一种NPN双极型晶体管控制电路和电池保护芯片制造技术

本申请提供了一种NPN双极型晶体管控制电路和电池保护芯片，涉及集成电路技术领域，该NPN双极型晶体管控制电路，包括：NPN双极型晶体管，NPN双极型晶体管具有将其P型阱区与P型衬底隔离的N型隔离阱区，NPN双极型晶体管的发射极与基极共同接第一电压；用于监测第一电压的监测模块；以及至少基于第一电压的大小控制N型隔离阱区所接电压的控制模块。本申请通过控制模块调节N型隔离阱区所接电压，使得因干扰信号所导致的N型隔离阱区流向第一电压的检测端的漏电流减小或不存在，从而避免该PN结因干扰信号产生的漏电流影响第一电压所表征的工作状态，降低了干扰信号对应用电路的工作性能的影响。能的影响。能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种NPN双极型晶体管控制电路和电池保护芯片


[0001]本申请涉及集成电路
，具体涉及一种NPN双极型晶体管控制电路和电池保护芯片。

技术介绍

[0002]在集成电路设计中，静电防护关系到集成电路的可靠性，因此，集成电路中一般都设置有ESD(静电释放，Electro
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Static discharge)防护器件。其中，NPN双极型晶体管可以作为一种ESD防护器件，将NPN双极型晶体管的发射极与基极短接后接地，集电极接高电位，以实现ESD保护功能。
[0003]参考图1，为现有一示例的NPN双极型晶体管用作ESD防护器件时的连接示意图。NPN双极型晶体管设置在P型衬底(在附图中以P_substrate进行表示)上，其具有P型阱区(在附图中以Pwell进行表示)以及设置于P型阱区中的基极和位于基极两侧的为N型掺杂的发射极和集电极。该NPN双极型晶体管还具有用于将其P型阱区(在附图中以Pwell进行表示)与P型衬底隔离的N型隔离阱区，在图1中，N型隔离阱区由两个Nwell阱区和一个DeepNwell进行示意。
[0004]其中，P型衬底一般接地(VSS)。在一些应用电路中，NPN双极型晶体管的发射极与基极短接后不再与衬底一起共同接地，而是会接入该应用电路的一工作电压(在本申请中以第一电压进行表示)，避免静电释放至该工作电压。现有技术中，为避免P型阱区与N型隔离阱区正向导通，N型隔离阱区所接电压一般为应用电路的电源电压，当该NPN双极型晶体管受到如射频等干扰信号影响时，如图1所示，两者之间会有大量的载流子移动形成漏电流从高电位的N型隔离阱区流向低电位的P型阱区，最终流向该工作电压，使得该工作电压异常变化，影响该工作电压正常表征的工作状态，从而应用电路的相关工作性能。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种NPN双极型晶体管控制电路和电池保护芯片，以克服上述技术问题。
[0006]为了解决上述问题，本申请实施例公开了一种NPN双极型晶体管控制电路，包括：
[0007]NPN双极型晶体管，NPN双极型晶体管具有将其P型阱区与P型衬底隔离的N型隔离阱区，NPN双极型晶体管的发射极与基极共同接第一电压；
[0008]用于监测第一电压的监测模块；以及
[0009]至少基于第一电压的大小控制N型隔离阱区所接电压的控制模块。
[0010]在本专利技术实施例中，第一电压为一个动态电压或者说可变电压，其值(大小)会随着该NPN双极型晶体管所应用的电路的实际工作而变化，其变化方式本申请不作限定。本专利技术的核心构思就是根据第一电压的大小来控制用于静电防护的NPN双极型晶体管中的N型隔离阱区所接电压，如此即有效控制了N型隔离阱区与P型阱区所形成的PN结的状态，避免该PN结因干扰信号产生的漏电流影响第一电压所表征(即正常应该表征)的工作状态。
[0011]在本申请一实施例中，当第一电压的最小值大于负的Vth时，控制模块控制N型隔离阱区保持接第一电压；其中，Vth为基于N型隔离阱区形成的PN结的正向导通电压。
[0012]在本申请一实施例中，还包括预设的阈值电压；
[0013]控制模块基于第一电压与阈值电压调整N型隔离阱区所接电压；其中，阈值电压与N型隔离阱区所接电压的差值小于Vth，Vth为基于N型隔离阱区形成的PN结的正向导通电压。
[0014]在本申请一实施例中，当第一电压小于阈值电压时，N型隔离阱区所接电压为Va，其中，Va≤第一电压+Vth+K，Vth为基于N型隔离阱区形成的PN结的正向导通电压，K为常数，以避免PN结因干扰信号产生的漏电流影响第一电压所表征的工作状态；
[0015]当第一电压大于等于阈值电压时，N型隔离阱区所接电压由Va切换为电压Vb，Vb＞Va，以避免因第一电压增大而造成的PN结正向导通。
[0016]在本申请一实施例中，Va小于等于第一电压，且Va的最小值满足使PN结不正向导通。
[0017]在本申请一实施例中，NPN双极型晶体管的集电极接第二电压；
[0018]Va为公共接地端电压，Vb为第二电压。
[0019]在本申请一实施例中，第二电压为NMOS控制电路的电源电压。
[0020]在本申请一实施例中，监测模块设置有阈值电压；
[0021]监测模块基于第一电压与阈值电压产生一指示信号；
[0022]控制模块基于指示信号调整N型隔离阱区所接电压。
[0023]在本申请一实施例中，监测模块包括MOS元件和电流源，控制模块包括电压切换子模块；
[0024]阈值电压为MOS元件的导通电压，电流源与MOS元件的源极或漏极连接形成串联电路，MOS元件的栅极与第一电压的检测端连接，基于第一电压与导通阈值控制串联电路是否导通，以输出指示信号；
[0025]电压切换子模块基于指示信号调整N型隔离阱区所接电压。
[0026]本申请实施例还公开了一种电池保护芯片，包括如本申请实施例所述的NMOS控制电路，其中，第一电压为所述芯片的过流检测端电压。
[0027]本申请实施例包括以下优点：
[0028]本申请所提供的NPN双极型晶体管控制电路，包括：NPN双极型晶体管，NPN双极型晶体管具有将其P型阱区与P型衬底隔离的N型隔离阱区，NPN双极型晶体管的发射极与基极共同接第一电压；用于监测第一电压的监测模块；以及至少基于第一电压的大小控制N型隔离阱区所接电压的控制模块。通过控制模块调节N型隔离阱区所接电压，可以N型隔离阱区与P型阱区所形成的PN结因干扰信号产生的漏电流影响第一电压所表征的工作状态，降低了干扰信号对应用电路的工作性能的影响。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0030]图1是现有一示例的NPN双极型晶体管用作ESD防护器件时的连接示意图；
[0031]图2是本申请一种NPN双极型晶体管控制电路的模块示意图；
[0032]图3是本申请一种NPN双极型晶体管控制电路的一实现方式控制示意图；
[0033]图4是本申请一种NPN双极型晶体管控制电路的另一实现方式控制示意图；
[0034]图5是本申请实施例NPN双极型晶体管控制电路的示意图；
[0035]图6是本申请实施例一种电池保护芯片及其外围电路的示意图。
[0036]附图标记说明：
[0037]10
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NPN双极型晶体管控制电路；101
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NPN双极型晶体管，1011
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P型阱区，1012
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N型隔离阱区，1013
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发射极，1014
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基极，1015
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集电极；102
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P型衬底；103
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NPN双极型晶体管控制电路，其特征在于，包括：NPN双极型晶体管，所述NPN双极型晶体管具有将其P型阱区与P型衬底隔离的N型隔离阱区，所述NPN双极型晶体管的发射极与基极共同接第一电压；用于监测所述第一电压的监测模块；以及至少基于所述第一电压的大小控制所述N型隔离阱区所接电压的控制模块。2.根据权利要求1所述的NPN双极型晶体管控制电路，其特征在于，当所述第一电压的最小值大于负的Vth时，所述控制模块控制所述N型隔离阱区保持接所述第一电压；其中，Vth为基于所述N型隔离阱区形成的PN结的正向导通电压。3.根据权利要求1所述的NPN双极型晶体管控制电路，其特征在于，还包括预设的阈值电压；所述控制模块基于所述第一电压与所述阈值电压调整所述N型隔离阱区所接电压；其中，所述阈值电压与所述N型隔离阱区所接电压的差值小于Vth，所述Vth为基于所述N型隔离阱区形成的PN结的正向导通电压。4.根据权利要求3所述的NPN双极型晶体管控制电路，其特征在于，当所述第一电压小于所述阈值电压时，所述N型隔离阱区所接电压为Va，其中，Va≤所述第一电压+Vth+K，Vth为基于所述N型隔离阱区形成的PN结的正向导通电压，K为常数，以避免所述PN结因干扰信号产生的漏电流影响所述第一电压所表征的工作状态；当所述第一电压大于等于所述阈值电压时，所述N型隔离阱区所接电压由Va切换为电压Vb，Vb＞Va，以避免因所述第一电压增大而造成的所述PN结正向导通...

【专利技术属性】
技术研发人员：高兴波，黄立，唐永生，
申请(专利权)人：成都利普芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：