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，包括至少一个信号输入端、信号输出端、至少一个模拟开关和驱动电路以及掉电保护电路，掉电保护电路用于在电源电压掉电时根据至少一个信号输入端、信号输出端以及电源端中电位更高者得到一参考电压，然后将该参考电压提供给驱动电路的供电端以及至少一个模拟开关的P型开关管的衬底，保证电源电压掉电时模拟开关中P型开关管及其寄生二极管始终处于截止状态，有效解决了电源电压掉电时P型开关管及其寄生二极管误导通造成的信号泄露问题，提高了电路的稳定性。

An analog switch circuit

【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
，更具体地涉及一种模拟开关电路。
技术介绍
现今，各种模拟电路都需要用到模拟传输开关，以用作对模拟输入信号进行传输和选择，例如各种音视频电路都需要模拟传输开关进行音视频信号的选择导通，模拟控制电路需要模拟传输开关进行控制信号的选择控制。随着技术的发展，各种高清的视频、音频信号的传输对模拟传输开关的性能提出了越来越高的要求。传统的模拟开关电路为了传输接近电源(VCC)的电压，通常会采用PMOS管和NMOS管并联的传输门作为模拟传输开关。PMOS管的衬底接电源电压，NMOS管的衬底接地。在PMOS管的栅极接电源电压，NMOS管的栅极接地时，传输门关断；在PMOS管的栅极接地，NMOS管的栅极接电源时，传输门导通。传统的模拟开关电路具有一定的缺陷，当电源掉电时，因为PMOS管的栅极电位等于地，此时如果输入信号为正电平且该输入信号大于PMOS管的阈值电压，会导致PMOS开关管导通且寄生二极管处于正向导通状态，发生信号泄露，而且将有很大的漏电流通过寄生二极管流到电源，可能导致芯片损坏。如图1示出传统的模拟开关电路的电路示意图，图1中的模拟开关电路100例如为单刀双掷开关，包括模拟开关101和模拟开关102。模拟开关101包括开关管MP1和开关管MN1，开关管MP1为PMOS管，开关管MN1为NMOS管。开关管MP1和开关管MN1并联连接，二者的漏极彼此连接且都连接至信号输入端A，二者的源极彼此连接且都连接至信号输出端Y，开关管MP1的衬底连接电源电压VCC，开关管MN1的衬底接地。开关管MP1的栅极接收控制信号CP1，开关管MN1的栅极接收控制信号CN1，控制信号CP1和控制信号CN1为相位相反的控制信号。当控制信号CP1为高电平，控制信号CN1为低电平时，模拟开关101断开；当控制信号CP1为低电平，控制信号CN1为高电平时，模拟开关101导通，输入信号从信号输入端A传输至信号输入端Y。模拟开关102包括开关管MP2和开关管MN2，开关管MP2为PMOS管，开关管MN2为NMOS管。开关管MP2和开关管MN2并联连接，二者的漏极彼此连接且都连接至信号输入端B，二者的源极彼此连接且都连接至信号输出端Y，开关管MP2的衬底连接电源电压VCC，开关管MN2的衬底接地。开关管MP2的栅极接收控制信号CP2，开关管MN2的栅极接收控制信号CN2，控制信号CP2和控制信号CN2为相位相反的控制信号。当控制信号CP2为高电平，控制信号CN2为低电平时，模拟开关102断开；当控制信号CP2为低电平，控制信号CN2为高电平时，模拟开关102导通，输入信号从信号输入端B传输至信号输出端Y。传统的模拟开关电路100在电源电压掉电时可能具有信号泄露的风险。以模拟开关101为例，开关管MP1的源极和衬底之间以及漏极和衬底之间都存在寄生二极管，如果电源电压掉电时信号输入端A的输入信号的电压大于寄生二极管的正向导通电压时，开关管MP1的寄生二极管将正向导通，形成信号输入端A到电源电压VCC的漏电流。如果电源电压掉电时该输入信号的电压大于开关管MP1的导通阈值，此时开关管MP1的栅源电压大于晶体管的导通阈值，开关管MP1将导通，形成信号输入端A到信号输出端Y之间的通路，造成信号的泄露。图2示出根据现有技术的一种模拟开关电路的电路示意图。如图2所示，模拟开关电路200包括模拟开关201和掉电保护电路202。掉电保护电路202包括晶体管M1至M4以及电阻R1和电阻R2。晶体管M1的漏极与开关管MP1的衬底连接，源极与电阻R1连接，电阻R1的另一端连接至信号输入端A。晶体管M1的栅极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接至电源电压VCC。晶体管M2和晶体管M3依次串联连接在晶体管M1和电阻R1的中间节点与地之间。晶体管M4的漏极与开关管MP1的衬底连接，源极与晶体管M1和电阻R2的中间节点连接，栅极与晶体管M2和晶体管M3的中间节点连接。其中，晶体管M1、晶体管M2和晶体管M4为PMOS管，晶体管M3为NMOS管。在现有技术的模拟开关电路200中，当电源电压VCC发生掉电时，晶体管M1导通并将开关管MP1的衬底连接到信号输入端A，可以避免当信号输入端A有输入信号时开关管MP1的误导通。但是模拟开关电路200的开关管MP1仍然具有误导通的风险，例如当信号输出端Y存在信号时仍然可以导通开关管MP1的寄生二极管，形成从信号输出端Y至信号输入端A的信号通路，从而产生信号泄露，尤其对于多通道的模拟开关电路来说这种信号泄露情况更加明显。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种模拟开关电路，解决了电源电压掉电时模拟开关误导通造成的信号泄露问题。根据本专利技术实施例，提供了一种模拟开关电路，包括至少一个信号输入端和信号输出端，其中，所述模拟开关电路还包括：至少一个模拟开关，每个所述模拟开关都包括连接于对应的所述信号输入端和信号输出端之间的P型开关管；至少一个驱动电路，所述驱动电路用于控制对应的模拟开关的P型开关管的导通和关断；以及掉电保护电路，用于在电源电压掉电时根据所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及电源端中电位更高者得到一参考电压，并将所述参考电压提供至所述至少一个驱动电路的供电端和所述P型开关管的衬底，其中，所述掉电保护电路包括多个第一晶体管，所述多个第一晶体管的漏极分别与所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及所述电源端连接，所述多个第一晶体管的源极彼此连接以输出所述参考电压。优选地，所述掉电保护电路还包括电压上拉模块，用于在所述电源电压正常时将所述参考电压上拉至电源电压。优选地，所述第一晶体管的栅极、漏极和衬底彼此连接，以构成二极管结构。优选地，所述参考电压等于所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及所述电源端中电位更高者与所述第一晶体管的导通阈值的电压差。优选地，所述电压上拉模块包括：连接于所述多个第一晶体管的源极和地之间的第二晶体管和电阻，所述第二晶体管的栅极用于接收所述电源电压；以及第三晶体管，源极用于接收所述电源电压，栅极与所述第二晶体管和所述电阻的中间节点连接，漏极和衬底与所述P型开关管的衬底以及所述驱动电路的供电端连接。优选地，每个所述驱动电路都包括第四晶体管和第五晶体管，所述第四晶体管的源极用于接收所述参考电压，漏极与所述第五晶体管的漏极连接，所述第五晶体管的源极接地，所述第四晶体管和所述第五晶体管的栅极接收第一控制信号，所述第四晶体管和所述第五晶体管的中间节点与对应的模拟开关的所述P型开关管的栅极连接。优选地，每个所述模拟开关还包括连接于所述信号输入端和所述信号输出端之间的N型开关管，所述N型开关管和所述P型开关管并联连接，所述N型开关管的栅极接收第二控制信号，所述N型开关管的衬底接地，其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为同相信号。优选地，所述多个第一晶体管分别选自N型的金属氧化物半导体场效应晶体管。优选地，所述第二晶体管和所述第三晶体管分别选自P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟开关电路，包括至少一个信号输入端和信号输出端，其中，所述模拟开关电路还包括：/n至少一个模拟开关，每个所述模拟开关都包括连接于对应的所述信号输入端和信号输出端之间的P型开关管；/n至少一个驱动电路，所述驱动电路用于控制对应的模拟开关的P型开关管的导通和关断；以及/n掉电保护电路，用于在电源电压掉电时根据所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及电源端中电位更高者得到一参考电压，并将所述参考电压提供至所述至少一个驱动电路的供电端和所述P型开关管的衬底，/n其中，所述掉电保护电路包括多个第一晶体管，所述多个第一晶体管的漏极分别与所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及所述电源端连接，所述多个第一晶体管的源极彼此连接以输出所述参考电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟开关电路，包括至少一个信号输入端和信号输出端，其中，所述模拟开关电路还包括：
至少一个模拟开关，每个所述模拟开关都包括连接于对应的所述信号输入端和信号输出端之间的P型开关管；
至少一个驱动电路，所述驱动电路用于控制对应的模拟开关的P型开关管的导通和关断；以及
掉电保护电路，用于在电源电压掉电时根据所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及电源端中电位更高者得到一参考电压，并将所述参考电压提供至所述至少一个驱动电路的供电端和所述P型开关管的衬底，
其中，所述掉电保护电路包括多个第一晶体管，所述多个第一晶体管的漏极分别与所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及所述电源端连接，所述多个第一晶体管的源极彼此连接以输出所述参考电压。


2.根据权利要求1所述的模拟开关电路，其特征在于，所述掉电保护电路还包括电压上拉模块，用于在所述电源电压正常时将所述参考电压上拉至电源电压。


3.根据权利要求1所述的模拟开关电路，其特征在于，所述第一晶体管的栅极、漏极和衬底彼此连接，以构成二极管结构。


4.根据权利要求3所述的模拟开关电路，其特征在于，所述参考电压等于所述至少一个信号输入端、所述信号输出端以及所述电源端中电位更高者与所述第一晶体管的导通阈值的电压差。


5.根据权利要求2所述的模拟开关电路，其特征在于，所述电压上拉模块包括：
连接于所述多个第一晶体管的源极和地之间的第二晶体管和电阻，所述第二晶体管的栅极用于接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利地，张海冰，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11