具有负栅极摆动能力的保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有负栅极摆动能力的保护电路。保护电路可以包括串联耦合在第一节点和第二节点之间的第一钳位子电路、第一开关子电路和第一电阻子电路。保护电路还可以包括串联耦合在第二节点和第一节点之间的第二钳位子电路、第二开关子电路和第二电阻子电路。第一和第二钳位子电路以及第一和第二电阻子电路可以被配置为偏置开关分流子电路。开关分流子电路可以被配置为响应于来自第一和第二钳位子电路以及指示过电压、静电放电(ESD)或类似事件的第一和第二电阻子电路的偏置电位将第一和第二节点短接在一起。第一和第二开关子电路可以被配置为防止同时发生电流路径通过第一和第二电阻子电路。

Protection circuit with negative grid swing capability

【技术实现步骤摘要】
具有负栅极摆动能力的保护电路
技术介绍
计算系统已经为现代社会的进步做出了重大贡献，并且在许多应用中被利用以获得有利的结果。诸如台式个人计算机(PC)、膝上型PC、平板电脑、上网本、智能电话、服务器等众多设备在娱乐、教育、商业和科学等大多数领域中提高了生产率并降低了通信和分析数据的成本。计算设备和其他电子设备的一个共同方面是开关设备，其可以快速接通和断开，通过具有相对低的接通电阻的大电流，和/或具有大的击穿电压。开关设备可以快速接通和断开，通过具有相对低的接通电阻的大电流和/或具有大击穿电压的开关设备通常用在许多电子设备中的电压转换器、高频发射器和接收器等中。示例性开关设备可以快速接通和断开，通过具有相对低接通电阻的大电流和/或具有大击穿电压的示例性开关设备是高电子迁移率晶体管(HEMT)，也称为异质结构场效应晶体管(HFET)或调制掺杂场效应晶体管(MODFET)。增强型HEMT响应于其栅极和源极端子之间的正电压而接通，并在其漏极和源极端子之间导通。增强型HEMT通常响应于其栅极和源极端子之间的小负电压而断开。由于过电压事件、静电放电(ESD)事件等，HEMT也可能容易被高电压损坏。因此，需要将HEMT和其他类似设备一起使用保护电路，其不影响设备的开关操作。
技术实现思路
通过参考以下描述和附图可以最好地理解本技术，所述描述和附图用于说明本技术的针对用于防止过电压、静电放电(ESD)和其他类似事件的电路的实施例。在一个实施例中，电路可以包括开关分流子电路，第一和第二钳位子电路，第一和第二开关子电路，以及第一和第二电阻子电路。开关分流子电路可以耦合在第一和第二节点之间。第一开关子电路和第一电阻子电路可以串联耦合。第一开关子电路可以被配置为当第一节点处的电位高于第二节点的电位时将第一电阻元件耦合到第一钳位子电路，其中当第一节点处的电位高于第二节点处的电位时，第三节点由第一钳位子电路偏置为低于第一节点上的电位的第一给定电位降。类似地，第二开关元件和第二电阻元件可以串联耦合。第二开关子电路可以被配置为当第二节点处的电位高于第一节点的电位时将第二电阻元件耦合到第二钳位子电路，其中当第二节点处的电位高于第一节点的电位时，第三节点由第二钳位子电路偏置为低于第二节点上的电位的第二给定电位降。当第三节点处的电位升高到预定电平以上时，开关分流子电路可被配置为将第一和第二节点短接在一起。在另一个实施例中，电路可以包括分流晶体管，第一和第二系列的一个或更多个钳位元件，第一和第二开关晶体管，以及第一和第二电阻元件。分流晶体管可以包括耦合到第一节点的漏极，耦合到第二节点的源极和耦合到第三节点的栅极。第一系列的一个或更多个钳位元件，第一开关晶体管和第一电阻元件可以串联耦合。第一系列的一个或更多个钳位元件可以串联耦合在第一节点和第三节点之间。第一开关晶体管可以包括耦合到第三节点的漏极和沿着不包括第三节点的第一系列的一个或更多个钳位元件耦合的栅极。第一电阻元件可以耦合在第一开关晶体管的源极和第二节点之间。第二系列的一个或更多个钳位元件，第二开关晶体管和第二电阻元件可以串联耦合。第二系列的一个或更多个钳位元件可以串联耦合在第二节点和第三节点之间。第二开关晶体管可以包括耦合到第三节点的漏极和沿着不包括第三节点的第二系列的一个或更多个钳位元件耦合的栅极。第二电阻元件可以耦合在第二开关晶体管的源极和第一节点之间。在一个方面，第一开关晶体管的栅极可以耦合到第一节点，并且第二开关晶体管的栅极可以耦合到第二节点。在另一方面，第一开关晶体管的栅极可以耦合在第一系列的一对钳位元件之间，并且第二开关晶体管的栅极可以耦合在第二系列的一对钳位元件之间。提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明本技术的实施例通过示例而非限制的方式在附图中示出，并且其中相同的附图标记指代类似的元件，并且其中：图1示出了根据本技术的方面的电路。图2示出了根据本技术的方面的电路。图3示出了根据本技术的方面的电路。具体实施方式现在将详细参考本技术的实施例，其示例在附图中示出。虽然将结合这些实施例描述本技术，但是应该理解，它们并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。相反，本专利技术旨在覆盖替代、修改和等同物，其可以包括在由所附权利要求限定的本专利技术的范围内。此外，在本技术的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本技术的透彻理解。然而，应该理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本技术。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地模糊本技术的各方面。以下本技术的一些实施例是按照例程、模块、逻辑块和对一个或更多个电子设备内的数据的操作的其他符号表示来呈现的。描述和表示是本领域技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员的手段。例程、模块、逻辑块等在此并且通常被设想为导致期望结果的自洽的过程或指令序列。这些过程是包括对物理量的物理操纵的那些过程。通常，尽管不是必须的，这些物理操纵采用能够在电子设备中存储、传输、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。出于方便的原因，并且参考共同使用，参考本技术的实施例，这些信号被称为数据、比特、值、元素、符号、字符、术语、数字、字符串等。然而，应该记住，所有这些术语都应被解释为参考物理操纵和物理量，并且仅仅是方便的标记，并且将根据本领域常用的术语进一步解释。除非从以下讨论中明确指出，否则应理解，通过对本技术的讨论，利用诸如“接收”等术语的讨论指的是电子设备(例如操纵和转换数据的电子计算设备)的动作和过程。数据被表示为电子设备的逻辑电路、寄存器、存储器等内的物理(例如，电子)量，并且被转换成类似地表示为电子设备内的物理量的其他数据。在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。使用定冠词或不定冠词并不意图表示基数。特别地，对“该”对象或“一个”对象的引用旨在表示可能的多个这样的对象之一。还应理解，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，不应视为限制。图1示出了根据本技术的方面的电路。电路100可用于保护组件105免受过电压事件、静电放电(ESD)事件或其他类似事件的影响。电路100可以包括耦合在第一节点115和第二节点120之间的开关分流子电路110。开关分流子电路110的控制输入可以耦合到第三节点125。第一钳位子电路130可以耦合在第一节点115和第三节点125之间。第一开关子电路135和第一电阻子电路140可以串联耦合在第三节点125和第二节点120之间。第一开关子电路135的控制输入可以耦合到第一节点115。电路100还可以包括耦合在第二节点120和第三节点125之间的第二钳位子电路145。第二开关子电路150和第二电阻子电路155可以串联耦合在第三节点125和第一节点115之间。第二开关子电路150的控制输入可以耦合到第二节点120。当第一节点115处的电位升高到高于第二节点12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，包括：/n分流晶体管(205，305)，包括耦合到第一节点(115)的漏极、耦合到第二节点(120)的源极和耦合到第三节点(125)的栅极；/n串联耦合的第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)、第一开关晶体管(230，330)和第一电阻元件(235，335)，其中所述第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)串联耦合在所述第一节点(115)和所述第三节点(125)之间，其中所述第一开关晶体管(230，330)包括耦合到所述第三节点(125)的漏极和沿着不包括所述第三节点(125)的所述第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)耦合的栅极，并且其中所述第一电阻元件(235，335)耦合在所述第一开关晶体管(230，330)的源极和所述第二节点(120)之间；以及/n串联耦合的第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)、第二开关晶体管(260，360)和第二电阻元件(265，365)，其中所述第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)串联耦合在所述第二节点(120)和所述第三节点(125)之间，其中所述第二开关晶体管(260，360)包括耦合到所述第三节点(125)的漏极和沿着不包括所述第三节点(125)的所述第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)耦合的栅极，并且其中所述第二电阻元件(265，365)耦合在所述第二开关晶体管(260，360)的源极和所述第一节点(115)之间。/n...

【技术特征摘要】
20180626 US 16/019,2821.一种电路，包括：
分流晶体管(205，305)，包括耦合到第一节点(115)的漏极、耦合到第二节点(120)的源极和耦合到第三节点(125)的栅极；
串联耦合的第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)、第一开关晶体管(230，330)和第一电阻元件(235，335)，其中所述第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)串联耦合在所述第一节点(115)和所述第三节点(125)之间，其中所述第一开关晶体管(230，330)包括耦合到所述第三节点(125)的漏极和沿着不包括所述第三节点(125)的所述第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)耦合的栅极，并且其中所述第一电阻元件(235，335)耦合在所述第一开关晶体管(230，330)的源极和所述第二节点(120)之间；以及
串联耦合的第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)、第二开关晶体管(260，360)和第二电阻元件(265，365)，其中所述第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)串联耦合在所述第二节点(120)和所述第三节点(125)之间，其中所述第二开关晶体管(260，360)包括耦合到所述第三节点(125)的漏极和沿着不包括所述第三节点(125)的所述第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)耦合的栅极，并且其中所述第二电阻元件(265，365)耦合在所述第二开关晶体管(260，360)的源极和所述第一节点(115)之间。


2.如权利要求1所述的电路，其中：
所述第一系列的一个或更多个钳位元件(210，215，220，225，310，315，320，325)包括串联耦合在所述第一和第三节点(115，125)之间的一个或更多个耦合二极管的晶体管；以及
所述第二系列的一个或更多个钳位元件(240，245，250，255，340，345，350，355)包括串联耦合在所述第二和第三节点(120，125)之间的一个或更多个耦合二极管的晶体管。


3.如权利要求2所述的电路，其中所述第一和第二系列的一个或更多个耦合二极管的晶体管(210，215，220，225，310，315，320，325，240，245，250，255，340，345，350，355)包括第一和第二系列的一个或更多个耦合二极管的高电子迁移率晶体管(HEMT)。


4.如权利要求3所述的电路，其中所述第一和第二系列的一个或更多个耦合二极管的HEMT包括第一和第二系列的一个或更多个耦合二极管的氮化镓(GaN)基的增强型HEMT。


5.如权利要求1所述的电路，其中所述分流晶体管(205，305)包括氮化镓(GaN)基的增强型HEMT。


6.如权利要求1所述的电路，其中所述第一和第二开关晶体管(230，330，260，360)包括氮化镓(GaN)基的增强型HEMT。


7.如权利要求1所述的电路，其中：
所述第一开关晶体管(230)的栅极耦合到所述第一节点(115)；以及
所述第二开关晶体管(260)的栅极耦合到所述第二节点(120)。


8.如权利要求1所述的电路，其中：
所述第一开关晶体管(330)的栅极耦合在所述第一系列的一个或更多个钳位元件(310，315，320，325)的第一钳位元件(310)和第二钳位元件(315)之间；以及
所述第二开关晶体管(360)的栅极耦合在所述第二系列的一个或更多个钳位元件(340，345，350，355)的第一钳位元件(340)和第二钳位元件(345)之间。


9.一种电路，包括：
开关分流子电路(110)，耦合在第一和第二节点(115，120)之间，其中，所述开关分流子电路(110)被配置为当第三节点(125)处的电位升高到预定电平以上时将所述第一和第二节点(115，120)短接在一起；
第一钳位子电路(130)；
串联耦合的第一开关子电路(135)和第一电阻子电路(140)，其中所述第一开关子电路(135)被配置为当所述第一节点(115)处的电位高于所述第二节点(120)的电位时将所述第一电阻子电路(140)耦合到所述第一钳位子电路(130)，其中当所述第一节点(115)处的电位高于所述第二节点(120)处的电位时，所述第三节点(125)被所述第一钳位子电路偏置为低于所述第一节点(115)上的电位的第一给定电位降；
第二钳位子电路(145)；以及
串联耦合的第二开关子电路(150)和第二电阻子电路(155)，其中所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·艾曼·谢比卜，C·G·廖，
申请(专利权)人：维西埃硅化物公司，
类型：发明
国别省市：美国;US