端之间以及所述pmos管pm6的漏极与第二输入端之间均连接有限流器件。7.一种衬底选择电路，其特征在于，包括：选择电路和电流比较器；所述选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管连接第一电压v1和输出端nw，所述第二开关管连接第二电压v2和输出端nw，在第一电压v1和第二电压v2之间的差值较大时，通过所述第一电压v1和第二电压v2的比较以控制第一开关管或第二开关管的导通或关断，从而通过输出端nw输出与所述第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压；所述电流比较器包括：第三开关管和第四开关管，所述第三开关管连接第一电压v1和输出端nw，所述第四开关管连接第二电压v2和输出端nw；偏置电路，用于提供偏置电压nw1；第一电流产生电路和第二电流产生电路，分别连接第一电压v1和第二电压v2，同时接
收偏置电压nw1并分别产生电流nbis_io和电流nbis_vcc；以及第一电流比较电路和第二电流比较电路，均对电流nbis_io和电流nbis_vcc进行比较并分别输出对应的控制信号以控制第三开关管和第四开关管导通和关断；在第一电压v1和第二电压v2之间的差值较大或者比较接近时，所述输出端nw根据第三开关管或第四开关管导通输出与所述第一电压v1或第二电压v2对应的输出电压。8.如权利要求7所述的衬底选择电路，其特征在于，所述偏置电路包括pmos管pm17和nmos管nm10，所述pmos管pm17的衬底和源极连接且连接输出端nw，所述pmos管pm17的栅极、漏极相连且连接nmos管nm10的漏极同时输出偏置电压nw1，所述nmos管nm10的衬底、源极和栅极相连并同时接地。9.如权利要求7所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第一电流产生电路包括pmos管pm7和nmos管nm5，所述pmos管pm7的衬底连接输出端nw，所述pmos管pm7的源极连接第一电压v1，所述pmos管pm7的栅极接收偏置电压nw1，所述pmos管pm7的漏极连接nmos管nm5的漏极和栅极并输出电流nbis_io，所述nmos管nm5的衬底和源极接地。10.如权利要求9所述的衬底选择电路，其特征在于，所述pmos管pm7的源极与第一电压v1之间连接有限流器件。11.如权利要求7所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第三开关管为pmos管pm15，所述第四开关管为pmos管pm16，所述pmos管pm15的漏极连接第一电压v1，所述pmos管pm15的栅极连接第一电流比较电路，所述pmos管pm15的衬底和源极连接输出端nw，所述pmos管pm16的漏极连接第二电压v2，所述pmos管pm16的衬底和源极连接输出端nw，所述pmos管pm16的栅极连接第二电流比较电路。12.如权利要求11所述的衬底选择电路，其特征在于，所述pmos管pm15的漏极与第一电压v1之间以及pmos管pm16的漏极与第二电压v2之间均连接有限流器件。13.如权利要求11所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第一电流比较电路包括pmos管pm11、pmos管pm12、nmos管nm7和nmos管nm9；所述pmos管pm11的衬底和源极相连且连接输出端nw，所述pmos管pm11栅极和漏极相连且连接pmos管pm12的栅极以及nmos管nm7的漏极，所述nmos管nm7的衬底和源极接地，所述nmos管nm7的栅极用于接收电流nbis_vcc，所述pmos管pm12的源极和衬底连接输出端nw，所述pmos管pm12的漏极连接nmos管nm9的漏极并输出控制信号以控制pmos管pm15导通或关断，所述nmos管nm9的衬底和源极接地，所述nmos管nm9的栅极用于接收电流nbis_io。14.如权利要求13所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第一电流比较电路还包括nmos管nm8，所述nmos管nm8的栅极、源极和衬底均接地，所述nmos管nm8的漏极连接nmos管nm7的漏极。15.如权利要求7所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第一电流产生电路和第二电流产生电路的电路结构相同，所述第一电流比较电路和第二电流比较电路的电路结构相同。16.如权利要求7所述的衬底选择电路，其特征在于，所述第一开关管为pmos管pm10，所述第二开关管为pmos管pm9，所述pmos管pm10的源极连接第一电压v1和pmos管pm9的栅极，所述pmos管pm10的衬底和漏极连接输出端nw，所述pmos管pm10的栅极连接第二电压v2和pmos管pm9的源极，所述pmos管pm9的衬底和漏极连接输出端nw。
17.如权利要求16所述的衬底选择电路，其特征在于，所述pmos管pm10的源极与pmos管pm9的栅极的连接点与第一电压v1之间以及pmos管pm10的栅极与pmos管pm9的源极的连接点与第二电压v2之间均连接有限流器件。

技术总结
本发明公开了一种衬底选择电路，包括：选择电路和正反馈放大电路，所述选择电路包括相连的第一开关管和第二开关管，第一开关管连接第一电压和输出端，第二开关管连接第二电压和所述输出端，正反馈放大电路将第一电压和第二电压进行比较并对应输出通过正反馈实现放大且用于控制所述第一开关管导通的第一信号或者用于控制所述第二开关管导通的第二信号，输出端通过第一开关管或第二开关管的导通输出与第一电压或第二电压对应的输出电压。根据本发明实施方式的衬底选择电路，通过正反馈放大电路的正反馈作用以及较高的放大倍数，使得第一电压和第二电压相接近时，仍可以正确选择较大的电压，同时具有较强的驱动能力，且此时的漏电流较小。漏电流较小。漏电流较小。


技术研发人员：时传飞
受保护的技术使用者：屹世半导体（上海）有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/3/8