[發明專利]一種用于晶體管開關的過壓保護電路及方法

有效

• 申請號: 201410720399.0
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104410395B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 陳長江
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于晶體管開關的過壓保護電路，所述晶體管開關具有輸入端、輸出端和控制端，其特征在于，所述過壓保護電路包括：

誤差檢測電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至所述晶體管開關的輸出端，其第二輸入端接收參考信號，其輸出端提供誤差放大信號；

驅動電路，具有電源端、輸入端、輸出端與接地端，其輸入端耦接至所述誤差檢測電路輸出端，其輸出端耦接至所述晶體管開關的控制端，若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一輸入端電壓之差小于第一誤差，所述驅動電路增大所述晶體管開關的導通電阻；以及

負載調整電路，具有電源端、輸入端、輸出端與接地端，其輸入端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端，其輸出端耦接至所述晶體管開關的輸出端，若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一端電壓之差小于第二誤差，所述負載調整電路在晶體管開關的輸出端與所述負載調整電路接地端之間提供第一導通電阻，其中所述第二誤差大于所述第一誤差。

2.根據權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述誤差檢測電路包括誤差放大器，所述誤差放大器電壓增益小于100。

3.根據權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述晶體管開關是NMOS晶體管，所述驅動電路包括：

第一晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述晶體管開關的控制端，其第二端耦接至接地端，其控制端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端；以及

第一電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一電源端，其第二端耦接至所述第一晶體管的第二端。

4.根據權利要求3所述的過壓保護電路，其特征在于，所述第一電源端電壓高于所述晶體管開關輸入端電壓。

5.根據權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述晶體管開關是PMOS晶體管，所述驅動電路包括：

第一晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至接地端，其控制端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端；

第一電流鏡，具有第一端、第二端和電源端，其第一端耦接至所述第一晶體管第一端，其電源端耦接至第二電源端，其第二端耦接至所述晶體管開關的控制端，配置為鏡像所述第一晶體管的電流；以及

第一電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一電流鏡的第二端，其第二端耦接至所述接地端。

6.根據權利要求3或5所述的過壓保護電路，其特征在于，其中所述負載調整電路包括：

第二晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述接地端，其控制端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端；

第二電流源，具有第一端、第二端，其第一端耦接至第二電源端，其第二端耦接至所第二晶體管第一端；以及

放電電路，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述接地端，其第二端耦接至所述晶體管開關的輸出端，其控制端耦接至所述第二電流源第二端。

7.根據權利要求6所述的過壓保護電路，其特征在于，

若所述第一晶體管與所述第二晶體管是尺寸匹配的晶體管，所述第一電流源電流大于所述第二電流源電流；若所述第一電流源與所述第二電流源是匹配電流源，所述第一晶體管溝道寬長比小于所述第二晶體管溝道寬長比。

8.根據權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一端電壓之差大于第二誤差，所述晶體管開關完全導通；若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一端電壓之差小于第二誤差，所述晶體管開關的輸出端電壓被限制于設定電壓。

9.根據權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述過壓保護電路用于USB接口過壓保護。

10.一種用于晶體管開關的過壓保護方法，所述晶體管開關具有輸入端、輸出端和控制端，其特征在于，所述過壓保護方法包括：

若所述晶體管開關輸出端電壓高于第一閾值電壓，在晶體管開關的輸出端與接地端之間提供第一導通電阻；以及

若所述晶體管開關輸出端電壓高于第二閾值電壓，增大所述晶體管開關的導通電阻以鉗位所述晶體管開關輸出端電壓，其中所述第二閾值電壓大于所述第一閾值電壓。