[發(fā)明專利]一種防電流回流的IO架構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111118528.5
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113676172A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳冠旭;饒科;韓智毅;張琢;吳明顯;滿愛寶
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東華芯微特集成電路有限公司
• 主分類號: H03K19/003
• 分類號: H03K19/003;H03K19/0185
• 代理公司: 佛山北定知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44761
• 代理人: 曹江雄

本發(fā)明涉及一種防電流回流的IO架構(gòu)，包括了數(shù)字輸入通道、數(shù)字輸出通道、第一PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管。數(shù)字輸入信號通過數(shù)字輸入通道驅(qū)動第一PMOS管和第一NMOS管，第一通道控制信號交替開啟數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道。在PAD輸出端存在外界輸入信號時，第一PMOS管的襯底電壓為PAD輸出端電壓，在電源電壓端與PAD輸出端之間不存在可以導(dǎo)通的等效二極管，即電源電壓端與PAD輸出端之間不存在回流電流。基于此，在數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道交替開啟以滿足IO功能的同時，防止回流電流的產(chǎn)生，保證IO電路的正常運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防電流回流的IO架構(gòu)。

背景技術(shù)

IO(Input/Output)是指輸入和輸出，例如IO設(shè)備、IO電路或IO接口。在芯片的使用場景中，IO電路是常見的電路之一。圖1為傳統(tǒng)IO電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，在傳統(tǒng)的IO電路中，PAD作為與芯片的引腳連接部分，電流等各類電信號經(jīng)PAD進(jìn)行傳輸。其中，如圖1所示，當(dāng)芯片未上電或者處于高壓輸入模式時，VCC1VCC，此時PMOS管寄生二極管的正向電壓大于反向電壓，當(dāng)電壓超過一個二極管電壓閾值時，二極管導(dǎo)通，電流從VCC1回流至VCC，電流路徑如圖1所示。在回流電流較大，會使芯片發(fā)燙或者產(chǎn)生誤操作。

由此可見，傳統(tǒng)的IO電路存在電流回流的問題，影響與IO電路相關(guān)部分的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的IO電路存在的電流回流問題，提供一種防電流回流的IO架構(gòu)。

一種防電流回流的IO架構(gòu)，包括：

數(shù)字輸入通道，用于分別接入數(shù)字輸入信號和第一通道控制信號；

數(shù)字輸出通道，用于接入所述第一通道控制信號；

第一PMOS管，柵極用于通過所述數(shù)字輸入通道接入所述數(shù)字輸入信號，源極用于連接電源電壓端，漏極用于作為PAD輸出端，襯底連接所述PAD輸出端；

第一NMOS管，柵極連接所述第一PMOS管的柵極，漏極連接所述PAD輸出端，源極用于接地；

第二NMOS管，柵極用于連接所述電源電壓端，漏極用于通過所述數(shù)字輸出通道輸出數(shù)字輸出信號，源極連接所述PAD輸出端，襯底用于連接所述電源電壓端；

其中，所述第一通道控制信號在開啟所述數(shù)字輸入通道時，所述數(shù)字輸出通道關(guān)閉；所述第一通道控制信號在開啟所述數(shù)字輸出通道時，所述數(shù)字輸入通道關(guān)閉。

上述的防電流回流的IO架構(gòu)，包括了數(shù)字輸入通道、數(shù)字輸出通道、第一PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管。數(shù)字輸入信號通過數(shù)字輸入通道驅(qū)動第一PMOS管和第一NMOS管，第一通道控制信號交替開啟數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道。在PAD輸出端存在外界輸入信號時，第一PMOS管的襯底電壓為PAD輸出端電壓，在電源電壓端與PAD輸出端之間不存在可以導(dǎo)通的等效二極管，即電源電壓端與PAD輸出端之間不存在回流電流。基于此，在數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道交替開啟以滿足IO功能的同時，防止回流電流的產(chǎn)生，保證IO電路的正常運行。

在其中一個實施例中，還包括：

模擬信號通道，用于接入第二通道控制信號，并用于向所述PAD輸出端傳輸模擬信號；

其中，所述第二通道控制信號用于開啟或關(guān)閉所述模擬信號通道。

在其中一個實施例中，在所述第二通道控制信號開啟所述模擬信號通道時，所述數(shù)字輸入通道和所述數(shù)字輸出通道被關(guān)閉。

在其中一個實施例中，數(shù)字輸入通道包括：

第三NMOS管，柵極用于連接所述電源電壓端，漏極連接所述第一NMOS管的柵極，源極連接所述第一PMOS管的柵極，襯底用于接地；