耐高压非对称开关制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高压非对称开关，采用非对称结构的串联ＭＯＳＦＥＴ开关管的结构，而两开关管的作用不同，从而有意造成集成开关的非对称性，在高压的情况下能对开关管进行分压，从而提高了电压承受能力，实现了耐高压的功能，同时兼顾了功耗和面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成开关。具体来说，涉及一种能够提高集成丌关承受的电路电压幅值的耐 高压非对称开关。
技术介绍
众所周知集成开关广泛应用于集成电路的各种单元电路、控制电路之中，根据电路的不同需 要，集成开关需要被赋予不同的参数和性能以完成不同的功能要求，但其常规的应用都是基 于由控制电路控制的单MOSFET开关管作为开关管，或者两个及两个以上对称分布的串联 MOSFET开关管。采用单MOSFET开关管的设计方法，能够直接的根据需要控制电路的导通 与断开，设计原理较为简单，但是能够承受的电压幅值取决于MOSFET开关管的参数，承受 能力有限；对称结构的串联MOSFET开关管设计， 一般则是为了适应电路两端任意一端或两 端出现高电压的情形，能够更好的对集成开关进行保护，但并没有提高电路承受电压的能力。 而在集成电路，特别是模拟集成电路和电源集成电路当中，能够耐高压的集成开关的需求不 断扩大，对开关的要求越来越高；另一方面，现今的设计往往只能根据电路的要求，在旁路 上增加繁杂的并联电路上作文章，使得集成开关为了达到性能要求而牺牲了功耗和面积，在 这些参数之中进行繁琐的计算并折中。
技术实现思路
本专利技术即为解决上述问题而提出的。本专利技术采用非对称结构的串联MOSFET开关管的结构， 而两开关管的作用不同，从而有意造成集成开关的非对称性，在高压的情况下能对开关管进 行分压，从而提高了电压承受能力，实现了耐高压的功能，同时兼顾了功耗和面积。 本专利技术是通过如下技术方案予以实现的一种耐高压非对称开关，包括控制电路导通与断开的MOSFET幵关管Ml和对Ml进行控制 的控制单元，其特征在于，它还包括分压MOSFET开关管M2，串联在Ml和开关电路端口之间，栅极连接控制单元；基准产生单元，向M2提供基准电压，有三个端口，第一端口连接开关电路端口，第二端口连接在Ml和M2串联的节点上，第三塌接地.所述的MOSFET开关管Ml和M2,可以由PMOS开关管组成，也可以由NMOS开关管组成， MOSFET开关管Ml和M2可以为同一型号的MOSFET开关管，也可以为不同类型的开关管， 所述的基准产生单元，第一端口连接的开关电路權口，可以是连接电压较商埔用以承受离压， 也可以是连接电压较低埔用以承受低压和反向电压。所述的基准产生单元，具体实现可以为以下任意一种方式，或几种方式的任塞组合，包括串联、并联、串联和并联结合的混合结构等两个或两个以上的串联电阻及其等效方式两个或两个以上的二极管、三极管或场效应管构成的分压电路方式. 工业上利用和应用的可能性本专利技术电压反接保护电路可以应用于但不限于各种模拟集成电路、电源集成电路中用作耐商 压集成开关的各种与本专利技术相关的所有应用范围和场合中。说明书附圉圑1是本专利技术一种耐髙压非对称开关的简略结构图，圑2是本专利技术一种敏商压非对称开关的基准产生单元的电路图。具体实施方式请参考附图，说明本专利技术具体实施方式.圉1是本专利技术一种耐髙压非对称开关的简略结构图，圉1 (a)表示本专利技术一种耐髙压非对称开关结构第一实施例，由图可知，耐商压非对称开关 包括以下部分控制电路导通与断开的MOSFET开关管M1，连接在电路当中，起开关作用；对Ml进行控 制的控制单元，通过自动或人工方式，控制分压MOSFET丌关管M2，串联在Ml和开关电 路埔口之间，栅极连接控制单元基准产生单元，向M2提供基准电压，有三个端口，第一端口连接开关电路端口V2，第二端 口连接在M1和M2串联的节点上，第三塌接地.圉中的MOSFET开关菅Ml和M2是非对称结构，可以采用同-型号的MOSFET开关管也可以采用不同型号的开关管，但其功能是不同的。幵关管M1完成的是集成开关功能，在V, 与V2两端电压差不大、没有超过Ml的承受能力时，根据电路需要予以导通，此时开关管 M2相当于一个阻值不大的电阻；当V2大于V,电压且差值较大，超过M1的承受能力时， M2对过大的电压进行分压，提高了集成开关的承受能力。附图说明图1 (b)表示本专利技术一种耐髙压非对称开关结构第二实施例，图中各组成部分与图1 (a)— 致，不同之处仅在于，图中的开关管M1和M2采用NM0S开关管构成。其工作原理与图l (a) —致。图1 (c)表示本专利技术一种耐高压非对称开关结构第三实施例，图中各组成部件均与图1 (a) 相同，不同之处在于基准单元的三个端口，第一端口连接开关电路端口 V，，第二端口连接在 M1和M2串联的节点上，第三端接地，它受V,端口的电压控制。这一电路完成的功能与图 l恰好相反在V!与V2两端电压差不大、没有超过M1的承受能力时，根据电路需要予以导 通，此时开关管M2相当于一个阻值不大的电阻；当V,大于V2电压且差值较大，超过Ml 的承受能力时，M2对过大的电压进行分压，提高了集成开关的承受能力。 图1 (d)表示本专利技术一种耐高压非对称开关结构第四实施例，图中各组成部分与图1 (c) 一 致，不同之处仅在于，图中的开关管M1和M2采用NM0S开关管构成。其工作原理与图l (c) 一致。图2是本专利技术一种耐高压非对称开关的基准产生单元的电路阁。图2 (a)表示本专利技术一种耐高压非对称开关的基准产生单元第一实施例，由图可知，耐高压 非对称开关的基准产生单元为一三端部件，通过串联的电阻或其等效方式对高电压进行分压。 应用于图l (a)时，A端连接V2+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地；应用于 图l (b)时，A端连接V,+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地。图中的电阻 阻值可以为固定值，也可以为可调电阻。基于这样的连接方法，M2上承受的电压值与基准产生电压的相应分压值保持一致，较之于单MOSFET开关管集成开关，M2上承受的电压即为本专利技术提高的开关承受的电压值。图2 (b)表示本专利技术一种耐高压非对称开关的基准产生单元第二实施例，由图可知，耐高压非对称开关的基准产生单元由数个串联的二极管或其等效方式，对高电压进行分压。应用于图l (a)时，A端连接V2+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地；应用于图1 (b)时，A端连接V,+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地。图2 (b)的基本原理与图2 (a) —致，只是采用二极管进行分压操作。图2 (c)表示本专利技术一种耐髙压非对称开关的基准产生单元第三实施例，由图可知，耐高压非对称开关的基准产生单元由数个串联的三极管或其等效方式，对高电压进行分压。应用于 图1 (a)时，A端连接V2+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地应用于图1 (b) 时，A端连接V汁端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地。 图2 (c)的基本原理与图2 (a) —致，只是采用三极管进行分压操作。 图2(d)表示本专利技术一种耐高压非对称开关的基准产生单元第四实施例，由图可知，耐高压 非对称开关的基准产生单元由数个串联的场效应管或其等效方式，对高电压进行分压。应用 于图l (a)时，A端连接V2+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地；应用于图1 (b)时，A端连接V,+端口， B端连接M1与M2串联的节点，C端接地。 图2 (d)的基本原理与图2 (a) —致，只是采用场效应管进行分压操作。上述实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压反接保护电路，包括控制单元电路和它控制的电子开关Ｓ，其特征在于，它还包括：　　　　分流装置，其一端连接外加电压的Ｖｉｎ－端，另一端接地，并且同时连接Ｒｒｅｆ所在的基准电压通路和控制单元电路的输入信号端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹先国，
申请(专利权)人：曹先国，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]