[發明專利]可擴展式保護電壓發生器

在審

• 申請號: 201510802139.2
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105630059A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: P·巴拉;H·阿德瓦尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體國際有限公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張昊

技術領域

本發明總體上涉及可擴展式保護電壓生成，并且具體是涉及用于保護電壓發生電 路和電壓保護階梯結構的設計來保護低壓電路和設備。

背景技術

大多數集成電路和設備被設計使用其內部加工技術被設計耐受的特定電壓電源 (如5V±10％)運行。在現代集成電路和存儲器中，隨著工藝特征大小(如晶體管)減小和運 行速度增加，對更高電壓電源的需要減小。然而，在許多情況下，外部供應的高電壓由過去 的用途、慣例或行業規格固定并且不能夠容易針對耐受較低電壓的工藝技術被降低。

因此，在本領域中需要一種用于低壓工藝集成電路和設備的降壓電路和電壓調節 器。

發明內容

實施例是一種電路，該電路包括：保護電壓發生器，該保護電壓發生器與第一電壓 節點、第二電壓節點和接地電壓節點耦合，該保護電壓發生器被配置成用于基于該第一電 壓節點和該第二電壓節點在多個第一節點處生成多個保護電壓；以及電壓保護階梯結構， 該電壓保護階梯結構耦合在該第一電壓節點與低壓電路之間，該電壓保護階梯結構在該多 個第一節點與該多個保護電壓耦合，該電壓保護階梯結構被配置成用于基于該第一電壓節 點和該多個保護電壓生成第一低電壓。

另一實施例是一種電路，該電路包括：電阻器階梯結構，該電阻器階梯結構包括串 聯耦合在第一電源電壓與接地電壓之間數量為M的電阻器；偏壓發生器電路，該偏壓發生器 電路包括數量為N的偏置電壓發生器，這些偏置電壓發生器具有與該電阻器階梯結構耦合 的多個輸入端，這些偏置電壓發生器被配置成用于在其多個輸出端生成數量為N的偏置電 壓，其中，這些偏置電壓發生器中的N-1個偏置電壓發生器使其輸出端與另一個偏置電壓發 生器的輸入端耦合；以及共源共柵階梯結構，該共源共柵階梯結構包括串聯耦合在該第一 電源電壓與低壓設備之間的數量為N的共源共柵器件，這些共源共柵器件中的每個共源共 柵器件與這些偏置電壓之一耦合。

進一步實施例是一種方法，該方法包括：將第一電源電壓分壓為第一組電壓；生成 多個保護電壓，該多個保護電壓中的第一保護電壓基于該第一組電壓中的兩個電壓和第二 電源電壓，該多個保護電壓中的其他保護電壓各自基于該第一組電壓中的兩個電壓和該多 個保護電壓中的其他保護電壓之一；以及基于該多個保護電壓從該第一電源電壓生成第一 低電壓。

附圖說明

現在參考下面的說明并結合附圖，以更完整地理解本發明及其優點，其中：

圖1是根據實施例的電壓保護電路的框圖；

圖2是根據實施例的電壓保護電路的示意圖；

圖3A、圖3B和圖3C是根據各實施例的電壓保護電路的各部分的示意圖；

圖4是根據另一個實施例的電壓保護電路的示意圖；

圖5A、圖5B和圖5C是根據實施例圖4中的電壓保護電路的運行的示意圖；并且

圖6A、圖6B、圖6C、圖6D、圖6E和圖6F是根據各實施例的電壓保護電路中的保護電 壓生成的示例。

具體實施方式

下文詳細討論了當前實施例的制造和使用。然而，應認識到，本披露提供可以被體 現在各種各樣的具體環境中的許多可應用的創造性概念。所討論的具體實施例僅說明制造 和使用所披露的主題的特定方式，而并不限制不同實施例的范圍。

將關于具體上下文中的實施例來描述實施例，即，電壓保護電路和操作電壓保護 電路的方法。本文中的各實施例中的某些實施例包括用于在通用串行總線(USB)設備、高速 串行鏈路、計算機、或能夠使用低壓設備利用高壓信號處理的任何系統中使用的可擴展式 電壓保護電路。在其他實施例中，各個方面還可以應用于涉及根據現有技術中已知的任何 方式的任何類型的電壓保護電路的其他應用。

一般而言，使用本披露的實施例，設備能夠利用生成多個電壓的方案來保護內部 電路。具體而言，本披露利用一組電壓從那組電壓生成基準電壓來保護低壓電路。這允許使 用低壓能動設備(如低壓金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)用于高壓信號處理。此 外，本披露為低壓電路提供與電源無關的高壓保護。