一种无静态电流芯片防倒灌保护电路制造技术

本申请公开了一种无静态电流芯片防倒灌保护电路，所述保护电路连接无静态电流芯片电源输入引脚和输出引脚的电压比较电路，所述保护电路包括第一场效应管、第三场效应管、第四场效应管和第一电阻；所述第四场效应管的源极连接电源输入引脚和输出引脚的电压比较电路输出端，漏极连接无静态电流芯片电路电源输入端，栅极连接第三场效应管漏级；所述第三场效应管的栅极连接无静态电流芯片电路电源输入端正极，源极连接无静态电流芯片电路电源输出端正极，漏极连接由第一场效应管和第一电阻组成的电流源单元。本发明专利技术不需要额外的启动电路及偏置电路，即可实现无静态电流芯片防倒灌保护，电路简单且动态贯通电流较小。电路简单且动态贯通电流较小。电路简单且动态贯通电流较小。

【技术实现步骤摘要】
一种无静态电流芯片防倒灌保护电路


[0001]本专利技术属于芯片保护
，涉及一种无静态电流芯片防倒灌保护电路。

技术介绍

[0002]图1所示为一种无静态电流芯片，Vin为信号输入端，Vout为信号输出端，Vcc为芯片电源。有时会要求当Vout由外部驱动且电位超过Vcc时不能有倒灌入Vcc的电流，以Push pull输出级为例，现有方案如图2所示。对图2电路进行分析如下：
[0003]通常当Vout由外部驱动时，内部逻辑模块产生的逻辑会使ngate为低电平将Mnout关断，使pgate为高电平将Mpout关断。其中Mpout的驱动器F2的电源和Mpout的衬底由Vmax来供电，Vmax为Vcc和Vout中电位较高者。理想情况下Mpout的|Vgs|小于Mpout的阈值电压|Vthp|，使Mpout关断，且Mpout的体二极管正偏电压为Vout
–
Vmax≤0V，因此二极管也是不导通的。但实际工作过程中，此电路会有漏电的可能性。对于Vout≥Vcc条件下，分为两种情况进行分析：
[0004]Vout
–
Vcc≥|Vthp|时，Mp1截止，Mp2导通，Vmax＝Vout，pgate＝Vmax＝Vout。Mpout的|Vgs|＝0V，Mpout的体二极管正偏电压VD＝0V，因此没有从Vout倒灌入Vcc的电流。
[0005]Vout
–
Vcc<|Vthp|时，Mp1和Mp2都截止，Vmax＝Vout
–
VD，其中VD为Mp1和Mp2寄生体二极管D1和D2的开启电压。Mpout的|Vgs|＝VD，如果VD≥|Vthp|，就会有从Vout倒灌入Vcc的电流。
[0006]另外，对于逻辑芯片，在正常工作模式下，当Vout从高向低切换时，ngate需要拉高使Mnout导通，pgate需要拉高使Mpout关断。pgate拉高过程中，如果Vout仍为高电平，即Vout＝Vcc，则Vmax＝Vcc
–
VD，pgate只能拉高到Vmax，有可能不能将Mpout完全关断。此时ngate也在拉高过程中，Mnout逐渐导通，因此可能会有从Vcc到GND的动态贯通电流。直到Vout降低到使Vcc
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Vout≥|Vthp|时，Mp1导通，Vmax才等于Vcc，将Mpout彻底关断。
[0007]针对上述问题，常规的解决方案如图3所示，其中，Mp1和Mp2用来设定初始Vmax值，反相器F1，F2和F3的电源为Vmax。
[0008]工作过程如下：
[0009]当Vcc与Vout电位差小于|Vthp|时，Mp1和Mp2都关断，初始Vmax＝max(Vcc,Vout)
–
VD。Mn1～Mn4和Mp3～Mp6组成的比较器对Vout和Vcc进行比较，Mn1和Mn2的衬底接到GND，使Mn1和Mn2的Vth较大，能保证Vmax＝max(Vcc,Vout)
–
VD时，比较器仍然能正常工作。分两种情况分别说明：
[0010](1)当0<Vcc
–
Vout<|Vthp|时，A点为高，Out_low_bar为高，Out_low为低，Mp7导通，Vmax＝Vcc。
[0011](2)当0<Vout
–
Vcc<|Vthp|时，A点为低，Out_low_bar为低，Out_low为高，Mp8导通，Vmax＝Vout。
[0012]当Vcc与Vout电位差大于等于|Vthp|时，分两种情况分别说明：
[0013]当|Vthp|<Vcc
–
Vout，Mp1导通，Mp2截止，而且A点为高，Out_low_bar为高，Out_low
为低。因此Mp1和Mp7都导通，Mp2和Mp8都截止，Vmax＝Vcc。
[0014]当|Vthp|<Vout
–
Vcc时，Mp1截止，Mp2导通，而且A点为低，Out_low_bar为低，Out_low为高。因此Mp2和Mp8都导通，Mp1和Mp7都截止，Vmax＝Vout。
[0015]综上所述，最终Vmax＝max(Vcc,Vout)。因此不管Vcc与Vout相差多少，此电路都可以使Mpout完全关断，但此方案比较器需要静态电流，对于要求不能有静态电流的芯片是不能接受的。

技术实现思路

[0016]为解决现有技术中的不足，本申请提供一种无静态电流芯片防倒灌保护电路。
[0017]为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0018]一种无静态电流芯片防倒灌保护电路，所述保护电路连接无静态电流芯片电路电源输入引脚和输出引脚的电压比较电路，所述保护电路包括电流源单元、第三场效应管Mp3和第四场效应管Mp4；
[0019]所述第四场效应管Mp4的源极连接电源输入引脚和输出引脚电压比较电路输出端，漏极连接无静态电流芯片电路电源输入端正极Vcc，栅极连接第三场效应管Mp3漏级；
[0020]所述第三场效应管Mp3的栅极连接无静态电流芯片电路电源输入端正极Vcc，源极连接电流芯片电路电源输出端正极Vout，漏极连接电流源单元。
[0021]本专利技术进一步包括以下优选方案：
[0022]优选地，所述第三场效应管Mp3为P沟道增强型mos场效应晶体管。
[0023]优选地，所述第四场效应管Mp4为P沟道增强型mos场效应晶体管。
[0024]优选地，所述电流源单元包括串联连接的第一场效应管Mna1和第一电阻R1。
[0025]优选地，所述第一场效应管Mna1为N沟道native mos场效应晶体管。
[0026]优选地，所述第一场效应管Mna1的漏极连接第三场效应管Mp3的漏级。
[0027]优选地，所述第一场效应管Mna1的源极连接第一电阻R1一端。
[0028]优选地，所述第一电阻R1另一端接电流芯片电路电源输入地。
[0029]优选地，所述第一场效应管Mna1的栅极连接电流芯片电路电源输入地。
[0030]本申请所达到的有益效果：
[0031]本专利技术不需要额外的启动电路及偏置电路，即可实现无静态电流芯片防倒灌保护，电路简单且动态贯通电流较小。
附图说明
[0032]图1是无静态电流芯片示意图；
[0033]图2是无静态电流芯片应用方案；
[0034]图3是常规的防倒灌保护方案；
[0035]图4是本专利技术无静态电流芯片防倒灌保护电路结构图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0037]如图4所示，本专利技术的一种无静态电流芯片防倒灌保护电路，所述保护电路连接无静态电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无静态电流芯片防倒灌保护电路，所述保护电路连接无静态电流芯片电路电源输入引脚和输出引脚的电压比较电路，其特征在于：所述保护电路包括电流源单元、第三场效应管Mp3和第四场效应管Mp4；所述第四场效应管Mp4的源极连接电源输入引脚和输出引脚电压比较电路输出端，漏极连接无静态电流芯片电路电源输入端正极Vcc，栅极连接第三场效应管Mp3漏级；所述第三场效应管Mp3的栅极连接无静态电流芯片电路电源输入端正极Vcc，源极连接无静态电流芯片电路电源输出端正极Vout，漏极连接电流源单元。2.根据权利要求1所述的一种无静态电流芯片防倒灌保护电路，其特征在于：所述第三场效应管Mp3为P沟道增强型mos场效应晶体管。3.根据权利要求1所述的一种无静态电流芯片防倒灌保护电路，其特征在于：所述第四场效应管Mp4为P沟道增强型mos场效应晶体管。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利地，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：