过压保护电路及方法技术

一种用于一接收器的过压保护装置，具有第一与第二通过装置、以及一保护控制电路。接收器使用一开关临界值检测高电压电平输入信号，而开关临界值根据低电压电平源的电压，接收器具有一最大限制电压，最大限制电压介于低电压电平和高电压电平之间，第一通过装置通过输入信号并将输入信号提升至一低于电源电压的第一电压电平，第二通过装置与第一通过装置并联耦接，保护控制电路控制第二通过装置以允许输入讯号高于第一电压直至一临界电压，临界电压低于最大电压限制、高于电源电压，且电源电压足以满足逻辑切换临界值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种过压保护电路，特别关于一种能够在满足输入电压限制条件时，建立足以激活临界值检测电路的输入电压的方法与电路。
技术介绍
近几年来，集成电路(ICs)和其工作电压逐渐缩小，因此必须在接收器的输入端设置一过压保护机制、或一临界值检测装置以接收一超过接收器的最大输入电压电平的输入信号。例如，援助发射接收逻辑电路(Assisted Gunning Transceiver Logic，AGTL)总线通常工作于1.25～1.5V之间的电压电平，但也可接收较高电压的信号如电源供应器提供的3.3V信号或是2.5V信号，而电源供应器具有一1V的切换临界值或是一1.25V的切换临界值。一援助发射接收逻辑电路的输入接收器工作于一1.5V的基本参考总线电压VTT，且具有2/3VTT或是1V的切换临界值。更新的援助发射接收逻辑电路规格甚至有更低的电压电平，例如一1.25V总线具有0.83参考临界值。援助发射接收逻辑电路仅为其中的一种例子，本专利技术可应用于任何一种用以限制输入电压的临界值检测装置或接收器。低电压输入装置通常包括一电压限制电路以便钳位(clamp)输入的最大电压。一般已知钳位电路包括有一NMOS组件，NMOS组件的栅极耦接至一电源电压(例如电源电压VTT)，且NMOS组件的源极用以接收工作在较高的电压电平的输入信号，而NMOS组件的漏极连接至此低电压输入装置的输入端。因此当输入信号增大至一临界值(临界值低于电源电压VTT)，NMOS组件将截止，以便将提供至不同输入接收器的信号，钳位至低于电源电压VTT的临界值。一般而言，电源电压VTT为临界值检测装置的电源电压，但可由外部电源提供，如一总线电压等。已知的输入过压保护组件，如上述的NMOS组件，会于输入信号拉到太低而无法激活临界值检测电路时，发生问题。举例说明，在一电源电压VTT为1.5V的系统中，已知的NMOS输入电压钳位电路将提供给不同输入端的信号钳位至约1.1V，其为电源电压VTT减去NMOS的正基体效应(threshold plus body effect)的值。此电压电平仅高于援助发射接收逻辑电路的临界电压1V，约0.1V的电压电平。在诸如总线噪声、热量梯度、和电源供应器变化等的影响下，当输入信号钳位至此较低的电压电平时，可能无法提供对输入信号一高逻辑装置的可信赖的检测。
技术实现思路
有鉴于上述课题，本专利技术提供一种过压保护电路、开关电路与检测逻辑电路临界值的方法，用以在满足输入限制条件时，建立足以激活临界值检测电路的输入电压。因此，依本专利技术的一种用于一接收器的过压保护电路的实施例，过压保护电路包括有一第一导通组件、一第二导通组件及一保护控制电路。接收器具有一输入端，其利用一逻辑切换临界值来检测一高电压电平输入信号的状态，而逻辑切换临界值根据一低电压电平的电源电压而定。输入端具有一最大限制电压，其介于低电压电平和高电压电平之间。第一导通组件具有一用以接收电源电压的控制终端和一电流路径，电流路径用以通过输入信号传至接收器的输入端，并将该输入信号提升至一低于该电源电压的第一电压电平。第二导通组件具有一控制终端和一电流路径，电流路径并联耦接第一导通组件的电流路径。保护控制电路控制第二导通组件以允许输入信号从第一电压电平提高至一临界电压，临界电压低于最大限制电压并高于电源电压，且足以到达逻辑切换临界值。在一实施例中，第一导通组件为一N信道组件，N信道组件具有一用以接收电源电压的栅极，一用以接收输入信号的源极，以及一耦接至接收器的输入端的漏极。第二导通组件为一第一P信道组件，P信道组件具有一耦接至保护控制电路的栅极、一用以接收输入信号的源极，一耦接至接收器的输入端的漏极。接收器具有一输出端，其可提供一与输入信号相关的输出信号。保护控制电路可以具有一N信道电路和一P信道电路。其中，N信道电路耦接至第一P信道组件的栅极，并用以接收输出信号，以及当输入信号增大时，维持第一P信道组件的状态直到输入电路改变输出信号的状态。P信道电路耦接第一P信道组件的源极和栅极，且用以接收输入信号和电源电压，当输入信号达到一P信道的临界电压时，P信道电路关闭第一P信道组件，且临界电压高于电源电压VTT。在另一实施例中，N信道电路具有一第一N信道组件和一第二N信道组件。第一N信道组件具有一耦接接地的源极，一接收输出信号的栅极，和一漏极。第二N信道组件具有一耦接第一N信道组件的漏极的源极，一接收电源电压的栅极，和一耦接第一P信道组件的栅极的漏极。P信道电路具有一第二P信道组件、一第三P信道组件、和一第四P信道组件。每个P信道组件具有一基体且耦接于一阱节点(wellnode)。第二P信道组件具有一接收电源电压的源极，一接收输入信号的栅极，和一耦接该阱节点的漏极。第三P信道组件具有一接收电源电压的栅极，一接收输入信号的源极，和一耦接阱节点的漏极。第四P信道组件具有一耦接第一P信道组件的栅极的漏极，一接收电源电压的栅极，和耦接阱节点的一源极与一基体。当输入信号低于电源电压时，第二P信道组件提升阱节点的电压至电源电压。当输入信号高于一P信道的临界电压，则第三P信道组件将阱节点的电压拉至输入信号的电压，临界电压高于电源电压。当阱节点将一P信道的临界电压提升高于电源电压，则第四P信道组件将第一P信道组件的栅极拉到阱节点的电压，由此第一P信道组件的栅极也可拉到输入电压。过压保护电路可以更包含有一第五P信道组件，其具有一源极、一栅极、一漏极，而源极和栅极用以接收电源电压，漏极耦接第一P信道组件的漏极。其中，第五P信道组件用以限制第一P信道组件的漏极与N信道组件的峰值电压，峰值电压为P信道临界电压，其高于电源电压VTT，并低于最大限制电压。本专利技术的一种开关电路的较佳实施例，用以显示输入信号的状态，输入信号可以为一高电压，开关电路具有一检测电路、一第一钳位电路和一第二钳位电路。检测电路具有一输入端和一输出端，输入端检测与一参考电压相关联的输入信号，参考电压依据一电源电压而定，而电源电压低于上述的高电压。检测电路更可以具有一输出端用以提供一第一输出信号，第一输出信号用以显示输入信号的状态，输入信号被限制不可超过一最大电压，此最大电压高于电源电压、小于高电压。第一钳位电路用以将输入到检测电路的输入端的输入信号提升至一低于电源电压的第一电压。第二钳位电路用以将输入到检测电路的输入端的输入信号提升到一介于电源电压和最大电压之间的临界电压。在预定工作条件之下临界电压值足以激发检测电路作动，此预定工作条件包括有噪声、热量梯度和电源供应变异。第一钳位电路可以是一N信道组件，第二钳位电路可以是一第一P信道组件和一电压控制电路，电压控制电路耦接第一P信道组件的栅极。在一些实施例中，电压控制电路具有一N信道电路和一P信道电路，如同前述，在此不再赘述。本专利技术一实施例揭露一种检测逻辑临界值的方法，其当检测一输入信号为一高逻辑电路电平，且高逻辑电路电平超出一输入装置的最大输入电压电平时，提供输入装置的过压保护，该方法包括下列步骤将一第一N信道组件的漏极和源极耦接于一输入信号与输入装置的输入端之间，且提供一电源电压至第一N信道组件的栅极；将一第一P信道组件的源极和漏极耦接于一输入信号与输入装置的输入端之间；将第一P信道组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一接收器的过压保护电路，该接收器具有一输入端及一最大限制电压，且该输入端利用一逻辑切换临界值来检测一高电压电平输入信号的状态，而该逻辑切换临界值是根据一低电压电平的电源电压而定，该最大限制电压介于该低电压电平与该高电压电平之间，该过压保护电路包含：一第一导通组件，具有一接收该电源电压的控制终端和一电流路径，该电流路径是将该输入信号传至该接收器的该输入端，并将该输入信号提升至一低于该电源电压的第一电压电平；一第二导通组件，具有一控制终端和一电流路 径，该第二导通组件的电流路径并联耦接该第一导通组件的电流路径；以及一保护控制电路，耦接该第二导通组件的控制终端，且控制该第二通过装置允许该输入信号从该第一电压电平提高至一临界电压，该临界电压低于该最大限制电压并高于该电源电压 ，且足以到达该逻辑切换临界值。

【技术特征摘要】
US 2004-4-28 10/833,4011.一种用于一接收器的过压保护电路，该接收器具有一输入端及一最大限制电压，且该输入端利用一逻辑切换临界值来检测一高电压电平输入信号的状态，而该逻辑切换临界值是根据一低电压电平的电源电压而定，该最大限制电压介于该低电压电平与该高电压电平之间，该过压保护电路包含一第一导通组件，具有一接收该电源电压的控制终端和一电流路径，该电流路径是将该输入信号传至该接收器的该输入端，并将该输入信号提升至一低于该电源电压的第一电压电平；一第二导通组件，具有一控制终端和一电流路径，该第二导通组件的电流路径并联耦接该第一导通组件的电流路径；以及一保护控制电路，耦接该第二导通组件的控制终端，且控制该第二通过装置允许该输入信号从该第一电压电平提高至一临界电压，该临界电压低于该最大限制电压并高于该电源电压，且足以到达该逻辑切换临界值。2.如权利要求1所述的过压保护电路，其中该第一导通组件包含一N信道组件，该N信道组件具有一用以接收该电源电压的栅极、一用以接收该输入信号的漏极，以及一耦接该接收器的输入端的源极。3.如权利要求1所述的过压保护电路，其中该第二导通组件包含一第一P信道组件，该第一P信道组件具有一耦接该保护控制电路的栅极，一接收该输入信号的源极，以及一耦接该接收器的输入端的漏极。4.如权利要求3所述的过压保护电路，其中该接收器具有一输出端，以提供一与该输入信号相对应的输出信号，该过压保护电路包含一N信道电路，耦接至该第一P信道组件的栅极，并接收该输出信号，当该输入信号增大直到该输入电路改变该输出信号的状态前，该N信道电路保持该第一P信道组件导通；以及一P信道电路，耦接至该第一P信道组件的源极和栅极，并接收该输入信号及该电源电压，当该输入信号到达该临界电压值时，该P信道电路关闭该第一P信道组件。5.如权利要求4所述的过压保护电路，其中该N信道电路包含一第一N信道组件，具有一接地的源极、一接收该输出信号的栅极、以及一漏极；以及一第二N信道组件，其中的一源极耦接至该第一N信道组件的该漏极、一栅极接收该电源电压、而其之一漏极则耦接至该第一P信道组件的该栅极。6.如权利要求4所述的过压保护电路，其中该第一P信道组件具有一耦接至一阱节点的一基体，该P信道电路包含一第二P信道组件，具有一接收该电源电压的源极，一接收该输入信号的栅极，以及耦接至该阱节点的一漏极与一基体；一第三P信道组件，具有一接收该电源电压的栅极，一接收该输入信号的源极，以及耦接至该阱节点的一漏极与一基体；以及一第四P信道组件，具有一耦接该第一P信道组件的该栅极的漏极，一接收该电源电压的栅极，以及耦接至该阱节点的一源极与一基体。7.如权利要求6所述的过压保护电路，其中当该输入信号小于该电源电压时，该第二P信道组件将该阱节点钳位至该电源电压，当该输入信号的电压上升高过该电源电压时，该第三P信道组件将该阱节点拉至该输入信号的电压，以及当该阱节点的电压上升高过该电源电压时，该第四P信道组件使该第一P信道组件的栅极为该阱节点的电压。8.如权利要求6所述的过压保护电路，其中该P信道电路更包含一第五P信道组件，该第五P信道组件具有一栅极、一用以接收该电源电压的源极、以及一耦接该第一P信道组件的该漏极的漏极；该第五P信道组件将该第一P信道组件与该N信道组件的漏极限制于一小于该最大限制电压的峰值电压。9.一种开关电路，其用以显示一输入信号的状态，且该输入信号为不大于一高电压的范围，该开关电路包含一检测电路，具有一输入端以及一输出端，该输入端检测与一参考电压相关联的该输入信号的状态，该参考电压依据低于该高电压的一电源电压而定，而该输出端用以提供一第一输出信号，该第一输出信号显示该输入信号的状态，该输入信号被限制不可超过一最大电压，该最大电压高于该电源电压且小于该高电压；一第一钳位电路，用以将输入到该检测电路的该输入端的该输入信号提升至一低于该电源电压的第一电压；以及一第二钳位电路，用以将输入到该检测电路的该输入端的该输入信号提升到一介于该电源电压和该最大电压之间的临界电压。10.如权利要求9所述的开关电路，其中在预定工作条件之下该临界电压足以激发该检测电路作动，该预定工作条件包括有噪声、热量梯度和电源供应变异。11.如权利要求9所述的开关电路，其中该第一钳位电路包含一N信道装置，该N信道装置具有一用以接收该电源电压的栅极，一用以接收该输入信号的漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR隆德博格，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]