[發明專利]一種具有雙向過壓保護的模擬開關電路

在審

• 申請號: 202210055351.7
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114400993A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 熊派派;徐青;劉駿豪;杭麗;羅焰嬌;楊光美;朱坤峰;張廣勝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明屬于模擬集成電路領域，具體涉及一種具有雙向過壓保護的模擬開關電路，該電路包括：開關控制電路、過壓限流保護電路以及開關電路；所述開關控制電路與開關電路連接，用于控制開關電路；所述過壓限流保護電路與開關電路連接，用于保護開關電路；本發明公開一種具有雙向過壓保護的模擬開關電路，能在模擬開關電路的模擬輸入端口和模擬輸出端口雙向過壓的情況下，有效保護模擬開關電路，提高電路的可靠性。

技術領域

本發明屬于模擬集成電路領域，具體涉及一種具有雙向過壓保護的模擬開關電路。

背景技術

常規的模擬開關電路如附圖1所示，電路中VDD表示接電源，GND表示接地，PMOS晶體管P3和NMOS晶體管N3構成模擬開關電路的開關管，端口S和端口D作為開關電路的模擬輸入和模擬輸出端口，端口EN為開關芯片電路的控制信號端口。EN控制信號通過PMOS晶體管P1和NMOS晶體管N1組成的反相器倒相后控制開關管PMOS晶體管P3的開斷，該信號再通過PMOS晶體管P2和NMOS晶體管N2組成的反相器倒相后控制開關管NMOS晶體管N3的開斷。當控制信號EN為高電平時，模擬開關處于導通狀態，端口S和端D之間處于低阻態；當控制信號EN為低電平時，模擬開關處于關斷狀態，端口S和端D之間處于高阻態。

如附圖1所示常規的模擬開關電路在使用中對端口S和端口D的電壓值有嚴格的限制要求，其必須控制在GND～VDD范圍內。如若端口S或端口D的電壓值超過了VDD，因PMOS晶體管P3的襯底N阱電位為VDD，此時PMOS晶體管P3的源端或者漏端的P+有源區與襯底N阱形成的PN結將正向導通，將會形成異常的大電流甚至燒毀芯片；同理，如若端口S或端口D的電壓值低于了GND，因NMOS晶體管N3的襯底P阱電位為GND，此時NMOS晶體管N3的源端或者漏端的N+有源區與襯底P阱形成的PN結也將正向導通，將會形成異常的大電流甚至燒毀芯片。

因此急需一種能在模擬開關電路使用過程中因輸入端口或模擬輸出端口過壓的情況下有效保護電路的模擬開關電路。

發明內容

為解決以上現有技術存在的問題，本發明提出了一種具有雙向過壓保護的模擬開關電路，該電路包括：開關控制電路、過壓限流保護電路以及開關電路；所述開關控制電路與開關電路連接，用于控制開關電路；所述過壓限流保護電路與開關電路連接，用于保護開關電路；

過壓限流保護電路包括MOS管P4、MOS管N4、電阻R1和電阻R2；其中MOS管P4的源極連接電壓輸入端VDD，漏極連接電阻R1，柵極連接控制信號CN；MOS管N4的源極接地，漏極連接電阻R2，柵極連接控制信號CP；電阻R1和電阻R2的另一端分別連接到開關電路中，構成過壓限流保護電路。

優選的，開關控制電路包括第一倒相器和第二倒相器；第一倒相器的輸出端與第二倒相器的輸入端相連；將第一倒相器的輸出端以及第二倒相器的輸出端分別連接倒開關電路中，得到開關控制電路。

進一步的，第一倒相器包括MOS管P1和MOS管N1，MOS管P1的源極連接電壓輸入端VDD，漏極與MOS管N1的漏極相連，柵極與MOS管N1的柵極相連；將MOS管P1和MOS管N1相連的柵極作為第一倒相器的控制信號輸入端口EN，將MOS管P1和MOS管N1相連后的漏極作為第一倒相器的輸出端，第一導相器的輸出端輸出控制信號CP；第二倒相器包括MOS管P2和MOS管N2，第二倒相器的結構與第一倒相器的結構相同，第二導向器輸出端輸出控制信號CN。

優選的，開關電路包括MOS管P3、MOS管N3以及MOS管N5；MOS管P3的源極與MOS管N3的源極相連，漏極與MOS管N3的漏極相連，襯底連接MOS管N5的漏極；MOS管N3的襯底與MOS管N5的源極相連；MOS管N5的柵極連接控制信號CN；將MOS管P3和MOS管N3相連后的源極作為模擬開關電路的輸入端口S，將MOS管P3和MOS管N3相連后的漏極作為模擬開關電路的輸出端口D。