一种模拟开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种模拟开关电路，所述模拟开关电路包括：电荷泵、电压产生模块、电压钳位模块、电压检测模块、关闭模块和第一场效应管，所述模拟开关电路的信号输入端与所述第一场效应管的漏极连接，所述模拟开关电路的信号输出端与所述第一场效应管的源极连接；其中，所述电荷泵用于为所述模拟开关电路提供电压；所述电压产生模块用于为所述第一场效应管提供导通电压；所述电压钳位模块用于使所述第一场效应管的栅极电压小于预设电压；所述电压检测模块用于检测所述信号输入端的电压与基准电压之间的大小；所述关闭模块用于关闭所述第一场效应管。该模拟开关电路解决了被保护端口出现高压脉冲时会对被保护器件造成损坏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟开关电路
本专利技术涉及半导体集成电路
，更具体地说，尤其涉及一种模拟开关电路。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，各种各样的电子设备已广泛应用于人们的日常生活、工作以及工业中，为人们的生活带来了极大的便利。在电子设备中常常因为设备外部接口资源的限制，导致不同用途的数据共用一个接口，例如手机中的USB接口或Type-C(C类USB)接口，其常用于作为Audio音频、USB及UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)等信号传输的复用接口。其中，USB接口中具有VBUS(USB接口中的电源线的标识)通路，近年来VBUS使用过程中的电压在不断提高，例如快充电压已经达到16V，Type-C接口最高电压可达到21V，由于在使用过程中插拔连接线或水汽等因素可能会使USB中信号线直接或间接的和VBUS短路，进而损坏的内部器件。为了对内部器件进行保护，传统的技术手段采用具有过压保护功能的模拟开关，通过检测模块将输入信号电压的大小和参考电压进行比较，当输入信号电压或分压后的电压大于参考电压后，启动过压保护功能，以关闭模拟开关，从而保护内部电路。但是，检测模块的响应速度较慢，短路的速度非常快，当发生极快的输入信号过压脉冲时容易在被保护端口引起远超过内部器件耐压的高压脉冲，进而损坏器件，即使提高检测模块的响应速度，短时间的电压过冲还是可能会对低压器件造成永久性的损坏。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种模拟开关电路，该模拟开关电路解决了被保护端口出现高压脉冲时会对被保护器件造成损坏的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种模拟开关电路，所述模拟开关电路包括：电荷泵、电压产生模块、电压钳位模块、电压检测模块、关闭模块和第一场效应管，所述模拟开关电路的信号输入端与所述第一场效应管的漏极连接，所述模拟开关电路的信号输出端与所述第一场效应管的源极连接；其中，所述电荷泵用于为所述模拟开关电路提供电压；所述电压产生模块用于为所述第一场效应管提供导通电压；所述电压钳位模块用于使所述第一场效应管的栅极电压小于预设电压；所述电压检测模块用于检测所述信号输入端的电压与基准电压之间的大小；所述关闭模块用于关闭所述第一场效应管。优选的，在上述模拟开关电路中，所述第一场效应管为N型场效应管。优选的，在上述模拟开关电路中，所述电荷泵的一端与电压输入端连接，所述电荷泵的另一端与所述电压产生电路连接，所述电压产生模块包括：电流源和第一齐纳二极管；其中，所述电流源的一端与所述电荷泵的另一端连接，所述电流源的另一端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一齐纳二极管的阴极与所述电流源的一端连接，所述第一齐纳二极管的阳极与所述信号输出端连接。优选的，在上述模拟开关电路中，所述电压钳位模块包括：多个正向串联的二极管和第二齐纳二极管；其中，多个正向串联后的二极管的阳极与所述电流源的另一端连接，多个正向串联后的二极管的阴极与所述第二齐纳二极管的阴极连接，所述第二齐纳二极管的阳极接地连接。优选的，在上述模拟开关电路中，所述电压检测模块包括：第一电阻、第二电阻和比较器；其中，所述第一电阻的一端与所述信号输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地连接；所述比较器的同相输入端与所述第二电阻的一端连接，所述比较器的反相输入端与所述基准电压的输入端连接；所述比较器的输出端与所述关闭模块连接。优选的，在上述模拟开关电路中，所述关闭模块包括：第二场效应管；其中，所述第二场效应管的栅极与所述比较器的输出端连接，所述第二场效应管的源极接地连接，所述第二场效应管的漏极与所述电流源的另一端连接。优选的，在上述模拟开关电路中，所述第二场效应管为N型场效应管。通过上述描述可知，本专利技术提供的一种模拟开关电路，所述模拟开关电路包括：电荷泵、电压产生模块、电压钳位模块、电压检测模块、关闭模块和第一场效应管，所述模拟开关电路的信号输入端与所述第一场效应管的漏极连接，所述模拟开关电路的信号输出端与所述第一场效应管的源极连接；其中，所述电荷泵用于为所述模拟开关电路提供电压；所述电压产生模块用于为所述第一场效应管提供导通电压；所述电压钳位模块用于使所述第一场效应管的栅极电压小于预设电压；所述电压检测模块用于检测所述信号输入端的电压与基准电压之间的大小；所述关闭模块用于关闭所述第一场效应管。由此可知，该模拟开关电路通过设置电压钳位模块，在信号输入端发生极快的过压脉冲时，所述电压钳位模块钳位住所述第一场效应管的栅极，防止第一场效应管的栅极电压过高，使栅极电压钳位在预设电压范围内，进而有效地保护了信号输入端和被保护器件，从另一方面有效解决了电压检测模块响应速度慢的问题，提高了系统稳定性，降低了器件损坏的风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种模拟开关电路的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种模拟开关电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的又一种模拟开关电路的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种模拟开关电路的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的又一种模拟开关电路的结构示意图；图6为现有技术中模拟开关电路发生过压情况时的波形图；图7为本专利技术实施例提供的一种模拟开关电路发生过压情况时的波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本专利技术实施例提供的一种模拟开关电路的结构示意图，所述模拟开关电路包括：电荷泵11、电压产生模块12、电压钳位模块13、电压检测模块14、关闭模块15和第一场效应管M1，所述模拟开关电路的信号输入端与所述第一场效应管M1的漏极连接，所述模拟开关电路的信号输出端与所述第一场效应管M1的源极连接。其中，所述电荷泵11用于为所述模拟开关电路提供电压；所述电压产生模块12用于为所述第一场效应管M1提供导通电压；所述电压钳位模块13用于使所述第一场效应管M1的栅极电压小于预设电压；所述电压检测模块14用于检测所述信号输入端的电压与基准电压之间的大小；所述关闭模块15用于关闭所述第一场效应管。具体的，所述模拟开关电路在正常工作时，由所述电荷泵11产生所述模拟开关电路内部所需要的电压，所述电压产生模块12产生所述第一场效应管M1导通所需要的Vgs电压(场效应管的栅极(Gate)端和源端(Source)的电压之差)，使所述第一场效应管M1处于导通状态。当所述信号输入端发生慢速的过压情况时，所述电压检测模块14检测到所述信号输入端的电压大于基准电压，进而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟开关电路，其特征在于，所述模拟开关电路包括：电荷泵、电压产生模块、电压钳位模块、电压检测模块、关闭模块和第一场效应管，所述模拟开关电路的信号输入端与所述第一场效应管的漏极连接，所述模拟开关电路的信号输出端与所述第一场效应管的源极连接；其中，所述电荷泵用于为所述模拟开关电路提供电压；所述电压产生模块用于为所述第一场效应管提供导通电压；所述电压钳位模块用于使所述第一场效应管的栅极电压小于预设电压；所述电压检测模块用于检测所述信号输入端的电压与基准电压之间的大小；所述关闭模块用于关闭所述第一场效应管。

【技术特征摘要】
1.一种模拟开关电路，其特征在于，所述模拟开关电路包括：电荷泵、电压产生模块、电压钳位模块、电压检测模块、关闭模块和第一场效应管，所述模拟开关电路的信号输入端与所述第一场效应管的漏极连接，所述模拟开关电路的信号输出端与所述第一场效应管的源极连接；其中，所述电荷泵用于为所述模拟开关电路提供电压；所述电压产生模块用于为所述第一场效应管提供导通电压；所述电压钳位模块用于使所述第一场效应管的栅极电压小于预设电压；所述电压检测模块用于检测所述信号输入端的电压与基准电压之间的大小；所述关闭模块用于关闭所述第一场效应管。2.根据权利要求1所述的模拟开关电路，其特征在于，所述第一场效应管为N型场效应管。3.根据权利要求1所述的模拟开关电路，其特征在于，所述电荷泵的一端与电压输入端连接，所述电荷泵的另一端与所述电压产生电路连接，所述电压产生模块包括：电流源和第一齐纳二极管；其中，所述电流源的一端与所述电荷泵的另一端连接，所述电流源的另一端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一齐纳二极管的阴极与所述电流源的一端连接，所述第一齐纳二极管的阳极与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永强，罗旭程，程剑涛，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31