[發(fā)明專利]一種用于模擬開關(guān)的保護電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110259638.3
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102394490A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙海亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;H03K17/687
• 代理公司: 上海兆豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬開關(guān)，尤其涉及一種用于模擬開關(guān)的保護電路。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的模擬開關(guān)如圖1所示，其集成在一芯片上，其中PMOS(P型絕緣柵場效應(yīng)管)管7’和NMOS(N型絕緣柵場效應(yīng)管)管8’為大的功率管，構(gòu)成了模擬開關(guān)電路中傳輸信號的通路。端口IO1’和端口IO2’分別為輸入、輸出信號端口，端口EN’為控制信號端口。PMOS管1’和NMOS管2’組成一個反相器電路，其中VDD代表電源，GND代表接地。同樣，PMOS管3’和NMOS管4’、PMOS管5’和NMOS管6’分別組成反相器電路。EN’信號通過以上三個反相器電路產(chǎn)生一組反相的控制信號，控制著PMOS管7’和NMOS管8’的開和關(guān)，也即模擬開關(guān)的打開和關(guān)閉。當(dāng)控制信號EN’為高電平時模擬開關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)控制信號EN’為低電平時模擬開關(guān)關(guān)斷。

但是這個電路存在一定的缺陷，存在使用的危險隱患。如圖1所示，MOS(絕緣柵場效應(yīng)管)管的襯底接一定的電位，其中，NMOS管8’的P襯底是接地GND的，PMOS管7’是做在N阱里面的，通常情況下，N阱是接電源VDD的，因為一般情況下VDD為芯片內(nèi)最高電位。此時，在以下兩種情況下，存在缺陷：

(1)電源掉電且模擬開關(guān)的信號輸入端口IO1’有輸入信號，且信號幅度較大。此時因為電源掉電，接在電源上的PMOS管7’的N阱電位為零，此時如果輸入信號的幅度較大，PMOS功率管7’的P+有源區(qū)和N阱組成的PN結(jié)正向偏置導(dǎo)通，將會向N阱灌入較大的電流，嚴重時會將芯片損壞。

(2)電源工作正常，但是模擬開關(guān)的信號輸入端口IO1’的輸入信號幅度較大，信號電壓高于電源電壓，此時PMOS功率管7’的P+有源區(qū)和N阱組成的PN結(jié)同樣會正向偏置導(dǎo)通，將會向N阱灌入較大的電流，嚴重時會將芯片損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種用于模擬開關(guān)的保護電路，該保護電路能在電源掉電時或輸入過壓引起電流倒灌時，對模擬開關(guān)起到保護作用，避免芯片損壞。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

一種用于模擬開關(guān)的保護電路，該保護電路(1)連接一模擬開關(guān)(2)，所述模擬開關(guān)(2)包括控制信號端口(EN)、輸入信號端口(IO1)和輸出信號端口(IO2)，所述保護電路(1)和模擬開關(guān)(2)均由電源(VDD)供電，所述保護電路(1)包括依次連接的第四反相器電路(101)、第五反相器電路(102)、過壓限流保護電路(103)和N阱電位選擇電路(104)，其中：

所述第四反相器電路(101)的輸入端連接控制信號端口(EN)，接收控制信號；

所述N阱電位選擇電路(104)還連接所述電源(VDD)和所述輸入信號端口(IO1)，根據(jù)所述電源(VDD)電壓和所述輸入信號端口(IO1)的輸入信號電平的變化以及相對關(guān)系，實現(xiàn)N阱電位的轉(zhuǎn)換；

所述過壓限流保護電路(103)還連接所述電源(VDD)，在所述輸入信號端口(IO1)的輸入信號電平大于所述電源(VDD)電壓的情況下，實現(xiàn)對倒灌電流的限流；

所述過壓限流保護電路(103)和N阱電位選擇電路(104)的相連端為所述保護電路(1)的輸出端(L1)。

在上述的用于模擬開關(guān)的保護電路中，所述第四反相器電路(101)包括第十一PMOS管(11)和第十二NMOS管(12)，第五反相器電路(102)包括第十三PMOS管(13)和第十四NMOS管(14)，其中：

第十一PMOS管(11)的源極連接所述電源(VDD)，第十一PMOS管(11)的柵極與第十二NMOS管(12)的柵極相連的結(jié)點作為第四反相器電路(101)的輸入端，第十一PMOS管(11)的漏極與第十二NMOS管(12)的漏極相連的結(jié)點作為第四反相器電路(101)的輸出端，第十二NMOS管(12)的源極接地(GND)；

第十三PMOS管(13)的源極連接所述電源(VDD)，第十三PMOS管(13)的柵極與第十四NMOS管(14)的柵極相連的結(jié)點作為第五反相器電路(102)的輸入端，第十三PMOS管(13)的漏極與第十四NMOS管(14)的漏極相連的結(jié)點作為第五反相器電路(102)的輸出端(L3)，第十四NMOS管(14)的源極接地(GND)。

在上述的用于模擬開關(guān)的保護電路中，所述過壓限流保護電路(103)包括第十五NMOS管(15)、第十六PMOS管(16)和第十七PMOS管(17)，其中：