[實用新型]一種電壓鉗位及ESD保護電路

有效

• 申請號: 201821694987.1
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN209088537U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 吳霖;樊楊
• 申請（專利權）人: 南京慧感電子科技有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種電壓鉗位及ESD保護電路，包括VCC電壓偵測電路、VCC電壓偵測傳遞電路、ESD偵測電路、ESD偵測傳遞電路和電壓吸收單元；VCC電壓偵測電路與供電電源端口和VCC電壓偵測傳遞電路相連，VCC電壓偵測傳遞電路與電壓吸收單元相連，ESD偵測電路與ESD偵測傳遞電路相連，ESD偵測傳遞電路與電壓吸收單元相連，電壓吸收單元與PWM開關控制集成電路芯片相連。本實用新型通過共用了一個電壓吸收單元來吸收過高的電壓及ESD事件中過多的電荷，確保內部的PWM控制電路不受損壞，節省版圖面積。并且ESD偵測電路可以保證ESD事件對RC電路觸發開啟保護作用，又可以防止芯片正常工作電壓上疊加的尖峰電壓對鉗位電路引起誤觸發。

技術領域

本發明涉及集成電路供電端口保護電路領域，尤其涉及PWM開關控制集成電路的供電端口的電壓鉗位及ESD保護電路。

背景技術

芯片工作電壓是由芯片制造工藝來決定。如典型的CMOS工藝主要由PMOS和NMOS器件來構建芯片。制造完成的芯片最高工作電壓由PMOS和NMOS最高工作電壓來決定。提供給芯片的工作電壓必須在確保在最高工作電壓范圍內，如果超過芯片規定的最高工作電壓會發生MOS管器件的柵氧擊穿或者源漏結出現不可恢復的擊穿損壞。

PWM開關控制集成電路芯片在工作過程中功率管直接通過電源獲取電壓，同時會在芯片供電電源端口上產生尖峰毛刺電壓。當芯片工作電壓達到最高工作電壓后，疊加的尖峰毛刺電壓會引起芯片內部器件結擊穿或穿通現象，甚至在芯片的某個區域觸發SCR效應。所以有必要對尖峰毛刺電壓進行吸收，確保芯片在規定的最高工作電壓下可以可靠的工作。

ESD靜電在芯片封裝、測試、焊接以及芯片系統模塊工作過程中都會面臨的問題，也必須使用ESD防護電路來保護芯片內部電路不受ESD靜電放電電荷的沖擊而損壞。

電壓鉗位電路需要用到吸收電壓尖峰毛刺的功率型MOS管，同時ESD保護電路也需要用到靜電釋放吸收的功率型MOS管。PWM開關控制芯片設計時供電端口的ESD保護電路是必須加入的。而電壓鉗位電路如果需要加入則會另外再占用芯片面積來加入，這樣芯片供電端口的保護電路將占用大量的版圖面積。

發明內容

本發明提供一種新的電路可以將電壓鉗位電路和ESD保護電路共用一個功率型MOS保護管，節省版圖面積，同時實現供電電壓鉗位以及ESD保護電路，并且在芯片正常工作時，ESD偵測電路不會受到電源電壓VCC上的尖峰電壓誤觸發開啟。

為實現上述目的，本發明提供了一種電壓鉗位及ESD保護電路，該電路包括VCC電壓偵測電路、VCC電壓偵測傳遞電路、ESD偵測電路、ESD偵測傳遞電路和電壓吸收單元；

所述VCC電壓偵測電路與供電電源端口和所述VCC電壓偵測傳遞電路相連，用于偵測供電電源端口的電壓，并在供電電源端口的電壓超過設定最高電壓保護閾值時，將過電壓信號傳輸至VCC電壓偵測傳遞電路；

所述VCC電壓偵測傳遞電路與所述電壓吸收單元相連，用以將VCC電壓偵測電路輸出的過電壓信號進行放大處理，產生電壓吸收單元工作的驅動電壓；

所述ESD偵測電路與ESD偵測傳遞電路相連，用以偵測供電端口ESD事件發生時的脈沖電壓,并將偵測的ESD脈沖電壓傳輸至ESD偵測傳遞電路，以及防止正常PWM開關控制集成電路芯片正常工作時端口產生的非ESD尖峰電壓，防止電壓吸收單元誤動作；

所述ESD偵測傳遞電路與所述電壓吸收單元相連，用以將ESD電壓偵測電路輸出的尖峰脈沖信號進行放大處理，產生電壓吸收單元工作的驅動電壓；

所述電壓吸收單元與PWM開關控制集成電路芯片相連，用以吸收供電電源VCC端口的過電壓和ESD放電電荷。

優選地，所述VCC電壓偵測電路包括串聯的二極管串(D1、D2、…、Dn)和電阻(R1)，電阻(R1)另一端接地(GND)，首端的二極管(D1)接電源端口(VCC)。