[發(fā)明專利]高效的高壓數(shù)字I/O保護(hù)

在審

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• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112532218A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·加伯薩;D·菲奧林;L·倫托拉
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/06
• 分類號: H03K17/06;H03K17/567
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 黃倩

1.一種電路，包括：

驅(qū)動器電路，包括輸入元件和輸出元件，其中所述輸出元件經(jīng)由傳遞器件被電氣地耦合到數(shù)字輸出端子，其中：

所述傳遞器件包括第一端子、第二端子和控制端子，

所述傳遞器件被配置為保護(hù)所述驅(qū)動器電路免受施加到所述數(shù)字輸出端子的過電壓的影響，

所述驅(qū)動器電路的所述輸出元件被電氣地連接到所述傳遞器件的所述第一端子以及經(jīng)由電容器連接到所述傳遞器件的所述控制端子，

所述傳遞器件的所述控制端子通過開關(guān)被耦合到電源電壓，并且

所述傳遞器件的所述第二端子被耦合到所述數(shù)字輸出端子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述傳遞器件包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS晶體管，并且其中所述第一端子是所述NMOS晶體管的源極，所述第二端子是漏極并且所述控制端子是柵極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括刷新電路，所述刷新電路被配置為在所述傳遞器件的所述控制端子處施加預(yù)先確定的電壓幅度，所述刷新電路包括：

電氣地耦合到所述驅(qū)動器電路的所述輸入元件的使能輸入元件；

耦合到所述傳遞器件的所述控制端子的刷新輸出元件；以及

時(shí)鐘輸入元件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中所述電容器是第一電容器，所述刷新電路還包括：

第二電容器；以及

輔助驅(qū)動器電路被配置為響應(yīng)于在所述使能輸入元件處接收數(shù)字一來對所述第二電容器充電。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述開關(guān)是第一開關(guān)，所述刷新電路還包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)被布置使得所述第二開關(guān)控制所述刷新輸出元件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中響應(yīng)于在所述輸入元件處接收數(shù)字零：

所述驅(qū)動器電路被配置為將參考電壓輸出到所述電容器的第一極板；以及

所述電容器的第二極板被配置為充電到大約所述電源電壓的大小。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其中所述傳遞器件被配置為保護(hù)所述驅(qū)動器電路免受施加到所述數(shù)字輸出端子的大于所述參考電壓至少四十伏的過電壓的影響。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中響應(yīng)于在所述輸入元件處接收數(shù)字一：

所述驅(qū)動器電路被配置為輸出第一電壓，其中：

所述第一電壓的大小大約等于數(shù)字電源電壓，以及

所述傳遞器件的所述第一端子與所述控制端子之間的電壓的大小大約等于所述電源電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中與在所述傳遞器件的所述控制端子處的電壓的大小相比，過電壓是在所述數(shù)字輸出端子處的超過閾值電壓的大小的電壓的大小。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，還包括比較電路裝置，其中所述比較電路裝置被配置為：

確定在所述數(shù)字輸出端子處的電壓的所述大小是否是過電壓；

響應(yīng)于確定在所述數(shù)字輸出端子處的電壓的所述大小是過電壓，控制所述開關(guān)以禁用所述傳遞器件，從而防止所述過電壓到達(dá)所述驅(qū)動器電路的所述輸出元件。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，還包括刷新電路，其中響應(yīng)于確定在所述數(shù)字輸出端子處的電壓的所述大小為過電壓，所述比較電路裝置還被配置為禁用所述刷新電路裝置。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中所述比較電路裝置包括一個(gè)或多個(gè)處理器。