[發明專利]一種處理負壓AC信號的電子開關及其控制方法

有效

• 申請號: 202110971997.5
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113422595B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 蔡波;卿健;羅周益;朱冬勇;章莉
• 申請（專利權）人: 成都市易沖半導體有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K17/16
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

1.一種處理負壓AC信號的電子開關，其特征在于，包括：

隔離型NMOS管QT1、隔離型NMOS管QT2、鉗位電路一、鉗位電路二、控制電路一和控制電路二；

隔離型NMOS管QT1的漏極與隔離型NMOS管QT2的漏極連接；隔離型NMOS管QT2的源極連接鉗位電路二的輸入端；鉗位電路二的輸出端一方面連接鉗位電路一的輸入端，另一方面連接控制電路二的輸入端；控制電路二的輸出端分別連接至隔離型NMOS管QT2的柵極和源極；鉗位電路一的輸出端連接隔離型NMOS管QT1的源極；控制電路一的輸入端分別連接鉗位電路一的兩端，控制電路一的輸出端連接NMOS管QT1的柵極；

隔離型NMOS管QT1和隔離型NMOS管QT2中的n型埋層連接各自的漏極，n型埋層隔離起來的P阱連接各自的源極，并且P阱還通過一個體二極管與各自的漏極連接；

所述鉗位電路二包括二極管D1、二極管D2、鉗位二極管Z2、電容cpump和電容CT2；所述控制電路二包括開關T2_on和開關T2_off；隔離型NMOS管QT2的源極依次連接二極管D1的正極和負極以及二極管D2的正極和負極；二極管D1和二極管D2之間的電性連接點經電容cpump接地；電容CT2以及鉗位二極管Z2的兩端均并聯在二極管D1的正極和二極管D2的負極之間；二極管D2的負極一方面連接鉗位電路一的輸入端，另一方面依次經開關T2_on和開關T2_off連接至隔離型NMOS管QT2的源極；開關T2_on和開關T2_off之間的電性連接點連接隔離型NMOS管QT2的柵極；

所述鉗位電路一包括二極管D3、鉗位二極管Z1和電容CT1；所述控制電路一包括開關T1_on和開關T1_off；二極管D1的正極連接二極管D2的負極，二極管D1的負極經鉗位二極管Z1的一端，二極管D3和鉗位二極管Z1之間的電性連接點經開關T1_on連接隔離型NMOS管QT1的柵極；二極管Z1的另一端一方面連接隔離型NMOS管QT1的源極，另一方面經開關T1_off連接隔離型NMOS管QT1的柵極；電容CT1并聯在鉗位二極管Z1兩端。

2.一種如權利要求1所述的處理負壓AC信號的電子開關的控制方法，其特征在于，設隔離型NMOS管QT1的源極為節點T1，隔離型NMOS管QT2的源極為節點T2，隔離型NMOS管QT1的漏極和隔離型NMOS管QT2的漏極之間的電性連接點為節點MID；所述控制方法包括如下步驟：

(1)電子開關導通：使控制電路一控制鉗位電路一的輸入端與隔離型NMOS管QT1的柵極連通，鉗位電路一的輸出端與隔離型NMOS管QT1的柵極斷開，即隔離型NMOS管QT1的柵極和源極斷開；使控制電路二控制鉗位電路二輸出端與隔離型NMOS管QT2的柵極連通，隔離型NMOS管QT2的柵極和源極斷開；鉗位電路二對節點T2的電壓進行鉗位形成(T2+X)V電源域，并輸出至隔離型NMOS管QT1和隔離型NMOS管QT2的柵極；此時隔離型NMOS管QT1和隔離型NMOS管QT2導通，從節點T1、節點MID至節點T2形成低阻抗通路，節點T1與節點T2的電壓近似相等；其中，X表示隔離型NMOS管QT1和隔離型NMOS管QT2的柵極和源極之間的最高安全工作電壓數值；

(2)電子開關斷開：使控制電路一控制鉗位電路一的輸入端與隔離型NMOS管QT1的柵極斷開，鉗位電路一的輸出端與隔離型NMOS管QT1的柵極連通，即隔離型NMOS管QT1的柵極和源極連通；使控制電路二控制鉗位電路二輸出端與隔離型NMOS管QT2的柵極斷開，隔離型NMOS管QT2的柵極和源極連通；

當節點T1處的電壓大于節點T2處的電壓時，(T2+X)V電源域作為隔離型NMOS管QT2的供電電源，由于隔離型NMOS管QT2的柵極和源極連通，因此隔離型NMOS管QT2的柵極和源極之間的電壓為0V，即隔離型NMOS管QT2關斷；

當節點T1處的電壓小于節點T2處的電壓時，(T2+X)V電源域參照節點T1的浮動產生(T1+X)V電源域，(T1+X)V電源域作為隔離型NMOS管QT1的供電電源，由于隔離型NMOS管QT1的柵極和源極連通，因此隔離型NMOS管QT1的柵極和源極之間的電壓為0V，即隔離型NMOS管QT1關斷。