一种分压电路、芯片及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子技术领域，尤其涉及一种分压电路、芯片及电子设备。

背景技术：

2.对于芯片来说，小型化、低功耗是重要的技术指标。
3.但是，对于设置有分压电路的芯片而言，面积和功耗又是一对互相冲突的指标。电阻的功耗p＝i2r，如果要降低功耗，则需要减小电流。但为了实现同样大小的分压，根据电压公式v＝ir，更小的电流，意味着需要更高的阻抗。而在电阻单元的阻值不变的情况下，更高的阻抗就意味着更大的面积，不利于芯片的小型化。
4.因此，亟需一种低功耗、小面积的分压电路。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术的问题，本技术实施例提供了一种分压电路、芯片及电子设备。技术方案如下：
6.根据本技术的一方面，提供了一种分压电路，所述分压电路包括多个分压模块，所述分压模块包括至少一个晶体管单元和至少一个电阻单元，所述多个分压模块形成串联电路，其中，所述多个分压模块之间的晶体管总阻值比例关系，与所述多个分压模块之间的电阻总阻值比例关系相同。
7.可选的，所述晶体管单元包括至少一个场效应晶体管，所述场效应晶体管的栅极和漏极连接、衬底和源极连接。
8.可选的，所述场效应晶体管为倒比管。
9.可选的，每个所述晶体管单元中，场效应晶体管的数量相同，且每两个所述晶体管单元中对应的晶体管的尺寸相同。
10.可选的，所述分压模块包括至少一个分压单元，所述分压单元包括一个晶体管单元和一个电阻单元，所述一个晶体管单元和所述一个电阻单元之间串联。
11.可选的，所述分压电路中设置有至少一个节点，所述节点与所述分压电路的输出端连接，所述节点处于任意两个相邻的分压模块之间。
12.可选的，所述分压电路中设置有一个节点；
13.所述节点与所述分压电路的接地端之间的分压单元的数量，与所述分压电路中分压单元的总数之间的比例，满足所述分压电路的预设分压比例。
14.可选的，所述分压电路中设置有多个节点，所述节点与所述分压电路的输出端之间还设置有开关单元。
15.可选的，所述分压电路设置有多个输出端，每个输出端与两个相邻的分压模块之间的节点连接，每个输出端连接的节点不同。
16.可选的，每个所述电阻单元的阻值相同。
17.可选的，每个所述电阻单元中电阻的数量相同，且每两个所述电阻单元中对应的
电阻的阻值相同。
18.可选的，所述电阻单元的阻值范围为100ω～10kω。
19.根据本技术的另一方面，提供了一种芯片，包括上述分压电路。
20.根据本技术的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述分压电路。
21.本技术中，分压电路可以包括多个分压模块，由于分压模块由晶体管单元和电阻单元构成，相较于仅包括晶体管单元的分压电路而言，本技术提供的分压电路功耗更低；相较于仅包括电阻单元的分压电路而言，本技术提供的分压电路面积更小。
附图说明
22.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本技术的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
23.图1示出了根据本技术示例性实施例提供的分压电路示意图；
24.图2示出了根据本技术示例性实施例提供的晶体管单元示意图；
25.图3示出了根据本技术示例性实施例提供的分压单元示意图；
26.图4示出了根据本技术示例性实施例提供的分压电路示意图；
27.图5示出了根据本技术示例性实施例提供的分压电路示意图；
28.图6示出了根据本技术示例性实施例提供的分压电路示意图。
29.图中，
30.1、分压模块；10、分压单元；11、晶体管单元；12、电阻单元；2、开关单元。
具体实施方式
31.下面详细描述本技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术的方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.本技术实施例中，至少一个是指一个或多个；多个，是指两个或两个以上。在本技术的描述中，“第一”、“第二”、“第三”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
34.在本说明书中描述的参考“一种实施方式”或“一些实施方式”等意味着在本技术的一个或多个实施方式中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
35.需要说明的是，本技术实施例中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
36.需要指出的是，本技术实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，a与b连接，既可以是a与b直接连接，也可
以是a与b之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。
37.本技术实施例提供了一种分压电路，该分压电路可以集成在芯片中，或者设置在电子设备中。
38.参照图1所示的分压电路示意图，分压电路可以包括多个分压模块1，分压模块1可以包括至少一个晶体管单元11和至少一个电阻单元12，多个分压模块1形成串联电路。
39.其中，各个单元之间串联，该单元是指晶体管单元11和电阻单元12。
40.多个分压模块之间的晶体管总阻值比例关系，与多个分压模块之间的电阻总阻值比例关系相同。作为一种示例，假设分压电路包括3个分压模块，3个分压模块之间的晶体管总阻值比例关系为1：1：2，相应的，电阻总阻值比例关系也为1：1：2。
41.实施原理可以如下：
42.分压电路由多个分压模块1串联组成，输入电压可以施加在分压电路的两端，通过每个分压模块1进行分压。
43.当输入电压接入时，施加在分压模块1两端的电压也相应升高，而晶体管单元11的增压速率小于电阻单元12的增压速率，从而使得较多的电压落在电阻单元12上，形成的电流较小。因此，相较于仅包括晶体管单元的分压电路而言，本技术提供的分压电路功耗更低。
44.并且，在实现相同分压效果的基础上，晶体管单元11相较于电阻单元12面积更小。因此，相较于仅包括电阻单元的分压电路而言，本技术提供的分压电路面积更小。
45.可选的，每个电阻单元12的阻值相同。作为一种示例，电阻单元a可以由1个10kω的电阻构成，电阻单元b可以由2个5kω的电阻串联构成，阻值均为10kω。本实施例对电阻单元12中的具体结构不作限定。
46.可选的，每个电阻单元12中电阻的数量相同，且每两个电阻单元12中对应的电阻的阻值相同。例如，每个电阻单元12都分别包括两个电阻r1和r2，则所有电阻单元12中的电阻r1的阻值相同，并且所有电阻单元12中的电阻r2的阻值相同。可选的，在同一个电阻单元12中，不同的电阻的阻值可以相同，也可以不同。例如，电阻r1和电阻r2的阻值可以相同也可以不同。
47.需要说明的是，本实施例对分压模块1中包括的晶体管单元11和电阻单元12的具体数量不作限定，不同的分压模块1之间可以包括不同数量的晶体管单元11和电阻单元12，保证不同分压模块1中晶体管单元11的总阻值比例与电阻单元12的总阻值比例相等即可。例如，一个分压模块可以包括1个晶体管单元和1个电阻单元，另一分压模块可以包括2个晶体管单元和2个电阻单元，每个晶体管单元的阻值相同，每个电阻单元的阻值相同，这两个分压模块的晶体管单元的总阻值比例是1:2，电阻单元的总阻值比例也为1：2，因此这两个分压模块的整体阻值比例也是1:2。
48.在一个分压模块1中，晶体管单元11和电阻单元12的连接顺序也不作限定，例如，当存在2个晶体管单元和2个电阻单元时，该分压模块可以按照晶体管单元a、电阻单元a、晶体管单元b、电阻单元b的顺序串联构成，也可以按照晶体管单元a、晶体管单元b、电阻单元a、电阻单元b的顺序串联构成。
49.可选的，参照图2所示的晶体管单元示意图，晶体管单元11可以包括至少一个场效应晶体管，场效应晶体管的栅极和漏极连接、衬底和源极连接，每个场效应晶体管串联。其
中，场效应晶体管可以为pmos(p-metal-oxide-semiconductor，p型金属-氧化物-半导体)管或nmos(n-metal-oxide-semiconductor，n型金属-氧化物-半导体)管，本实施例对此不作限定。
50.实施原理可以如下：
51.场效应晶体管的栅极和漏极连接、衬底和源极连接可以构成无衬偏二极管，目的在于消除衬偏效应，从而保证在不同的电位下，若电流相同，则其两端的电压也相同。场效应晶体管两端的电压v
mos
与电流i之间的关系如下述公式(1)所示：
[0052][0053]
其中，v
mos
为场效应晶体管两端的电压，v
th
为场效应晶体管的阈值电压，i为流经场效应晶体管的电流，un为场效应晶体管的空穴迁移率，c
ox
为场效应晶体管的栅电容密度，w为场效应晶体管的沟道宽度，l为场效应晶体管的沟道长度。
[0054]
可选的，每个晶体管单元11中，场效应晶体管的数量相同，并且每两个晶体管单元11中对应的场效应晶体管的尺寸相同，从而保证每个晶体管单元11的阻值相同。例如，每个晶体管单元11都分别包括两个场效应晶体管q1和q2，则所有晶体管单元11中的场效应晶体管q1的尺寸相同，并且所有晶体管单元11中的场效应晶体管q2的尺寸相同。可选的，在同一个晶体管单元11中，不同的场效应晶体管的尺寸可以相同，也可以不同。例如，场效应晶体管q1和场效应晶体q2的尺寸可以相同也可以不同。
[0055]
可选的，分压模块1可以包括至少一个分压单元10，参照图3所示的分压单元示意图，分压单元10可以包括一个晶体管单元11和一个电阻单元12，该晶体管单元11和电阻单元12之间串联。
[0056]
实施原理可以如下：
[0057]
电阻单元12两端的电压vr与电流i之间的关系如下述公式(2)所示：
[0058]vr
＝ir
ꢀꢀ
(2)
[0059]
若晶体管单元11包括一个场效应晶体管，将公式(2)结合上述公式(1)，分压单元10两端的电压vdd与电流i之间的关系如下述公式(3)所示：
[0060][0061]
由公式(3)可以看出，当vdd增加时，电流i相应形成，由于场效应晶体管电压v
mos
与电流i为开平方关系，所以场效应晶体管的增压速率小于电阻单元的增压速率，从而使得较多的电压落在电阻单元上，形成的电流较小，功耗降低。
[0062]
可选的，上述场效应晶体管可以采用倒比管，倒比管是指沟道长度大于沟道宽度的场效应晶体管，即l＞w，参照公式(3)，可以使得电流进一步减小，从而进一步降低功耗。
[0063]
可选的，可以采用阻抗较大的电阻单元12来进一步降低功耗，为了适应于芯片的小型化需求，该电阻单元12的阻值范围可以为100ω～10kω。
[0064]
可选的，每两个分压单元10之间，每个晶体管单元11中场效应晶体管的数量相同，且每两个晶体管单元11中对应的晶体管的尺寸相同，每个电阻单元12中电阻的数量相同，且每两个电阻单元12中对应的电阻的阻值相同。也即是说，此种情况下的每个分压单元10的结构一致、阻值相等，具备较高的可移植性。
[0065]
可选的，分压电路中可以设置有至少一个节点，节点与分压电路的输出端连接，节点处于任意两个相邻的分压模块1之间。
[0066]
可选的，参照图4所示的分压电路示意图，该分压电路中设置有一个节点。该节点与分压电路的接地端之间的分压单元10的数量，与分压电路中分压单元10的总数之间的比例，满足分压电路的预设分压比例。
[0067]
实施例原理如下：
[0068]
假设节点与分压电路的接地端之间的分压单元10的数量为n，分压电路中分压单元10的总数为n，预设分压比例为n/n，则输出电压vout＝vin*n/n，其中，vin为分压电路的输入电压。
[0069]
可以对节点与分压电路的接地端之间的分压单元10的数量n进行调整，从而实现不同的分压比例。
[0070]
可选的，参照图5所示的分压电路示意图，该分压电路中设置有多个节点，节点与分压电路的输出端之间还设置有开关单元2。
[0071]
实施原理如下：
[0072]
可以按照所需的分压比例控制相应的开关单元2导通，其余开关单元2关断，将输出电压的电位设置在相应的分压模块1的远离接地端的一端，从而实现不同分压比例的控制。如图5中，当所需的分压比例为n/n时，可以将开关单元2n导通，其余开关单元关断，输出电压为分压单元10n远离接地端的一端与接地端之间的压差。
[0073]
可选的，参照图6所示的分压电路示意图，该分压电路可以设置有多个输出端，每个输出端与两个相邻的分压模块1之间的节点连接，每个输出端连接的节点不同。
[0074]
实施原理如下：
[0075]
该分压电路中，可以通过两个相邻的分压模块1之间的节点输出不同分压比例的输出电压。后级电路可以根据需要选择接入其中的一个或者多个输出端的输出电压。其中，上述两个相邻的分压模块1可以是指分压电路中的任意两个相邻的分压模块1，也即是说，可以在所有相邻的分压模块1之间设置输出端，也可以选择在部分相邻的分压模块1之间设置输出端。
[0076]
本技术实施例可以获得如下有益效果：
[0077]
(1)分压电路可以包括多个分压模块，由于分压模块由晶体管单元和电阻单元构成，相较于仅包括晶体管单元的分压电路而言，本技术提供的分压电路功耗更低；相较于仅包括电阻单元的分压电路而言，本技术提供的分压电路面积更小。
[0078]
(2)晶体管单元的场效应晶体管采用倒比管和/或电阻单元的阻抗较大时，可以进一步降低分压电路的功耗。
[0079]
(3)每个分压单元的结构一致、阻值相等，可移植性高。
[0080]
本技术示例性实施例还提供一种芯片，该芯片包括上述的分压电路。该芯片可以是但不限于是soc(system on chip，芯片级系统)芯片、sip(system in package,系统级封装)芯片。该芯片通过集成上述分压电路，可以减小芯片面积、降低芯片功耗。
[0081]
本技术示例性实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括设备主体以及设于设备主体内的如上述的芯片。电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、红外电子体温计、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、移动电源、无线充电器、快充充电器、车载充电器、适配
器、显示器、usb(universal serial bus,通用串行总线)扩展坞、触控笔、真无线耳机、汽车中控屏、汽车、智能穿戴设备、移动终端、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、pos(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。该电子设备通过设置上述分压电路，可以降低电子设备的功耗。

技术特征：

1.一种分压电路，其特征在于，所述分压电路包括多个分压模块(1)，所述分压模块(1)包括至少一个晶体管单元(11)和至少一个电阻单元(12)，所述多个分压模块(1)形成串联电路，其中，所述多个分压模块(1)之间的晶体管总阻值比例关系，与所述多个分压模块(1)之间的电阻总阻值比例关系相同。2.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，所述晶体管单元(11)包括至少一个场效应晶体管，所述场效应晶体管的栅极和漏极连接、衬底和源极连接。3.根据权利要求2所述的分压电路，其特征在于，所述场效应晶体管为倒比管。4.根据权利要求2所述的分压电路，其特征在于，每个所述晶体管单元(11)中场效应晶体管的数量相同，且每两个所述晶体管单元(11)中对应的晶体管的尺寸相同。5.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，所述分压模块(1)包括至少一个分压单元(10)，所述分压单元(10)包括一个晶体管单元(11)和一个电阻单元(12)，所述一个晶体管单元(11)和所述一个电阻单元(12)之间串联。6.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，所述分压电路中设置有至少一个节点，所述节点与所述分压电路的输出端连接，所述节点处于任意两个相邻的分压模块(1)之间。7.根据权利要求6所述的分压电路，其特征在于，所述分压电路中设置有一个节点；所述节点与所述分压电路的接地端之间的分压单元(10)的数量，与所述分压电路中分压单元(10)的总数之间的比例，满足所述分压电路的预设分压比例。8.根据权利要求6所述的分压电路，其特征在于，所述分压电路中设置有多个节点，所述节点与所述分压电路的输出端之间还设置有开关单元(2)。9.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，所述分压电路设置有多个输出端，每个输出端与两个相邻的分压模块(1)之间的节点连接，每个输出端连接的节点不同。10.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，每个所述电阻单元(12)的阻值相同。11.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，每个所述电阻单元(12)中电阻的数量相同，且每两个所述电阻单元(12)中对应的电阻的阻值相同。12.根据权利要求1所述的分压电路，其特征在于，所述电阻单元(12)的阻值范围为100ω～10kω。13.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的分压电路。14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的分压电路。

技术总结

本申请提供一种分压电路、芯片及电子设备，属于电子技术领域。所述分压电路包括多个分压模块，所述分压模块包括至少一个晶体管单元和至少一个电阻单元，所述多个分压模块形成串联电路，其中，所述多个分压模块之间的晶体管总阻值比例关系，与所述多个分压模块之间的电阻总阻值比例关系相同。由于分压模块由晶体管单元和电阻单元构成，相较于仅包括晶体管单元的分压电路而言，本申请提供的分压电路功耗更低；相较于仅包括电阻单元的分压电路而言，本申请提供的分压电路面积更小。本申请提供的分压电路面积更小。本申请提供的分压电路面积更小。