[發明專利]半導體裝置和控制模擬開關的方法

有效

• 申請號: 201210321396.0
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN103051314A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 荒木良太;水谷徹
• 申請（專利權）人: 富士通半導體股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 宋鶴

1.一種半導體裝置，包括：

模擬開關，其中P溝道晶體管和N溝道晶體管并聯連接在輸入端子與輸出端子之間；

可變電壓電路，其根據提供給所述輸入端子的輸入電壓可變地產生所述P溝道晶體管的第一柵極電壓和第一背柵極電壓以及所述N溝道晶體管的第二柵極電壓和第二背柵極電壓的電勢；以及

控制電路，其向所述可變電壓電路提供控制所述模擬開關導通或不導通的控制信號，其中

響應于導致所述模擬開關導通的所述控制信號，所述可變電壓電路向所述P溝道晶體管和所述N溝道晶體管各自的柵極輸出可變地產生的第一柵極電壓和第二柵極電壓。

2.根據權利要求1的半導體裝置，其中

所述P溝道晶體管具有第一柵極耐受電壓，所述第一柵極耐受電壓是柵極絕緣膜不破壞的最大容忍電壓，所述N溝道晶體管具有第二柵極耐受電壓，所述第二柵極耐受電壓是柵極絕緣膜不破壞的最大容忍電壓；

對于所述P溝道晶體管，所述可變電壓電路將所述第一背柵極電壓設定為所述輸入電壓或更高，并將所述第一柵極電壓設定為一電壓，該電壓比所述第一背柵極電壓低所述第一柵極耐受電壓；以及

對于所述N溝道晶體管，所述可變電壓電路將所述第二背柵極電壓設定為所述輸入電壓或更低，并將所述第二柵極電壓設定為一電壓，該電壓比所述第二背柵極電壓高所述第二柵極耐受電壓。

3.根據權利要求1的半導體裝置，其中

所述P溝道晶體管具有第一柵極耐受電壓，所述第一柵極耐受電壓是柵極絕緣膜不破壞的最大容忍電壓，所述N溝道晶體管具有第二柵極耐受電壓，所述第二柵極耐受電壓是柵極絕緣膜不破壞的最大容忍電壓；

所述輸入電壓具有的電勢在從最小電壓到最大電壓的范圍內；

對于所述P溝道晶體管，當所述輸入電壓處于等于或大于所述最小電壓的電壓以及等于或小于第一電壓的電壓的第一電壓范圍內時，所述可變電壓電路將所述第一柵極電壓設定為所述最小電壓，將所述第一背柵極電壓設定為比所述最小電壓高所述第一柵極耐受電壓的電壓，所述第一電壓比所述最小電壓高所述第一柵極耐受電壓，而當所述輸入電壓處于等于或大于所述第一電壓的電壓以及等于或小于所述最大電壓的電壓的第二電壓范圍內時，所述可變電壓電路將所述第一背柵極電壓設定為與所述輸入電壓相同的電壓，將所述第一柵極電壓設定為比所述第一背柵極電壓低所述第一柵極耐受電壓的電壓；以及

對于所述N溝道晶體管，當所述輸入電壓處于等于或小于所述最大電壓的電壓以及等于或大于第二電壓的電壓的第三電壓范圍內時，所述可變電壓電路將所述第二柵極電壓設定為所述最大電壓，將所述第二背柵極電壓設定為比所述最大電壓低所述第二柵極耐受電壓的電壓，所述第二電壓比所述最大電壓低所述第二柵極耐受電壓，而當所述輸入電壓處于等于或小于所述第二電壓的電壓以及等于或大于所述最小電壓的電壓的第四電壓范圍內時，所述可變電壓電路將所述第二背柵極電壓設定為與所述輸入電壓相同的電壓，將所述第二柵極電壓設定為比所述第二背柵極電壓高所述第二柵極耐受電壓的電壓。

4.根據權利要求3的半導體裝置，其中所述可變電壓電路包括：

輸入電壓檢測電路，其在所述第一電壓范圍至所述第四電壓范圍中檢測所述輸入電壓的范圍；

第一開關，其根據通過所述輸入電壓檢測電路對所述第一電壓范圍或第二電壓范圍的檢測，將所述第一背柵極電壓的輸出端子連接到比所述最小電壓高所述第一柵極耐受電壓的電壓，或者連接到所述輸入端子；

第一電壓變換電路，其向所述第一柵極電壓的輸出端子提供比所述第一背柵極電壓的輸出端子低所述第一柵極耐受電壓的電壓；

第二開關，其根據通過所述輸入電壓檢測電路對所述第三電壓范圍或第四電壓范圍的檢測，將所述第二背柵極電壓的輸出端子連接到比所述最大電壓低所述第二柵極耐受電壓的電壓，或者連接到所述輸入端子；以及

第二電壓變換電路，其向所述第二柵極電壓的輸出端子提供比所述第二背柵極電壓的輸出端子高所述第二柵極耐受電壓的電壓。