一种新型处理负压AC信号的电子开关及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种新型处理负压AC信号的电子开关及其控制方法，所述电子开关包括：隔离型NMOS管QT1、隔离型NMOS管QT2、钳位电路一、钳位电路二、控制电路一和控制电路二；节点T1和节点T2会通过体二极管对节点MID进行偏置，当电子开关断开时，如果T1处的AC信号为正压，则电子开关的阻断是靠QT2的关断来完成，如果T1处的AC信号为负压，则电子开关的阻断是靠QT1的关断来完成，同时，由于节点T1的负压被n型埋层隔离在一个独立的P阱里面，负压不会影响电子开关芯片的衬底和其他电位，电子开关芯片的衬底接芯片的地。本发明专利技术能够彻底关断处理负压AC信号的电子开关，并通过n型埋层隔离的P阱对负压进行了有效处理。负压进行了有效处理。负压进行了有效处理。

【技术实现步骤摘要】
一种新型处理负压AC信号的电子开关及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电子电路
，具体而言，涉及一种新型处理负压AC信号的电子开关及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前越来越多的应用需要用到处理负压AC信号（交流信号）的电子开关，这是一类特殊的电源开关，与常规电子开关的不同之处在于关断状态下电子开关的一端电压会到一个负压，在这个负压下对电子开关的彻底关断带来了极大挑战，并且传统CMOS体硅工艺也较难处理芯片的负压。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种新型处理负压AC信号的电子开关及其控制方法，以解决关断状态下开关的一端电压会到负压，从而导致在这个负压下电子开关难以彻底关断，以及传统CMOS体硅工艺也较难处理芯片的负压的问题。
[0004]本专利技术提供的一种新型处理负压AC信号的电子开关，包括：隔离型NMOS管QT1、隔离型NMOS管QT2、钳位电路一、钳位电路二、控制电路一和控制电路二；隔离型NMOS管QT1的漏极与隔离型NMOS管QT2的漏极连接；隔离型NMOS管QT2的源极连接钳位电路二的输入端；钳位电路二的输出端一方面连接钳位电路一的输入端，另一方面连接控制电路二的输入端；控制电路二的输出端分别连接至隔离型NMOS管QT2的栅极和源极；钳位电路一的输出端连接隔离型NMOS管QT1的源极；控制电路一的输入端分别连接钳位电路一的两端，控制电路一的输出端连接NMOS管QT1的栅极；隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2中的n型埋层连接各自的漏极，n型埋层隔离起来的P阱连接各自的源极，并且P阱还通过一个体二极管与各自的漏极连接。
[0005]进一步的，所述钳位电路二包括二极管D1、二极管D2、钳位二极管Z2、电容cpump和电容CT2；所述控制电路二包括开关T2_on和开关T2_off；隔离型NMOS管QT2的源极依次连接二极管D1的正极和负极以及二极管D2的正极和负极；二极管D1和二极管D2之间的电性连接点经电容cpump接地；电容CT2以及钳位二极管Z2的两端均并联在二极管D1的正极和二极管D2的负极之间；二极管D2的负极一方面连接钳位电路一的输入端，另一方面依次经开关T2_on和开关T2_off连接至隔离型NMOS管QT2的源极；开关T2_on和开关T2_off之间的电性连接点连接隔离型NMOS管QT2的栅极。
[0006]进一步的，所述钳位电路一包括二极管D3、钳位二极管Z1和电容CT1；所述控制电路一包括开关T1_on和开关T1_off；二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D1的负极经钳位二极管Z1的一端，二极管D3和钳位二极管Z1之间的电性连接点经开关T1_on连接隔离型NMOS管QT1的栅极；二极管Z1的另一端一方面连接隔离型NMOS管QT1的源极，另一方面经开关T1_off连接隔离型NMOS管QT1的栅极；电容CT1并联在钳位二极管Z1两端。
[0007]本专利技术还提供一种如上述的新型处理负压AC信号的电子开关的控制方法，设隔离型NMOS管QT1的源极为节点T1，隔离型NMOS管QT2的源极为节点T2，隔离型NMOS管QT1的漏极和隔离型NMOS管QT2的漏极之间的电性连接点为节点MID；所述控制方法包括如下步骤：(1)电子开关导通：使控制电路一控制钳位电路一的输入端与隔离型NMOS管QT1的栅极连通，钳位电路一的输出端与隔离型NMOS管QT1的栅极断开，即隔离型NMOS管QT1的栅极和源极断开；使控制电路二控制钳位电路二输出端与隔离型NMOS管QT2的栅极连通，隔离型NMOS管QT2的栅极和源极断开；钳位电路二对节点T2的电压进行钳位形成(T2+X)V电源域，并输出至隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2的栅极；此时隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2导通，从节点T1、节点MID至节点T2形成低阻抗通路，节点T1与节点T2的电压近似相等；其中，X表示隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2的栅极和源极之间的最高安全工作电压数值；(2)电子开关断开：使控制电路一控制钳位电路一的输入端与隔离型NMOS管QT1的栅极断开，钳位电路一的输出端与隔离型NMOS管QT1的栅极连通，即隔离型NMOS管QT1的栅极和源极连通；使控制电路二控制钳位电路二输出端与隔离型NMOS管QT2的栅极断开，隔离型NMOS管QT2的栅极和源极连通；当节点T1处的电压大于节点T2处的电压时，(T2+X)V电源域作为隔离型NMOS管QT2的供电电源，由于隔离型NMOS管QT2的栅极和源极连通，因此隔离型NMOS管QT2的栅极和源极之间的电压为0V，即隔离型NMOS管QT2关断；当节点T1处的电压小于节点T2处的电压时，(T2+X)V电源域参照节点T1的浮动产生(T1+X)V电源域，(T1+X)V电源域作为隔离型NMOS管QT1的供电电源，由于隔离型NMOS管QT1的栅极和源极连通，因此隔离型NMOS管QT1的栅极和源极之间的电压为0V，即隔离型NMOS管QT1关断。
[0008]进一步的，所述钳位电路二对节点T2的电压进行钳位形成(T2+X)V电源域的方法为：当节点T2处的AC信号为高时，T2处的AC信号通过二极管D1对电容cpump充电；当节点T2处的AC信号为低时，电容cpump通过二极管D2对电容CT2充电；二极管D2与电容CT2之间的电性连接点为节点CAP，则通过钳位二极管Z2将节点CAP与节点T2之间的电压钳位到XV，由此钳位节点CAP的电压为(T2+X)V，即形成(T2+X)V电源域。
[0009]进一步的，所述(T2+X)V电源域参照节点T1的浮动产生(T1+X)V电源域的方法为：当节点T1处的AC信号为负压时，节点T1处的电压低于节点T2处的电压，(T2+X)V电源域通过二极管D3对电容CT1充电，通过钳位二极管Z1将二极管D3的负极与节点T1之间的电压钳位到XV，由此二极管D3的负极的电压为(T1+X)V，即形成(T1+X)V电源域。
[0010]一般地，X=5。
[0011]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够彻底关断处理负压AC信号的电子开关，并通过隔离型NMOS管的n型埋层隔离的P阱对负压进行了有效处理。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地
介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0013]图1为本专利技术实施例的新型处理负压AC信号的电子开关的结构图。
[0014]图2a为本专利技术实施例的新型处理负压AC信号的电子开关的仿真图一。图中示意了电子开关在关断状态下(T1+5V)电源域与节点T1处电压的相对压差波形，该相对压差波形是由钳位电路一的仿真模型决定了(T1+5V)电源域与节点T1处的最高相对压差在5.88V。
[0015]图2b为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型处理负压AC信号的电子开关，其特征在于，包括：隔离型NMOS管QT1、隔离型NMOS管QT2、钳位电路一、钳位电路二、控制电路一和控制电路二；隔离型NMOS管QT1的漏极与隔离型NMOS管QT2的漏极连接；隔离型NMOS管QT2的源极连接钳位电路二的输入端；钳位电路二的输出端一方面连接钳位电路一的输入端，另一方面连接控制电路二的输入端；控制电路二的输出端分别连接至隔离型NMOS管QT2的栅极和源极；钳位电路一的输出端连接隔离型NMOS管QT1的源极；控制电路一的输入端分别连接钳位电路一的两端，控制电路一的输出端连接NMOS管QT1的栅极；隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2中的n型埋层连接各自的漏极，n型埋层隔离起来的P阱连接各自的源极，并且P阱还通过一个体二极管与各自的漏极连接。2.根据权利要求1所述的新型处理负压AC信号的电子开关，其特征在于，所述钳位电路二包括二极管D1、二极管D2、钳位二极管Z2、电容cpump和电容CT2；所述控制电路二包括开关T2_on和开关T2_off；隔离型NMOS管QT2的源极依次连接二极管D1的正极和负极以及二极管D2的正极和负极；二极管D1和二极管D2之间的电性连接点经电容cpump接地；电容CT2以及钳位二极管Z2的两端均并联在二极管D1的正极和二极管D2的负极之间；二极管D2的负极一方面连接钳位电路一的输入端，另一方面依次经开关T2_on和开关T2_off连接至隔离型NMOS管QT2的源极；开关T2_on和开关T2_off之间的电性连接点连接隔离型NMOS管QT2的栅极。3.根据权利要求2所述的新型处理负压AC信号的电子开关，其特征在于，所述钳位电路一包括二极管D3、钳位二极管Z1和电容CT1；所述控制电路一包括开关T1_on和开关T1_off；二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D1的负极经钳位二极管Z1的一端，二极管D3和钳位二极管Z1之间的电性连接点经开关T1_on连接隔离型NMOS管QT1的栅极；二极管Z1的另一端一方面连接隔离型NMOS管QT1的源极，另一方面经开关T1_off连接隔离型NMOS管QT1的栅极；电容CT1并联在钳位二极管Z1两端。4.一种如权利要求1
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3任一项所述的新型处理负压AC信号的电子开关的控制方法，其特征在于，设隔离型NMOS管QT1的源极为节点T1，隔离型NMOS管QT2的源极为节点T2，隔离型NMOS管QT1的漏极和隔离型NMOS管QT2的漏极之间的电性连接点为节点MID；所述控制方法包括如下步骤：(1)电子开关导通：使控制电路一控制钳位电路一的输入端与隔离型NMOS管QT1的栅极连通，钳位电路一的输出端与隔离型NMOS管QT1的栅极断开，即隔离型NMOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡波，卿健，罗周益，朱冬勇，章莉，
申请(专利权)人：成都市易冲半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：