总线接收器与电子设备的制作方法

本发明涉及半导体通信领域，尤其涉及一种总线接收器与电子设备。

背景技术：

1、总线接收器为集成式电气隔离器件，用于平衡、多点总线传输线路的双向数据通信，提供对应于在双导体数据总线上所提供电压差分的数据输出。

2、目前的总线接收器存在以下缺陷：(1)当输入电压超过总线接收器的工作范围时，会对电路造成损坏；(2)不支持正负共模电压的输入范围以及不支持宽范围的电源电压；(3)比较器不支持负的输入电压。

技术实现思路

1、本发明提供一种总线接收器与电子设备，以解决输入电压过大造成电路损坏、不支持正负共模电压的输入范围以及不支持宽范围的电源电压以及比较器不支持负的输入电压的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种总线接收器，用于根据总线电压的差分电压，输出不同的输出信号，包括：电压调节模块以及检测比较器模块；所述电压调节模块包括电压调节单元、电压钳位单元以及滤波单元；所述检测比较器模块包括：偏置电流产生单元、电流镜单元、背栅电压偏置单元、电平位移单元、比较器单元以及输出单元；

3、所述电压调节单元的第一输入端连接第一总线电压端，所述电压调节单元的第二输入端连接第二总线电压端，用于接收第一总线电压以及第二总线电压，所述电压调节单元的输出端连接所述电压钳位单元的第一端，所述电压钳位单元的第二端连接所述滤波单元的输入端，所述滤波单元的第一输出端连接所述电平位移单元的第一端，所述滤波单元的第二输出端连接所述电平位移单元的第二端，所述电平位移单元第三端连接所述背栅电压偏置单元的第一端，所述背栅电压偏置单元的第二端连接所述偏置电流产生单元的第一端，所述偏置电流产生单元的第二端连接所述电流镜单元的第一端，所述电流镜单元的第二端连接所述比较器单元的第一端以及一输出信号端，所述背栅电压偏置单元的第三端连接所述比较器单元的第二端，所述比较器单元的第三端连接所述输出单元的第一端，所述输出单元的第二端连接所述输出信号端；

4、所述电压调节单元用于，对所述第一总线电压以及所述第二总线电压进行降压调节，得到降压调节后的所述第一总线电压以及所述第二总线电压；

5、所述电压钳位单元用于，对降压调节后的所述第一总线电压以及所述第二总线电压进行钳位，以将降压调节后的所述第一总线电压以及所述第二总线电压钳位至预设范围内，输出第一差分电压信号，所述第一差分电压信号表征为所述第一总线电压与所述第二总线电压的差值；

6、所述滤波单元用于，对降压调节后的所述第一总线电压以及所述第二总线电压进行滤波处理，得到并输出第二差分电压信号；

7、所述背栅电压偏置单元用于，生成背栅电压，并对所述背栅电压进行偏置；

8、所述电平位移单元用于，接收第二差分电压信号并对所述第二差分电压信号进行电平位移，输出第三差分电压信号；

9、所述比较器单元用于，将所述第三差分电压信号转换成单端信号；

10、所述输出单元用于，放大所述单端信号，并基于所述单端信号，输出输出信号。

11、可选的，所述电压钳位单元包括第一mos管、第二mos管、第一齐纳管以及第二齐纳管；

12、所述第一mos管的第一端连接所述电压调节单元的第一端、所述第一mos管的第二端以及所述滤波单元的第一端，所述第二mos管的第一端连接所述电压调节单元的第二端、所述第二mos管的第二端以及所述滤波单元的第二端，所述第一mos管的第三端连接所述第一齐纳管的负极，所述第一齐纳管的正极连接所述第二齐纳管的正极以及接地，所述第二齐纳管的负极连接所述第二mos管的第三端。

13、可选的，所述电压调节单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻；

14、其中，所述第一电阻的第一端连接所述第一总线电压端，所述第一电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端以及所述第一mos管的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端以及接地，所述第四电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端以及所述第二mos管的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二总线电压端；

15、所述电压调节单元被配置为：所述第一电阻的值与所述第三电阻的值之间的比值等于所述第二电阻的值与所述第四电阻的值之间的比值，且所述第一电阻的值与所述第三电阻的值之间的比值为所述第一总线电压以及所述第二总线电压降压调节的比例系数。

16、可选的，所述滤波单元包括第五电阻、第六电阻、第一电容、第二电容以及第三电容；

17、其中，所述第五电阻的第一端连接所述第一mos管的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第一电容的第一端、所述第三电容的第一端以及所述电平位移单元的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第六电阻的第一端、所述第三电容的第二端以及所述电平位移单元的第二端，所述第六电阻的第二端连接所述第二mos管的第一端。

18、可选的，所述电平位移单元包括：第三mos管、第四mos管、第七电阻以及第八电阻；

19、其中，所述第三mos管的第一端、所述第四mos管的第一端分别连接至所述滤波单元的第一输出端以及所述滤波单元的第二输出端，所述第三mos管的第二端、所述第四mos管的第二端连接所述补偿单元的第一端，所述第三mos管的第三端、所述第四mos管的第三端分别连接至所述第七电阻以及所述第八电阻的第一端，所述第七电阻以及第八电阻的第二端接地。

20、可选的，所述背栅电压偏置单元包括背栅电压产生单元以及偏置单元，所述背栅电压产生单元包括第五mos管、第六mos管、所述第三mos管以及所述第四mos管，所述偏置单元包括第七mos管以及第八mos管；

21、其中，所述第五mos管的第一端连接所述第四mos管的第三端，所述第六mos管的第一端连接所述第三mos管的第三端，所述第五mos管连接所述第六mos管第二端，所述第五mos管的第三端以及所述第六mos管的第三端连接所述比较器单元，所述第五mos管的第一端以及所述第六mos管的第一端还连接所述第七mos管的第一端，以将所述背栅电压传输至所述偏置单元；所述第七mos管的第二端连接所述第七mos管的第一端，所述第七mos管的第三端连接所述第八mos管的第一端以及第二端，所述第八mos管的第三端接地。

22、可选的，所述比较器单元包括：第九mos管、第十mos管、所述第五mos管以及所述第六mos管；

23、其中，所述第九mos管的第一端、所述第十mos管的第一端分别连接所述第五mos管以及第六mos管，所述第九mos管的第二端连接所述第九mos管的第一端以及所述第十mos管的第二端，所述第九mos管的第三端以及所述第十mos管的第三端接地；

24、所述比较器单元被配置为：

25、当所述差分电压信号在预设阈值以上时，输出第一单端信号；

26、当所述差分电压信号小于所述预设阈值时，输出第二单端信号。

27、可选的，所述总线接收器还包括钳位单元；所述钳位单元包括：第十mos管以及第十一mos管；

28、其中，所述第十mos管的第一端连接所述比较器单元的输出端以及所述第十mos管的第二端，所述第十mos管的第三端连接所述第十一mos管的第一端，所述第十一mos管的第一端还连接所述第十一mos管的第二端，所述第十一mos管的第三端接地；

29、所述钳位单元被配置为：对所述第一单端信号进行钳位。

30、可选的，所述输出单元包括：第十三mos管；所述第十三mos管的第一端连接所述第十一mos管的第一端，所述第十三mos管的第二端连接所述第十二mos管的第三端，所述第十三mos管的第三端连接所述输出信号端；

31、所述输出单元被配置为：

32、当所述单端信号为所述第一单端信号时，输出第一输出信号；

33、当所述单端信号为所述第二单端信号时，输出第二输出信号。

34、可选的，所述第一输出信号表征为高电平，所述第二输出信号表征为低电平。

35、可选的，所述偏置电流产生单元包括：第十四mos管、第十五mos管、第十六mos管、第十七mos管、三极管以及第九电阻；

36、其中，所述第十四mos管的第一端连接所述第十五mos管的第一端，所述第十四mos管的第二端连接所述第十五mos管的第二端以及所述第十五mos管的第三端，所述第十四mos管的第三端以及所述第十五mos管的第三端分别连接至所述第十六mos管以及所述第十七mos管的第一端，所述第十六mos管的第一端还连接所述第十六mos管的第二端以及所述第十七mos管的第二端，所述第十六mos管的第三端连接所述三极管的第一端以及第二端，所述三极管的第三端接地，所述第十七mos管的第三端连接所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端接地。

37、可选的，所述电流镜单元包括：所述第十四mos管、所述第十五mos管、第十八mos管、第十九mos管、第二十mos管、第二十一mos管以及第二十二mos管；

38、所述第十四mos管以及所述第十五mos管的第一端均连接至所述第十八mos管至所述第二十二mos管的第一端，所述第十四mos管以及所述第十五mos管的第二端均连接至所述第十八mos管至所述第二十二mos管的第二端，所述第十八mos管的第三端连接所述第七mos管的第一端，所述第十九mos管的第三端连接所述补偿单元的第一端，所述第二十mos管的第三端连接所述补偿单元的第二端，所述第二十一mos管的第三端连接所述比较器单元，所述第二十二mos管的第三端连接所述输出信号端。

39、可选的，所述总线接收器还包括补偿单元，所述补偿单元包括：所述第二十二mos管、第二十三mos管以及第十电阻；

40、其中，所述第二十三mos管的第一端连接所述第二十二mos管，所述第二十三mos管的第二端连接所述输出信号端，所述第二十三mos管的第三端连接所述第十电阻的第一端以及所述第三mos管，所述第十电阻的第二端连接所述第四mos管；

41、所述补偿单元被配置为：生成补偿电压，所述补偿电压表征为固定阈值电压以及滞回电压。

42、根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括第一方面及其可选的所述的总线接收器。

43、本发明提供的总线接收器与电子设备，通过电压调节单元以及电压钳位单元对输入的总线电压的调节以及钳位，实现对总线电压的范围的控制，且保证在输入电压超过接收器的工作范围时，电压会被钳位不会造成损坏；此外，本发明通过背栅电压偏置单元产生背栅电压，从而可以支持更宽的正负共模电压输入范围，以及可以支持更宽的vcc电源电压；进一步的，本发明通过电平位移单元，对输入的总线电压进行电平抬升，实现可以支持负的输入电压，将负的输入电压电平转换到都是大于地电压的电平，同时也有一定的放大作用。

44、且在优选的实施例中，本发明通过补偿单元产生的固定阈值电压和滞回电压，补偿了电阻的工艺偏差和温度特性。

45、在其他优选的实施例中，本发明通过在比较器模块中增加钳位单元，减少传输延迟，并且有利于实现输出高和输出低时传输延迟时间的对称性。