放电保护电路和用于操作放电保护电路的方法技术

本文公开了一种方法、电路和系统的实施例。在一个实施例中，公开了一种放电保护电路。所述放电保护电路包括开关，所述开关具有在所述开关的栅极与漏极之间的电容耦合件，其中所述电容耦合件促进电容耦合电流。所述放电保护电路另外包括栅极网络，所述栅极网络至少包括所述开关的所述栅极、栅极控制元件和连接到所述栅极和所述栅极控制元件的电阻器。此外，所述放电保护电路包括静电放电轨，所述静电放电轨连接到二极管，所述二极管耦合到所述栅极和所述电阻器，其中所述电容耦合件促进静电放电电流的至少一部分经由所述栅极网络下沉。

Discharge protection circuit and method for operating discharge protection circuit

【技术实现步骤摘要】
放电保护电路和用于操作放电保护电路的方法
本专利技术涉及一种放电保护电路和用于操作放电保护电路的方法。
技术介绍
静电放电涉及可能由静电积累引起的突然的电力流动。静电放电保护电路可以用于对静电放电电流进行分流，以防止对电子装置的热损伤。例如，静电放电保护装置可以与电气装置(如集成电路(IC)芯片)集成以提供低阻抗通道，所述低阻抗通道防止对电气装置的部件的热损伤。静电放电保护装置的操作特性(例如，用于激活静电放电保护装置以对静电放电电流进行分流的静电放电反应时间)可能影响静电放电保护装置的性能。对用作到‘外部世界’的接口的集成电路通常有着严格的系统级静电放电要求。例子是IEC(国际电工委员会)61000-4-2(‘系统级应力’)或IEC61000-4-5(‘浪涌应力’)标准。具体地，IEC61000-4-2是国际电工委员会关于静电放电的抗扰度标准。所述出版物是IEC61000-4系列的基本EMC(电磁兼容性)标准之一。所述标准的欧洲等效标准被称为EN61000-4-2。IEC61000-4-5是国际电工委员会关于浪涌抗扰度的国际标准。也就是说，电力线路可能被来自电源开关和闪电的浪涌击中，并且所述标准定义了测试设置和程序以及分类级别。除了严格的系统级静电放电应用之外，这种静电放电要求也可以应用于通电的IC芯片(例如，当上电时，IC芯片应该能够使静电放电应力下沉)。连同这些类型的静电放电要求，一些IC芯片可能具有高DC电压容差规格。例如，C型USB连接器(也称为“C型连接器”)可以耐受超过例如20VDC的电压。注意，如本文所用的，首字母缩略词“USB”是指“通用串行总线”并且是建立针对个人计算机与其外围装置之间的电缆、连接器以及连接、通信和供电协议的规范的行业标准。IC芯片可以包括开关功能，所述开关功能通常由开关MOS(金属氧化物半导体)装置实施，所述开关MOS装置具有处于数据端上的漏极和处于另一个数据端上的源极。一个例子是USB应用中的配置信道(CC)线。这种芯片中面向‘外部世界’的端通常连接到高压(HV)MOS装置的漏极，而源极通常连接到具有低到最低静电放电风险的端。因为当静电放电应力发生(例如，由于上电要求)时，开关有可能处于导通状态，所以静电放电电流可能通过开关并到达源极侧。快速静电放电瞬变也可能导致栅极抬升(即使开关不导通)，并使源极节点带电。这种情况可能是有风险的，因为开关的源极侧处的电路系统可能包括低压电路系统，所述低压电路系统易在高压下出现故障。可以在源极侧处增加下拉电路来改善这些风险。但是，如果使用比较器，则配置可能太慢而无法下拉源极节点。专用静电放电保护电路系统也可以用于开关源极侧上的电子装置中(这些装置反应迅速)，以提供另外的静电放电保护。然而，静电放电保护电路系统可能占用很大的面积。源极侧上的这种另外的电路系统也可能导致数据线上的另外的电容，并可能损害带宽性能。
技术实现思路
公开了一种方法、电路和系统的实施例。在一个实施例中，公开了一种放电保护电路。所述放电保护电路包括开关，所述开关具有在所述开关的栅极与漏极之间的电容耦合件，其中所述电容耦合件促进电容耦合电流。所述放电保护电路另外包括栅极网络，所述栅极网络至少包括所述开关的所述栅极、栅极控制元件和连接到所述栅极和所述栅极控制元件的电阻器。此外，所述放电保护电路包括静电放电轨，所述静电放电轨连接到二极管，所述二极管耦合到所述栅极和所述电阻器，其中所述电容耦合件促进静电放电电流的至少一部分经由所述栅极网络下沉。在所述放电保护电路的一个实施例中，所述栅极网络可以包括使所述电容耦合电流下沉的AC触发的静电放电保护元件。在所述放电保护电路的一个实施例中，所述栅极网络可以包括使所述电容耦合电流下沉的DC触发的静电放电保护元件。在一个实施例中，所述放电保护电路可以另外包括所述开关的源极侧的间接箝位。在一个实施例中，所述放电保护电路的所述开关可以包括MOS装置。在一个实施例中，所述放电保护电路的所述静电放电轨可以包括可由至少一个其它电路共用的共用轨。在一个实施例中，所述放电保护电路的所述电容耦合件可以包括一个或多个电容器。还公开了一种操作放电保护电路的方法。所述方法涉及：利用开关的电容耦合件产生电容耦合电流，所述开关配置有在所述开关的栅极与漏极之间的电容耦合件；以及经由栅极网络使静电放电电流的至少一部分下沉，所述栅极网络至少包括所述开关的所述栅极、栅极控制元件以及连接到所述栅极和所述栅极控制元件的电阻器，其中所述静电放电电流由连接到二极管的静电放电轨促进，所述二极管耦合到所述栅极和所述电阻器。在所述方法的一个实施例中，所述栅极网络可以包括使所述电容耦合电流下沉的AC触发的静电放电保护元件。在所述方法的一个实施例中，所述栅极网络可以包括使所述电容耦合电流下沉的DC触发的静电放电保护元件。在所述方法的一个实施例中，可以利用所述开关的所述源极侧的间接箝位。在所述方法的一个实施例中，所述开关可以包括MOS装置。在所述方法的一个实施例中，所述静电放电轨可以包括可由至少一个其它电路共用的共用轨。在所述方法的一个实施例中，所述电容耦合件可以包括一个或多个电容器。还公开了一种放电保护系统。所述放电保护系统包括包含开关的电路，所述开关包括至少一个晶体管，其中所述开关包括在所述至少一个晶体管的栅极与漏极之间的电容耦合件，其中所述电容耦合件促进电容耦合电流。所述放电保护系统还包括栅极网络，所述栅极网络包括所述至少一个晶体管的所述栅极、栅极控制元件以及连接到所述栅极和所述栅极控制元件的电阻器。所述放电保护系统另外包括静电放电轨，所述静电放电轨连接到至少一个二极管，所述至少一个二极管耦合到所述栅极和所述电阻器，其中所述电容耦合件促进静电放电电流的至少一部分经由所述栅极网络下沉。在所述放电保护系统的一个实施例中，所述栅极网络包括使所述电容耦合电流下沉的静电放电保护元件。在所述放电保护系统的一个实施例中，所述至少一个晶体管的源极侧的间接箝位可以包括MOS装置。在所述放电保护系统的一个实施例中，所述MOS装置可以包括高压(HV)MOS装置和低压(LV)MOS装置中的至少一个。在所述放电保护系统的一个实施例中，所述MOS装置可以包括呈背靠背布置形式的多个MOS装置，所述多个MOS装置包括两个或更多个MOS装置。在所述放电保护系统的一个实施例中，所述静电放电轨可以包括可由一个或多个其它电路共用的共用轨，并且所述电容耦合件可以包括一个或多个电容器。附图说明图1A描绘了具有栅极控制的高速HV开关电路的示意图。图1B描绘了具有栅极控制的VCONN开关电路的示意图。图1C描绘了具有栅极控制的JTAG(联合测试行动小组)开关电路的示意图。图1D描绘了具有检测/终止和FRS(快速角色交换)配置的电路的示意图。图1E描绘了包括开关的电路的示意图，所述开关具有两个引脚、两个静电放电二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放电保护电路，其特征在于，包括：/n开关，所述开关具有在所述开关的栅极与漏极之间的电容耦合件，其中所述电容耦合件促进电容耦合电流；/n栅极网络，所述栅极网络至少包括所述开关的所述栅极、栅极控制元件和连接到所述栅极和所述栅极控制元件的电阻器；以及/n静电放电轨，所述静电放电轨连接到二极管，所述二极管耦合到所述栅极和所述电阻器，其中所述电容耦合件促进静电放电电流的至少一部分经由所述栅极网络下沉下沉。/n

【技术特征摘要】
20181031 US 16/177,3231.一种放电保护电路，其特征在于，包括：
开关，所述开关具有在所述开关的栅极与漏极之间的电容耦合件，其中所述电容耦合件促进电容耦合电流；
栅极网络，所述栅极网络至少包括所述开关的所述栅极、栅极控制元件和连接到所述栅极和所述栅极控制元件的电阻器；以及
静电放电轨，所述静电放电轨连接到二极管，所述二极管耦合到所述栅极和所述电阻器，其中所述电容耦合件促进静电放电电流的至少一部分经由所述栅极网络下沉下沉。


2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述栅极网络包括使所述电容耦合电流下沉的AC触发的静电放电保护元件。


3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述栅极网络包括使所述电容耦合电流下沉的DC触发的静电放电保护元件。


4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，进一步包括所述开关的源极侧的间接箝位。


5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关包括MOS装置。


6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述静电放电轨包括能由至少一个其它电路共用的共用轨。


7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛马克·德尔沙特伯，吉多·沃特·威廉·夸克斯，彼得·克里斯蒂亚安斯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL