一种可量化的防电荷反灌负载开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，包括：电流电压产生器，产生工作电路所需偏置电流和偏执电压，以及用于连接输入输出的主开关管，用于体电位切换的体电位开关管。电压比较器，比较输入端和输出端电压值。电压控制器，控制体电位开关管。修调模块，修调电压比较器的输入失调电压。驱动模块，提供驱动能力和快速打开或关断主开关管体电位切换电路。LOGIC模块发出逻辑信号控制内部电路工作状态。本发明专利技术通过自动修调模块或者外部TRIMPAD将不同芯片个体的防电荷反灌能力修调至正常设计范围，实现实际芯片防倒灌的可量化设计和可测试性，实现负载开关芯片大批量生产时，由工艺偏差引起的芯片间防倒灌能力的差异性。

A Quantitative Load Switching Circuit for Anti-charge Reverse Irrigation

The invention discloses a quantifiable anti-charge back-irrigation load switching circuit, which comprises a current and voltage generator, a bias current and a paranoid voltage required to generate a working circuit, and a main switching tube for connecting input and output, a body potential switching tube for body potential switching. Voltage comparator, comparing input and output voltage values. Voltage controller, control body potential switch. Trimming module, trimming input offset voltage of voltage comparator. The driving module provides the driving ability and the switching circuit for switching on or off the body potential of the main switch tube quickly. LOGIC module sends out logic signal to control the working state of internal circuit. The invention adjusts the anti-charge backfilling ability of different chip individuals to the normal design range by automatic trimming module or external TRIMPAD, realizes the quantifiable design and testability of anti-charge backfilling of actual chip, and realizes the difference of anti-charge backfilling ability among chips caused by process deviation in mass production of load switch chips.

【技术实现步骤摘要】
一种可量化的防电荷反灌负载开关电路
本专利技术涉及半导体集成电路
，涉及一种可量化的防电荷反灌负载开关电路。
技术介绍
负载开关是电子系统中一常用的电子器件，主要用于连接电源和负载，实现二者之间的连接和隔离。其中负载开关可以与其控制电路集成设置，也可以是一个独立的器件。场效应晶体管是一种常用的负载开关，但是，现有的场效应作为负载开关，在实际应用中，可能会出现输出高于输入的现象，例如输出的存在干扰或者输出端高压碰触，因此可能会出现电荷从输出反灌至输入端，导致输入端电位升高，造成系统工作紊乱。为了避免负载开关电路输出端的电荷反灌至输入端，现有技术通常在负载开关控制电路中增加防电荷反灌电路，使得在出现输出端电压高于输入端电压时，及时将负载开关管的体电位切换至电路中的最高点位，避免造成系统非正常工作。但由于工艺及环境的影响，尤其是在大批量生产芯片时，芯片个体有无防电荷反灌功能及芯片个体防电荷反灌的能力的强弱存在较大的差异，为此，如何解决大批量负载开关电路个体间防电荷反灌能力差异性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种可量化的防电荷反灌负载开关电路。该负载开关电路可以很好的解决负载开关芯片个体间防电荷反灌能力的差异性问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，包括：电流电压产生器：用于产生工作电路所需的偏置电流与偏置电压。开关管：包括主开关管和体电位开关管，主开关管用于连接芯片的输入输出端，体电位开关管用于切换主开关管的体电位。电压比较器：用于比较输入端和输出端电压值，把这个信号传送给自动修调模块。电压控制器：用于控制体电位开关管，发出体电位切换信号。从而使得主开关管的寄生体二极管不会导通，防止了输出端的电荷反灌至输入端。修调模块：用于修调电压比较器的输入失调电压。驱动模块：用于提供驱动能力，以快速打开或关断主开关管体电位切换电路，主要控制主开关管M1。LOGIC模块：用于发出逻辑信号控制内部电路工作状态。接收脉冲信号，识别信号，进行内部逻辑运算，输出逻辑信号，控制电路工作状态。本专利技术的进步一说明：电流电压产生器I1端接芯片输入端，I2端接地，O端接电位控制器I2端口和自动修调模块I3端口。电压电流产生器用于产生其他电路模块所需要的偏置电压和偏置电流。本专利技术的进步一说明：所述开关管包括主开关管M1,体电位开关管M1和电位开关管M2；所述主开关管M1源极外接于芯片输入端VIN，漏极外接芯片输出端VOUT，栅极接驱动电路输出端O，体电位接电位开关管的M2和M3漏极；主开关管附有寄生二极管，当寄生二极管不导通时，输出端电荷无法倒灌至输入端。所述体电位开关管M2源极外接芯片输入端VIN，栅极接电位控制器O1端，体电位接芯片输入端VIN；所述体电位开关管M3源极接芯片输出端VOUT，栅极接电位控制器O2端，体电位接芯片输出端VOUT。M2和M3用于将主开关管的体电位连接至VIN或者VOUT。本专利技术的进步一说明：开关管、体电位开关管M1和体电位开关管M2均为P型场效应管。本专利技术的进步一说明：电压比较器I1端口接主开关管源极，电压比较器I2端口接主开关管漏极，电压比较器I3接芯片输入端VIN，电压比较器I6接自动修调模块O1端口，电压比较器O端口接电压控制器I5端口，电压比较器I5端口接地。理想的电压比较器的两个输入端接相同的直流电位时，比较器的输出为一固定的直流电压，此电压处于电源电压和地之间；但当两个输入直流电压不同时，即存在输入差分电压时比。较器的输出将为电源电压或者零电压。本专利技术的进步一说明：电压控制器I1端口接芯片输入端VIN，电压控制器I2端口接自动修调I3端口，电压控制器I3接地。电压控制器直接控制体电位电位管M2和体电位电位管M3。本专利技术的进步一说明：修调模块分为自动修调模块和外部修调端口TRIMPAD。自动修调模块I1端口接芯片输入端VIN，自动修调模块I2端口接外部修调端口TRIMPAD，自动修调模块I3端口还连接电压控制器I2端口和电压比较器I4端口。但是当电压比较器的交流输出电压大于零时，表明该负载开关芯片没有正常的防电荷反灌能力，自动修调模块中的比较器COMP将输出高电平，对电压比较器中电路结构进行修调，使得电压比较器在修调模式时的输出交流电压为小于等于零，即将负载开关电路的防电荷反灌能力修调至正常的设计范围。自动修调模块的输入端I2接外部TRIMPAD，该功能为设置不同的TRIM标准，电路在正常工作电压时，将通过在外部引脚EN端加脉冲信号，控制LOGIC模块，使得整体电路处于修调模式。本专利技术的进步一说明：驱动模块I1端口接芯片输出端VIN，驱动模块I2端口接LOGIC模块端口O，驱动模块I3接地。主要为主开关管提供足够的驱动能力，以快速打开或关断主开关管。本专利技术的进步一说明：LOGIC模块模块I1端口接芯片输入端VIN，I2端口连接使能端EN，I3端口接地。进行电路内部逻辑运算，输出控制主开关管及内部电路模块工作与否的逻辑信号。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，通过输入输出电压比较器实时监测、比较输入和输出电压值的小大，由体电位切换电路控制电路发出切换信号，经过开关管M2或者M3，将M1的体电位切换至芯片工作时的最高电位点，且输入输出电压比较器电路内置修调位，可通过自动修调模块或者外部TRIMPAD将不同芯片个体的防电荷反灌能力修调至正常设计范围，进而实现实际芯片防倒灌的可量化设计和可测试性，实现控制实际芯片大批量生产时，由工艺偏差引起的芯片个体间防倒灌能力的差异性。附图说明图1为本专利技术的控制电路实施例的方框图；图2为本专利技术的动修条电路实施例的结构图；图3为本专利技术进入自动修调模式时的关键电路结构图；1为电流电压产生器，2为电压控制器，3为驱动模块，4为LOGIC模块，5为自动修调模块，6位电压比较器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1：一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，包括：电流电压产生器1：用于产生工作电路所需的偏置电压与偏置电流。开关管：包括主开关管和体电位开关管，主开关管用于连接芯片的输入和输出端口，体电位开关管用于切换主开关管的体电位，体电位切换电路，用于发出将主开关管的体电位切换至芯片工作时最高电位点的控制信号。电压比较器6：用于比较输入端和输出端电压值，把这个信号传送给自动修调模块5。电压控制器2：用于控制体电位开关管，发出体电位切换信号。从而使得主开关管的寄生体二极管不会导通，防止了输出端的电荷反灌至输入端。修调模块：用于修调电压比较器6的输入失调电压。驱动模块3：用于提供驱动能力，以快速打开或关断主开关管。LOGIC模块：用于发出逻辑信号控制内部电路工作状态。接收脉冲信号，识别信号，进行内部逻辑运算，输出逻辑信号，控制点路工作状态。电流电压产生器I1端外接芯片输入端，I2端接地，O端接电位控制器I2端口和自动修调模块I3端口。该模块主要产生其他模块正常工作时所需要的偏置电压和偏置电流。所述开关管包括主开关管M1,体电位开关管M2和体电位开关管M3；所述主开关管M1源极外接于芯片输入端VIN，漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，其特征在于，包括：电流电压产生器(1)：用于产生工作电路所需偏置电流和偏置电压；开关管：包括主开关管和体电位开关管，主开关管用于连接输入输出，体电位开关管用于体电位切换；电压比较器(6)：用于比较输入端和输出端电压值；电压控制器(2)：用于控制体电位开关管；修调模块：用于修调电压比较器(6)的输入失调电压；驱动模块(3)：用于提供驱动能力，快速打开或关断主开关管体电位切换电路；LOGIC模块(4)：用于发出逻辑信号控制内部电路工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，其特征在于，包括：电流电压产生器(1)：用于产生工作电路所需偏置电流和偏置电压；开关管：包括主开关管和体电位开关管，主开关管用于连接输入输出，体电位开关管用于体电位切换；电压比较器(6)：用于比较输入端和输出端电压值；电压控制器(2)：用于控制体电位开关管；修调模块：用于修调电压比较器(6)的输入失调电压；驱动模块(3)：用于提供驱动能力，快速打开或关断主开关管体电位切换电路；LOGIC模块(4)：用于发出逻辑信号控制内部电路工作状态。2.根据权利要求1所说的一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，其特征在于：所述电流电压产生器(1)I1端接芯片的电源输入端，I2端接地，O端接电位控制器(2)I2端口和自动修调模块(5)I3端口。3.根据权利要求1所说的一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，其特征在于：所述开关管包括主开关管M1,体电位开关管M1和体电位开关管M2；所述主开关管M1源极接于芯片输入端VIN，漏极接芯片输出端VOUT，栅极接驱动电路输出端O，体电位接电位开关管的M2和M3漏极；所述体电位开关管M2源极接芯片输入端VIN，栅极接电位控制器O1端，体电位外接芯片输入端VIN；所述体电位开关管M3源极接芯片输出端VOUT，栅极接电位控制器O2端，体电位外接芯片输出端VOUT。4.根据权利要求3所说的一种可量化的防电荷反灌负载开关电路，其特征在于：所述主开关管、体电位开关管M1和体电...

【专利技术属性】
技术研发人员：方建平，薛永强，石鹏举，
申请(专利权)人：西安拓尔微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61