一种包括金属氧化物半导体场效应管的安全电路制造技术

本发明专利技术公开了一种包括金属氧化物半导体场效应管的安全电路，涉及模拟电路设计技术，用以在高压环境中保护用作开关器件的ＭＯＳＦＥＴ工作于一定的电压范围内，而不用担心其击穿问题。本发明专利技术所述安全电路包括受保护的ＭＯＳＦＥＴ及其保护电路，其中所述保护电路采用划分电源域的方法来实现分压。所述保护电路包括串联在受保护ＭＯＳＦＥＴ的输入端和恒定低电位点之间的第一、第二分压电路和第一开关电路，及串联在第一、第二分压电路的接点或第二分压电路和第一开关电路接点，与恒定低电位点之间的第三分压电路和第二开关电路。采用本发明专利技术所述的安全电路，直接代替目前技术中的高压ＭＯＳＦＥＴ开关器件，简化了电路的设计生产工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模拟电路设计技术，具体地说，涉及一种MOSFET(Metal-Oxide-Semicoductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应管)开关器件的安全电路。
技术介绍
在目前的模拟电路设计中，对MOSFET开关器件而言，根据不同情况，电源电压如果超过3.3V或者5V，那就可以称之为高压环境了。在模拟电路的高压设计中，多采用特殊工艺制造高压MOSFET器件来实现设计，虽然制造出来的高压MOSFET器件仍然具有开关特性好、功耗低等优点而应用于各种高频低功耗的工作环境，但是这种设计技术工艺成本高，设计加工出来的高压MOSFET器件通用性差，导致工业应用中难以批量生产，又因为需要针对不同的应用环境，进行不同的设计和加工，导致效率低下并且成本高昂。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种包括金属氧化物半导体场效应管的安全电路，用以在高压环境中，保护用作开关器件的MOSFET工作于一定的电压范围内，而不用担心其击穿问题，延长MOSFET开关器件的寿命，降低工艺设计和生产成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种包括金属氧化物半导体场效应管的安全电路，包括受保护的金属氧化物半导体场效应管及其保护电路，其中，所述保护电路包括第一分压电路，第二分压电路，第三分压电路，以及第一开关电路和第二开关电路； 第一分压电路、第二分压电路与第一开关电路以串联的形式，连接在受保护金属氧化物半导体场效应管的输入端和恒定低电位点之间，第一分压电路和第二分压电路的接点A2与所述受保护的金属氧化物半导体场效应管的栅极相连；第三分压电路的一端与第二分压电路与第一开关电路的接点B2相连，或者与第一分压电路与第二分压电路的接点A2相连；另一端通过接点C2与第二开关电路相连；第一开关电路包括一个控制端和两个连接端，该控制端与控制被保护的金属氧化物半导体场效应管导通的开信号连接，两个连接端的其中一端与接点B2相连，另一端与接点D2相连，该开信号有效时，所述两个连接端导通；第二开关电路包括一个控制端和两个连接端，该控制端与控制被保护的金属氧化物半导体场效应管截止的关信号连接，两个连接端的其中一端与接点C2相连，另一端与接点D2相连，该关信号有效时，所述两个连接端导通；第一开关电路导通时，第二开关电路断开，分压后，接点A2的电压为受保护的金属氧化物半导体场效应管的安全导通电压；第二开关电路导通时，第一开关电路断开，分压后，接点A2的电压为受保护的金属氧化物半导体场效应管的安全截止电压。进一步地，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为P型，所述接点D2与所述恒定低电位点相连；或者，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为N型，所述接点D2与所述受保护的金属氧化物半导体场效应管的输入端相连。进一步地，所述第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路的分压元件为一个或多个电阻；或者，所述第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路的分压元件为一个或多个金属氧化物半导体场效应管。更进一步地，所述第一分压电路中的多个电阻以串联形式连接；所述第二分压电路中的多个电阻以串联形式连接；所述第三分压电路中的多个电阻以串联形式连接。进一步地，所述第一分压电路含有一个P型金属氧化物半导体场效应管；所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为P型所述第一分压电路中的P型金属氧化物半导体场效应管，其源极和衬底接所述受保护的金属氧化物半导体场效应管的输入端，其栅极和漏极接所述接点A2；或者，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为N型所述第一分压电路中的P型金属氧化物半导体场效应管，其源极和衬底接在所述接点A2上，其漏极和衬底接在所述恒定低电位点上。进一步地，所述第二分压电路含有一个P型金属氧化物半导体场效应管；所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为P型所述第二分压电路中的P型金属氧化物半导体场效应管，其源极和衬底接所述接点A2，其栅极和漏极接所述接点B2；或者，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为N型所述第二分压电路中的P型金属氧化物半导体场效应管，其源极和衬底接所述接点B2，其栅极和漏极接所述接点A2。进一步地，所述第二分压电路含有一个以二极管连接方式连接的由一个以上的P型金属氧化物半导体场效应管构成的P型金属氧化物半导体场效应管串；所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为P型所述第二分压电路中的所述P型金属氧化物半导体场效应管串一端的金属氧化物半导体场效应管的源极和衬底接在所述接点A2上，另一端的金属氧化物半导体场效应管的栅极和漏极接在所述接点B2上；或者，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为N型所述第二分压电路中的所述P型金属氧化物半导体场效应管串一端的金属氧化物半导体场效应管的栅极和漏极接在所述接点A2上，另一端的金属氧化物半导体场效应管的源极和衬底接在所述接点B2上。进一步地，所述第三分压电路含有一个N型金属氧化物半导体场效应管；所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为P型所述第三分压电路中的N型金属氧化物半导体场效应管的栅极和漏极接在所述接点B2上，或者接在所述接点A2上；源极和衬底接在所述接点C2上；或者，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为N型所述第三分压电路中的N型金属氧化物半导体场效应管的栅极和漏极接在所述接点C2上；源极和衬底接在所述接点B2上，或者接在所述接点A2上。进一步地，所述第三分压电路含有一个以二极管连接方式连接的由一个以上的N型金属氧化物半导体场效应管构成的N型金属氧化物半导体场效应管串；所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为P型所述第三分压电路中的N型金属氧化物半导体场效应管串一端的金属氧化物半导体场效应管的栅极和漏极接在所述接点B2上，或者接在所述接点A2上；另一端的金属氧化物半导体场效应管的源极和衬底接在所述接点C2上；或者，所述受保护的金属氧化物半导体场效应管为N型第三分压电路中的所述N型金属氧化物半导体场效应管串一端的金属氧化物半导体场效应管的栅极和漏极接在所述接点C2上，另一端的金属氧化物半导体场效应管的源极和衬底接在所述接点B2上，或者接在所述接点A2上。进一步地，所述第一开关电路为一个N型金属氧化物半导体场效应管，其栅极接所述开信号，其源极和衬底接在所述接点D2上，其漏极接在所述接点B2上； 所述第二开关电路为一个N型金属氧化物半导体场效应管，其栅极接所述关信号，其源极和衬底接在所述接点D2上，其漏极接在所述接点C2上。本专利技术在MOSFET开关器件上增加保护电路运用于高压环境中，直接代替目前技术中的高压MOSFET开关器件，简化了电路的设计工艺及生产工艺，针对不同的应用环境只需稍加变化即可，效率高而且成本低廉，同时保证了MOSFET工作在正常的工作状态下，避免MOSFET被击穿，从而延长了MOSFET开关器件的寿命。附图说明图1是高压环境下采用高压MOSFET开关器件的电路示意图；图2是本专利技术实施例结构示意图；图3是本专利技术的实施例示意图；图4是受保护MOSFET开关器件为P型的本专利技术实施例示意图；图5是受保护MOSFET开关器件为N型的本专利技术实施例示意图；图6是本专利技术另一实施例的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。在目前的模拟电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括金属氧化物半导体场效应管的安全电路，包括受保护的金属氧化物半导体场效应管及其保护电路，其特征在于，所述保护电路包括第一分压电路，第二分压电路，第三分压电路，以及第一开关电路和第二开关电路；第一分压电路、第二分压电路与第一开关 电路以串联的形式，连接在受保护金属氧化物半导体场效应管的输入端和恒定低电位点之间，第一分压电路和第二分压电路的接点Ａ２与所述受保护的金属氧化物半导体场效应管的栅极相连；第三分压电路的一端与第二分压电路与第一开关电路的接点Ｂ２相连，或 者与第一分压电路与第二分压电路的接点Ａ２相连；另一端通过接点Ｃ２与第二开关电路相连；第一开关电路包括一个控制端和两个连接端，该控制端与控制被保护的金属氧化物半导体场效应管导通的开信号连接，两个连接端的其中一端与接点Ｂ２相连，另一端与 接点Ｄ２相连，该开信号有效时，所述两个连接端导通；第二开关电路包括一个控制端和两个连接端，该控制端与控制被保护的金属氧化物半导体场效应管截止的关信号连接，两个连接端的其中一端与接点Ｃ２相连，另一端与接点Ｄ２相连，该关信号有效时，所述 两个连接端导通；第一开关电路导通时，第二开关电路断开，分压后，接点Ａ２的电压为受保护的金属氧化物半导体场效应管的安全导通电压；第二开关电路导通时，第一开关电路断开，分压后，接点Ａ２的电压为受保护的金属氧化物半导体场效应管的安 全截止电压。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]