一种用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路，当开关电路两端存在负电压时，对于普通MOS管开关，如果衬底固定接在其源端或者漏端，在开关两端电压大小变化时，极有可能会使得原本断开的MOS管两端导通或者形成导通二极管，恶化开关的隔离性能。本发明专利技术针对这种情况发明专利技术了一种应用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路，开关电路可以保证开关在断开的时候，不管开关电路两端的电压如何变化，开关都不会导通，开关电路能稳定隔离，同时开关电路在闭合时也能正常工作。

A new type of high stability isolated switch circuit for negative pressure applications

The invention discloses a method for isolating switch circuit with high stability and new application of negative pressure, when the switch circuit has a negative voltage at both ends, for ordinary MOS switch, if the substrate is fixedly connected in its source or drain, changes in the voltage across the switch size, is likely to make the original open MOS tube both ends of conduction or formed diode isolation switch performance deterioration. High isolation switch circuit of the invention has stable in this invention of a negative pressure applied to the application of the switch circuit can ensure the switch when disconnected, regardless of how the voltage switching circuit at both ends of the switch will not change, conduction, switching circuit can stabilize the isolation, and switch circuit can work normally when closed.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及负压应用领域，特指一种用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路。
技术介绍
对于模拟集成电路而言，一个模块往往存在需要由负压电路来实现特定功能，但是为了使得负压电路与其他电路实现控制，需要在其输出与其他电路接口之前加上个开关电路，使得负压电路在开关导通的时候与其他模块正常工作，开关断开的时候与其他模块相互隔离，互不影响各自电路工作。但是有时候随着环境的变化，原本的隔离可能会变为导通状态，导致原本断开的电路之间导通，相互影响。例如，在负压应用中，通过控制简单NMOS开关管的栅极断开开关管两端的负压电路，NMOS管的衬底固定接最低电位的源极，但是随着外部环境的变化，可能导致开关管形成正偏二极管，从而使得开关管导通，影响自身模块的工作，同时也影响其他模块的工作。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题就在于：针对现有技术存在的问题，提出一种用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路。本专利技术提出的解决方案为：本电路通过采用额外的四个辅助MOS管，在开关断开的时候，将开关管的衬底和栅极随着输出电压电位的大小不同始终连接开关管最低电位的源极，那么开关管形成的二极管将始终处于反偏的状态，将不会导通，从而起到充分隔离的效果。附图说明图1是常规开关的电路图；图2是本专利技术的电路原理示意图。具体实施方式以下将结合附图和具体实施对本专利技术做进一步详细说明。针对图1中常规隔离开关可知，开关M0用于隔离负压支路，当VA0-VB0>0，VB0为负电压或者VA0、VB0都为负电压时，为了断开开关，F节点接地，由工艺决定，NMOS管的衬底G节点必须连接最低点位的源极。假设衬底连接A0节点时，开关断开时会产生一个导通二极管，不允许出现这种情况，所以衬底G节点连接最低电位B0端，此时B0端做为源极，由于B0为负电位，F节点为0电位，因此M0的栅源电压是一个正值，极有可能使得开关导通，那么在此简单NMOS开关断开的时候，A0与B0节点存在导通的情况，从而影响开关断开时候的隔离性能；同理当VA0-VB0<0，A0与B0节点也存在导通的情况。针对图2中本专利技术隔离开关电路，分别对开关闭合和开关断开两种情况做详细分析。针对开关闭合的情况分析该电路，此时C节点接0电位，开关M5和M1闭合，A与B节点导通，且为负电压，假设M4不存在且断开支路的时候，那么E节点电位开始处在一个不定电位，如果E节点电位较高，那么M2和M3的衬底将与A和B节点形成导通二极管，不断放电，直到电位不足以使得二极管导通，E节点电位稳定在一个与A和B节点相近的电位值，如果E节点电位小于A、B节点，那么由于M2和M3的栅源电压大于0，两个管子导通，最后E节点电位逐渐上升，直到M2与M3截止，E节点电位稳定在一个与A和B节点相近的电位值；如图所示，M4的情况下，D节点为VDD，C节点为0电位，如果E节点是一个高电位，那么M4完全关断，同时会随着M2和M3的导通降低到一个负电位，由于M4的栅源电压大于0，M4导通，E节点电位上升，直至M4截止时E节点电位稳定，由于C节点的电位大于A和B节点，因此E节点电位最终由M4支路确定，通过降低M4的尺寸可以使得E节点电位接近A、B节点电位。所以开关电路导通的时候，衬底E节点电压会稳定在一个固定电位，电位开关正常导通。针对开关断开的情况分析该电路，此时C节点接VDD电位，开关M5断开，M4导通，NMOS管M2与M3将根据A节点和B节点电位值更小的点来选择E点连接更低电位的节点，假设A点电位较高，那么M3导通，M2截止，E点通过M3连接B点，M1的栅极D通过M4和M3连接到B节点，M1完全断开；假设B点电位较高，那么M2导通，M3截止，E点通过M2连接A点，M1的栅极D通过M4和M2连接到A节点，M1完全断开；同时即使A节点和B节点在工作过程中电位大小不断变化，M1的栅极和衬底都会选择最低电位点，保证开关M1一直处在断开状态，保证开关的稳定隔离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路，其特征在于：开关电路由第一NMOS管(M1)、第二NMOS管（M2）、第三NMOS管（M3）、第四NMOS管（M4）和第一PMOS管（M5）组成；第一NMOS管（M1)的栅极连接到第四NMOS管（M4)和第一PMOS管（M5）的漏极，第一NMOS管（M1)的漏极连接M3的漏极和第一NMOS管（M1）的栅极，第一NMOS管（M1）的源极连接第一NMOS管（M1）的漏极和M3的栅极，第一NMOS管（M1）的衬底连接第一NMOS管（M1）、M3和第四NMOS管（M4）的衬底和源极，第一PMOS管（M5）的源极和衬底连接电源，第一PMOS管（M5）的栅极连接第四NMOS管（M4）的栅极并由逻辑控制开关的输入输出为第一NMOS管（M1）的源极和漏极。

【技术特征摘要】
1.一种用于负压应用的新型高稳定隔离开关电路，其特征在于：开关电路由第一NMOS管(M1)、第二NMOS管（M2）、第三NMOS管（M3）、第四NMOS管（M4）和第一PMOS管（M5）组成；第一NMOS管（M1)的栅极连接到第四NMOS管（M4)和第一PMOS管（M5）的漏极，第一NMOS管（M1)的漏极连接M3的漏极和第一NMOS管（M1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓翔，
申请(专利权)人：长沙景美集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43