一种具有低通滤波功能的输入输出电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有低通滤波功能的输入输出电路，包括:输出模块，连接于芯片内核的输出与PAD之间，用于输出毫安级别的驱动电流；ESD保护模块，连接在PAD与低通滤波模块之之间，用于为PAD提供静电保护；低通滤波模块，连接在该ESD保护模块与输入模块之间，用于滤除高频噪声，通过低频信号；输入模块，一端连接该低通滤波模块，另一端与芯片内核的输入相连，用于将输入信号变换为适合后续电路要求的模拟或数字信号，通过本发明专利技术，可实现一种具有低通滤波功能的输入输出电路，有效隔离信号工作频率以上的高频干扰，提高信号传输的成功率，同时保证芯片的电磁兼容能力。

An input and output circuit with low pass filter function

The invention discloses an input output circuit, a low-pass filtering includes: output module between output and PAD connected to the core, for driving current output Ma level; ESD protection module is connected to the PAD and the low pass filter module, for providing electrostatic protection for PAD low pass filter; the connection between the ESD module, protection module and the input module is used for filtering the high frequency noise, the low frequency signal; input module, connect one end of the low pass filter module is connected with the other end of the chip, the kernel for the input, the input signal is transformed into analog or digital signals for subsequent circuit requirements, the invention can an input and output circuit with low pass filter, high frequency interference frequency above the effective signal isolation work, improve the success rate of the signal transmission, at the same time. EMC capability of IC card.

【技术实现步骤摘要】
一种具有低通滤波功能的输入输出电路
本专利技术涉及一种输入输出电路，特别是涉及一种具有低通滤波功能的输入输出电路。
技术介绍
现有的集成电路芯片输入输出电路中并没有低通滤波模块，主要在PCB板上采用专用的分立器件实现EMI干扰的隔离。中国技术专利CN204441430U提供一种低通滤波结构与低通滤波器，如图1所示，该低通滤波器为分立器件，其结构包括至少两层低通滤波层(低通滤波层10与低通滤波层20)，至少两层低通滤波层间隔设置，其中，至少两层低通滤波层中一层低通滤波层包括多个圆环形的导电几何结构或者多个多边形环的导电几何结构，至少两层低通滤波层中另一层低通滤波层包括多个空心十字形的导电几何结构。随着集成电路芯片封装尺寸的减小，线间EMI干扰变得更加严重，相邻引脚之间其他信号若引入一定强度的电磁干扰，可能会导致输入的信号带杂散噪声，这种现象在低电压应用情况下更加严重，仅在PCB板上使用低通滤波器件不能有效避免该问题。此外，大尺寸的分立器件占用较大面积，在某些对面积要求较高的特殊应用场合，将低通滤波功能集成到芯片内，更能有效减小面积。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种具有低通滤波功能的输入输出电路，以实现一种具有低通滤波功能的输入输出电路，可有效隔离信号工作频率以上的高频干扰，提高信号传输的成功率，同时保证芯片的电磁兼容能力。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种具有低通滤波功能的输入输出电路，包括:输出模块，连接于芯片内核的输出与PAD之间，用于输出毫安级别的驱动电流；ESD保护模块，连接在PAD与低通滤波模块之间，用于为PAD提供静电保护；低通滤波模块，连接在该ESD保护模块与输入模块之间，用于滤除高频噪声，通过低频信号；输入模块，一端连接该低通滤波模块，另一端与芯片内核的输入相连，用于将输入信号变换为适合后续电路要求的模拟或数字信号。进一步地，该ESD保护模块采用两级ESD保护电路。进一步地，该第一级ESD保护电路包括分别跨接在电源与PAD端之间的第一反向二极管和跨接在PAD端与地之间的第二反向二极管，第二级ESD保护电路包括第一NMOS管与第一PMOS管，该第一级ESD保护电路与第二级ESD保护电路之间串接第一电阻。进一步地，该第一NMOS管为GGNMOS管，第一PMOS管为GDPMOS管。进一步地，该输出模块的输出端连接至该PAD，并连接至该ESD保护模块的第一反向二极管阳极、第二反向二极管阴极以及第一电阻的一端，该第一反向二极管D1阴极接IO电源，该第二反向二极管阳极接地，该第一电阻R0之另一端连接至该第一NMOS管的漏极与该第一PMOS管的漏极，该第一NMOS管的栅极、源极和体端接地，该第一PMOS管的栅极、源极和体端接IO电源，该ESD保护模块的输出端连接至该低通滤波模块。进一步地，该输出模块为由PMOS和NMOS驱动管组成，且PMOS和NMOS驱动管驱动电流一致，以保证输出波形的占空比接近50％。进一步地，该低通滤波模块包括第一滤波电容、第二滤波电容以及第一滤波电阻，该滤波电阻的一端连接该ESD保护模块的输出端，另一端连接至该第一滤波电容和第二滤波电容的公共端和该输入模块的输入端，该第一滤波电容的另一端连接至该IO电源，该第二滤波电容的另一端连接至地。进一步地，该第一滤波电容的电容值为10～100fF。进一步地，该第二滤波电容的电容值为10～100fF。进一步地，该滤波电阻的电阻值为3～80KOhm。与现有技术相比，本专利技术一种具有低通滤波功能的输入输出电路通过将低通滤波功能集成在输入输出集成电路中，实现了具有低通滤波功能的输入输出电路，可有效隔离信号工作频率以上的高频干扰，提高信号传输的成功率，同时保证芯片的电磁兼容能力。附图说明图1为现有技术中一个低通滤波器的结构图；图2为本专利技术一种具有低通滤波功能的输入输出电路的电路结构图；图3为本专利技术具体实施例中ESD保护模块的结构图；图4为不具有低通滤波功能的输入输出电路噪声的仿真结果示意图；图5为本专利技术去除噪声的仿真结果示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图2为本专利技术一种具有低通滤波功能的输入输出电路的电路结构图。如图2所示，本专利技术一种具有低通滤波功能的输入输出电路，包括:输出模块(OUTPUT)10、ESD保护模块(ESDProtection)20、低通滤波模块(Low-passFilter)30以及输入模块(INPUT)40。其中，输出模块(OUTPUT)10，连接于芯片内核的输出与PAD(焊盘)之间，一般由PMOS和NMOS驱动管组成，用于输出毫安级别的驱动电流，且PMOS和NMOS驱动管驱动电流基本一致，以保证输出波形的占空比接近50％；ESD保护模块(ESDProtection)20由两级组成，如图3所示，用于为焊盘(PAD)提供静电保护(ESD)，第一级ESD保护电路由分别跨接在电源与PAD端之间的反向二极管D1和跨接在PAD端与地之间的反向二极管D2组成，第二级ESD保护电路由GGNMOS管N1和GDPMOS管P1组成，第一级ESD保护电路与第二级ESD保护电路之间串接一个电阻R0，该电阻阻值约为几百欧姆；低通滤波模块(Low-passFilter)30由滤波电容C1-C2和滤波电阻R1组成，用于滤除输入信号的高频杂波，通过低频信号；输入模块(INPUT)40为通用电路，一般为施密特触发器，连接在低通滤波模块(Low-passFilter)30之后，另一端与芯片内核的输入相连，用于将输入信号变换为适合后续电路要求的模拟或数字信号。芯片内核系统电路输出I连接至输出模块(OUTPUT)10的输入端，输出模块(OUTPUT)10的输出端连接至焊盘(PAD)和ESD保护模块(ESDProtection)20的输入端(反向二极管D1阳极、反向二极管D2阴极以及电阻R0之一端)，反向二极管D1阴极接IO电源VCCIO，反向二极管D2阳极接地VSSIO，电阻R0之另一端连接至ESD保护模块(ESDProtection)20的输出端(I/P)(GGNMOS管N1的漏极与GDPMOS管P1的漏极)，GGNMOS管N1的栅极、源极和体端(Bulk)接地VSSIO，GDPMOS管P1的栅极、源极和体端(Bulk)接电源VCCIO，ESD保护模块(ESDProtection)20的输出端(I/P)连接至电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接至电容C1和C2的公共端和输入模块(INPUT)40的输入端，电容C1的另一端连接至电源VCCIO，电容C2的另一端连接至地VSSIO，输入模块(INPUT)40的输出端连接至芯片内核系统输入端C。现有的集成电路芯片输入输出电路中并没有低通滤波模块，主要在PCB板上采用专用的分立器件实现EMI干扰的隔离，这是本专利技术与现有技术的主要差别。低通滤波模块的截止频率f为2π与RC时间常数乘积的倒数，小于截止频率f的信号可以正常通过，大于截止频率f的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有低通滤波功能的输入输出电路，包括:输出模块，连接于芯片内核的输出与PAD之间，用于输出毫安级别的驱动电流；ESD保护模块，连接在PAD与低通滤波模块之间，用于为PAD提供静电保护；低通滤波模块，连接在该ESD保护模块与输入模块之间，用于滤除高频噪声，通过低频信号；输入模块，一端连接该低通滤波模块，另一端与芯片内核的输入相连，用于将输入信号变换为适合后续电路要求的模拟或数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种具有低通滤波功能的输入输出电路，包括:输出模块，连接于芯片内核的输出与PAD之间，用于输出毫安级别的驱动电流；ESD保护模块，连接在PAD与低通滤波模块之间，用于为PAD提供静电保护；低通滤波模块，连接在该ESD保护模块与输入模块之间，用于滤除高频噪声，通过低频信号；输入模块，一端连接该低通滤波模块，另一端与芯片内核的输入相连，用于将输入信号变换为适合后续电路要求的模拟或数字信号。2.如权利要求1所述的一种具有低通滤波功能的输入输出电路，其特征在于：该ESD保护模块采用两级ESD保护电路。3.如权利要求2所述的一种具有低通滤波功能的输入输出电路，其特征在于：该第一级ESD保护电路包括分别跨接在电源与PAD端之间的第一反向二极管和跨接在PAD端与地之间的第二反向二极管，第二级ESD保护电路包括第一NMOS管与第一PMOS管，该第一级ESD保护电路与第二级ESD保护电路之间串接第一电阻。4.如权利要求3所述的一种具有低通滤波功能的输入输出电路，其特征在于：该第一NMOS管为GGNMOS管，第一PMOS管为GDPMOS管。5.如权利要求1所述的一种具有低通滤波功能的输入输出电路，其特征在于：该输出模块的输出端连接至该PAD，并连接至该ESD保护模块的第一反向二极管阳极、第二反向二极管阴极以及第一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雯，胡晓明，浦珺慧，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31