开关电路、集成电路和电子设备制造技术

本申请涉及半导体器件，提供了一种开关电路，包括第一LDMOS器件和第二LDMOS器件，所述第一LDMOS器件的源极、体端和所述第二LDMOS器件的源极、体端共接，所述第一LDMOS器件的栅极和所述第二LDMOS器件的栅极共接，用于接入驱动电压；所述第一LDMOS器件的漏极作为输入端，所述第二LDMOS的漏极作为输出端。将两个高压LDMOS器件的源极和体短接，两个LDMOS的漏端可以承受正负高压的结构，增加了开关电路的工作电压范围。电压范围。电压范围。

【技术实现步骤摘要】
开关电路、集成电路和电子设备


[0001]本申请属于集成电路
，尤其涉及一种开关电路和电子设备。

技术介绍

[0002]刺激功能芯片在电生理技术的研究和应用中有较大需求。为了增强对生物组织的刺激效果，需要提高刺激功能电路的输出电流和正、负工作电压。在刺激过程结束后，要将由芯片刺激端口电路引起的残余电荷经芯片内部的开关泄放到地上。这个泄放残余电荷的开关，主要的工作状态即有两种。其一，高压端口工作时，端口电压表现为正、负高压，泄放电荷的开关要保持断开状态。其二，当高压端口不输出刺激电流时，泄放电荷的开关闭合，将端口处的残余电荷泄放到地电位上。
[0003]普通的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺中实现开关电路较为简单，单独一个NMOS器件即可实现一个开关功能。但高压应用中，较高的漏源电压会击穿NMOS器件的漏结。
[0004]而可以选用BCD(Bipolar—双极管、CMOS、DMOS)工艺实现高压工作的芯片电路，因为其横向扩散金属氧化物半导体(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)器件支持较高的漏源压差。主要问题是，使用BCD工艺中NLDMOS(N型横向扩散金属氧化物半导体晶体管)作为开关器件时，虽然较高的漏源耐压特性不会使器件的漏结被击穿，但NLDMOS的源体PN结反偏电压限制了开关的耐压，也限制了刺激功能芯片的最大工作正负电压。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种开关电路、集成电路和电子设备，旨在解决传统的泄放残余电荷的开关存在的耐压不高，限制了最大工作正负电压的问题。
[0006]本申请实施例的第一方面提供了一种开关电路，包括第一LDMOS器件和第二LDMOS器件，所述第一LDMOS器件的源极、体端和所述第二LDMOS器件的源极、体端共接，所述第一LDMOS器件的栅极和所述第二LDMOS器件的栅极共接，用于接入驱动电压；所述第一LDMOS器件的漏极作为开关电路的输入端，所述第二LDMOS的漏极作为开关电路的输出端。
[0007]在一个可选的实施例中，所述第一LDMOS器件的和所述第二LDMOS器件相同。
[0008]在一个可选的实施例中，所述驱动电压加载在所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件上形成的栅源电压大于的阈值电压时，所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件导通；所述驱动电压加载在所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件上形成的栅源电压为零时，所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件关断。
[0009]在一个可选的实施例中，还包括用于产生所述驱动电压的驱动电路。
[0010]在一个可选的实施例中，所述驱动电路包括一个偏置电流源、一个开关器件以及一个偏置电阻；
[0011]所述偏置电流源一端连接电源，另一端连接所述开关器件的第一导通端，所述开
关器件的第二导通端连接到所述第一LDMOS器件的栅极和所述第二LDMOS器件的栅极，用以提供偏置电流；所述偏置电阻的第一端连接在所述第一LDMOS器件的栅极和所述第二LDMOS器件的栅极，所述偏置电阻的第二端连接到所述第一LDMOS器件的源极和所述第二LDMOS器件的源极，用于基于所述偏置电流产生所述驱动电压。
[0012]在一个可选的实施例中，所述开关器件为PLDMOS器件。
[0013]在一个可选的实施例中，所述驱动电路还包括一个反相器，所述反相器的输入端用于接入驱动所述开关器件导通或关闭的使能信号，另一端连接到所述开关器件的控制端。
[0014]在一个可选的实施例中，所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件为NLDMOS器件。
[0015]本申请实施例的第二方面提供了一种集成电路，包括如上所述的开关电路。
[0016]本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括用于放电的放电端口，还包括如上所述的开关电路，所述开关电路的输入端与所述放电端口连接，所述开关电路的输出端连接到低电位节点，用于释放所述放电端口的残余电荷。
[0017]本申请实施例与现有技术相比至少存在以下有益效果：将两个高压LDMOS器件的源极和体短接，两个LDMOS的漏端可以承受正负高压的结构，增加了开关电路的工作电压范围，如用于电荷泄放时，能够承受更高的正负高压，如用于刺激电路芯片时，可以亦可以增加其工作电压范围。
附图说明
[0018]图1为典型的NLDMOS器件横截面结构示意图；
[0019]图2为本申请实施例一提供的开关电路的电路示意图；
[0020]图3为本申请实施例二提供的开关电路的电路示意图；
[0021]图4为本申请实施例二提供的开关电路的电荷泄放开关仿真结果。
具体实施方式
[0022]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0023]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0024]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0025]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
“
若干个”的含义是一个或多个，除非另有明确具体的限定。
[0026]BCD工艺中高压器件NLDMOS的横截面如附图1所示。PGR(P
‑
substrate guard ring)是P衬底的保护环，NGR(N guard ring)是N型隔离的保护环，B(Body)端与PEPI(Epitaxial layer，P型外延层)相连接构成该NLDMOS的体端，S(Source)是源极，G(Gate)是栅极，D(Drain)是漏极。
[0027]在此设计中，假设芯片正、负高压电源分别是VSTMP和VSTMN，即刺激端口的电压范围是VSTMN～VSTMP，那么器件的漏极D连接到刺激器(即刺激功能芯片)输出端口，其电压范围与正、负高压电源相同。为了防止漏极D和PEPI的PN结正偏，必须让器件的体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电路，其特征在于，包括第一LDMOS器件和第二LDMOS器件，所述第一LDMOS器件的源极、体端和所述第二LDMOS器件的源极、体端共接，所述第一LDMOS器件的栅极和所述第二LDMOS器件的栅极共接，用于接入驱动电压；所述第一LDMOS器件的漏极作为输入端，所述第二LDMOS的漏极作为输出端。2.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一LDMOS器件的和所述第二LDMOS器件相同。3.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述驱动电压加载在所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件上形成的栅源电压大于的阈值电压时，所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件导通；所述驱动电压加载在所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件上形成的栅源电压为零时，所述第一LDMOS器件和所述第二LDMOS器件关断。4.如权利要求1至3任一项所述的开关电路，其特征在于，还包括用于产生所述驱动电压的驱动电路。5.如权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述驱动电路包括一个偏置电流源、一个开关器件以及一个偏置电阻；所述偏置电流源一端连接电源，另一端连接所述开关器...

【专利技术属性】
技术研发人员：安奇，王怡珊，李烨，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：