[發明專利]一種可量化的防電荷反灌負載開關電路

在審

• 申請號: 201910059125.4
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109672325A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 方建平;薛永強;石鵬舉
• 申請（專利權）人: 西安拓爾微電子有限責任公司
• 主分類號: H02M1/06
• 分類號: H02M1/06
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種可量化的防電荷反灌負載開關電路，包括：電流電壓產生器，產生工作電路所需偏置電流和偏執電壓，以及用于連接輸入輸出的主開關管，用于體電位切換的體電位開關管。電壓比較器，比較輸入端和輸出端電壓值。電壓控制器，控制體電位開關管。修調模塊，修調電壓比較器的輸入失調電壓。驅動模塊，提供驅動能力和快速打開或關斷主開關管體電位切換電路。LOGIC模塊發出邏輯信號控制內部電路工作狀態。本發明通過自動修調模塊或者外部TRIMPAD將不同芯片個體的防電荷反灌能力修調至正常設計范圍，實現實際芯片防倒灌的可量化設計和可測試性，實現負載開關芯片大批量生產時，由工藝偏差引起的芯片間防倒灌能力的差異性。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路技術領域，涉及一種可量化的防電荷反灌負載開關電路。

背景技術

負載開關是電子系統中一常用的電子器件，主要用于連接電源和負載，實現二者之間的連接和隔離。其中負載開關可以與其控制電路集成設置，也可以是一個獨立的器件。

場效應晶體管是一種常用的負載開關，但是，現有的場效應作為負載開關，在實際應用中，可能會出現輸出高于輸入的現象，例如輸出的存在干擾或者輸出端高壓碰觸，因此可能會出現電荷從輸出反灌至輸入端，導致輸入端電位升高，造成系統工作紊亂。

為了避免負載開關電路輸出端的電荷反灌至輸入端，現有技術通常在負載開關控制電路中增加防電荷反灌電路，使得在出現輸出端電壓高于輸入端電壓時，及時將負載開關管的體電位切換至電路中的最高點位，避免造成系統非正常工作。

但由于工藝及環境的影響，尤其是在大批量生產芯片時，芯片個體有無防電荷反灌功能及芯片個體防電荷反灌的能力的強弱存在較大的差異，為此，如何解決大批量負載開關電路個體間防電荷反灌能力差異性，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種可量化的防電荷反灌負載開關電路。該負載開關電路可以很好的解決負載開關芯片個體間防電荷反灌能力的差異性問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種可量化的防電荷反灌負載開關電路，包括：

電流電壓產生器：用于產生工作電路所需的偏置電流與偏置電壓。

開關管：包括主開關管和體電位開關管，主開關管用于連接芯片的輸入輸出端，體電位開關管用于切換主開關管的體電位。

電壓比較器：用于比較輸入端和輸出端電壓值，把這個信號傳送給自動修調模塊。

電壓控制器：用于控制體電位開關管，發出體電位切換信號。從而使得主開關管的寄生體二極管不會導通，防止了輸出端的電荷反灌至輸入端。

修調模塊：用于修調電壓比較器的輸入失調電壓。

驅動模塊：用于提供驅動能力，以快速打開或關斷主開關管體電位切換電路，主要控制主開關管M1。

LOGIC模塊：用于發出邏輯信號控制內部電路工作狀態。接收脈沖信號，識別信號，進行內部邏輯運算，輸出邏輯信號，控制電路工作狀態。

本發明的進步一說明：電流電壓產生器I1端接芯片輸入端，I2端接地，O端接電位控制器I2端口和自動修調模塊I3端口。電壓電流產生器用于產生其他電路模塊所需要的偏置電壓和偏置電流。

本發明的進步一說明：所述開關管包括主開關管M1,體電位開關管M1和電位開關管M2；所述主開關管M1源極外接于芯片輸入端VIN，漏極外接芯片輸出端VOUT，柵極接驅動電路輸出端O，體電位接電位開關管的M2和M3漏極；主開關管附有寄生二極管，當寄生二極管不導通時，輸出端電荷無法倒灌至輸入端。