一种反向电压保护电路及功率管装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于功率管领域，提供了一种反向电压保护电路及功率管装置；反向电压保护电路包括：第一ＭＯＳ管、第二ＭＯＳ管、第三ＭＯＳ管、第四ＭＯＳ管、第五ＭＯＳ管、反相器以及开关模块；开关模块的第一输入端连接至第一连接端，第二输入端连接至反相器的输出端，控制端接收控制信号，输出端连接主功率管的栅极，开关模块根据控制信号驱动主功率管工作。本发明专利技术提供的反向电压保护电路可以根据主功率管源极与漏极两端的电压的高低自动选择Ｎ阱的偏置电压，从而避免了主功率管体内寄生二极管的导通，达到了保护主功率管的目的；且该电路结构简单，所需要面积小，功耗低，具有很好的防范发生闩锁效应的能力，适用于不同的应用环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功率管领域，尤其涉及一种反向电压保护电路及功率管装置。
技术介绍
随着便携式电子产品的发展，对供电电源也提出了新的要求高性能，低功耗，成 本低。因此直流-直流(DC-DC)开关转换器，线性降压转换器(Low DropoutRegulator,LD0) 以及锂电池充电器的使用越来越广泛。出于成本的考虑，这些电源中所需要用到的功率管大部分都集成在芯片中。然而， 在实际应用中，功率管会出现反向电压(Reverse-Voltage)的情况，即功率管的源，漏两端 中的最高电压会出现来回交替的情况，或者其两端中的一端有电压，而另一端没有电压。而 由于阱或者衬底电压没有正确偏置，功率管体内寄生的二极管就会导通，就会出现很大反 向电流(Reverse-Current)，这种过大的反向电流会毁坏芯片。为了解决上述问题，现有技术1提供了一种反向电压保护电路，其电路图如图1所 示，该反向电压保护电路包括比较器CMPl、缓冲器BUFl以及PMOS功率管M2，其中，比较 器CMPl的正向输入端连接至PMOS功率管Ml的漏极，比较器CMPl的反向输入端连接至电 源VCC，比较器CMPl的输出端连接至功率管M2的栅极；缓冲器BUFl的输入端连接至功率 管Ml的栅极，缓冲器BUFl的输出端连接至功率管M2的栅极；功率管M2的源极连接至电源 VCC，功率管M2的漏极连接至功率管Ml的源极；D2为功率管M2的寄生二极管，寄生二极管 D2的阳极连接至功率管M2的源极，寄生二极管D2的阴极连接至功率管M2的漏极；Dl为功 率管Ml的寄生二极管，寄生二极管Dl的阳极连接至功率管Ml的源极，寄生二极管Dl的阴 极连接至功率管Ml的漏极。可以通过比较器CMPl将功率管的源极电压与漏极电压进行比较，从而控制功率 管M2的栅极，进而达到避免寄生二极管Dl和寄生二极管D2导通的目的。然而现有技术1这种保护电路的缺点是为了使功率管M2获得较低的压降，必须 将功率管M2做得很大的尺寸，消耗了很大的面积，从而增加了芯片的面积。图2示出了现有技术2提供的另一种反向电压保护电路的电路图，这种结构很简 单，无论是功率管M3的源极或漏极哪一端的电位高，都不会出现反向大电流的现象。然而 这种浮空的N阱很容易受到噪声的耦合干扰，从而引发闩锁效应(latch-up)；为了增强防 范发生闩锁效应的能力，对工艺提出了比较高的要求需要深度注入工序和占很大面积的 保护环；存在工作稳定性的隐患，若要提高其工作的稳定性，则对工艺要求有所增加，给实 际应用中带来了不少限制。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种反向电压保护电路，结构简单、功耗低、具有防 范发生闩锁效应的能力。本专利技术实施例是这样实现的，一种反向电压保护电路，所述反向电压保护电路包括第一 MOS管，其栅极连接偏置电压；第二 MOS管，其栅极连接电源，所述第二 MOS管的源极连接至所述第一 MOS管的漏 极，所述第二 MOS管的漏极接地；将所述第二 MOS管的源极与所述第一 MOS管的漏极连接的 连接端作为第一连接端；第三MOS管，其栅极连接至所述第一连接端，所述第三MOS管的源极连接至电源；反相器，其输入端连接至所述第一连接端；第四MOS管，其栅极连接至所述反相器的输出端，所述第四MOS管的源极连接至所 述第三MOS管的漏极；将所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极连接的连接端作 为第三连接端；第五MOS管，其栅极连接至所述反相器的输出端，所述第五MOS管的源极连接至所 述第四MOS管的漏极；所述第五MOS管的寄生二极管连接在源极与衬底之间；所述第五MOS 管的衬底还连接至所述第三连接端；将所述第五MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连 接的连接端作为第四连接端；开关模块，其第一输入端连接至所述第一连接端，所述开关模块的第二输入端连 接至所述反相器的输出端，所述开关模块的控制端接收控制信号，所述开关模块的输出端 连接主功率管的栅极，所述开关模块根据所述控制信号驱动所述主功率管工作；所述开关 模块的输出端与所述主功率管的栅极连接的连接端还连接至所述第五MOS管的漏极；主功率管的衬底连接至所述第三连接端；主功率管的第一寄生二极管连接在漏极 与衬底之间，主功率管的第二寄生二极管连接在源极与衬底之间；所述第一 MOS管的源极以及所述第四连接端分别连接至所述主功率管的漏极；通 过所述第三连接端的电压输出关断信号对主功率管进行保护。其中，所述反相器进一步包括第六MOS管，其栅极连接至所述第一连接端，所述 第六MOS管的源极连接电源；以及第七MOS管，其栅极连接至所述第一连接端，所述第七 MOS管的源极连接至所述第六MOS管的漏极，所述第七MOS管的漏极接地。其中，所述第六MOS管为PMOS管，所述第七MOS管为NMOS管。其中，所述开关模块进一步包括第八MOS管以及第九MOS管；所述第八MOS管 的栅极连接至所述反相器的输出端；所述第九MOS管的栅极连接至所述第一连接端；所述 第八MOS管的源极与所述第九MOS管的源极连接后作为所述开关模块的控制端；所述第八 MOS管的漏极与所述第九MOS管的漏极连接后再连接至所述主功率管的栅极；所述第八MOS 管的衬底接地；所述第九MOS管的衬底连接至所述第五MOS管的衬底。其中，所述第八MOS管为NMOS管，所述第九MOS管为PMOS管。其中，所述第一 MOS管、第三MOS管、第四MOS管以及第五MOS管均为PMOS管。其中，所述第二 MOS管为NMOS管。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种功率管装置，其包括主功率管以及用于对 所述主功率管进行保护的反向电压保护电路。本专利技术实施例提供的反向电压保护电路可以根据主功率管源极与漏极两端的电 压的高低自动选择N阱的偏置电压，从而避免了主功率管体内寄生二极管的导通，达到了 保护主功率管的目的；且该电路结构简单，所需要面积小，功耗低，具有很好的防范发生闩锁效应的能力，适用于不同的应用环境。 附图说明图1是现有技术1提供的反向电压保护电路的电路图；图2现有技术2提供的反向电压保护电路的电路图；图3是本专利技术实施例提供的反向电压保护电路的电路图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供电的反向电压保护电路通过判断主功率管源极与漏极两端的 电压，自动切换主功率管衬底偏置电压到最高电位的那一端，从而防止其体内寄生二极管 导通，达到了保护主功率管的目的。本专利技术实施例提供电的反向电压保护电路主要应用于功率管装置中对主功率管 进行保护，而该功率管装置适用于集成在芯片内的电源系统开机电路、充电器的PMOS功率 管中，主要用于自动选择其N阱的正确偏置电压，以避免其体内寄生二极管导通。图3示出了本专利技术实施例提供的反向电压保护电路的电路图，为了便于说明，仅 示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下。反向电压保护电路包括第一 MOS管MP5、第二 MOS管MN6、第三MOS管MP1、第四 MOS管MP2、第五MOS管MP7、反相器11以及开关模块12 ；其中第一 MOS管MP5的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反向电压保护电路，其特征在于，所述反向电压保护电路包括：第一ＭＯＳ管，其栅极连接偏置电压；第二ＭＯＳ管，其栅极连接电源，所述第二ＭＯＳ管的源极连接至所述第一ＭＯＳ管的漏极，所述第二ＭＯＳ管的漏极接地；将所述第二ＭＯＳ管的源极与所述第一ＭＯＳ管的漏极连接的连接端作为第一连接端；第三ＭＯＳ管，其栅极连接至所述第一连接端，所述第三ＭＯＳ管的源极连接至电源；反相器，其输入端连接至所述第一连接端；第四ＭＯＳ管，其栅极连接至所述反相器的输出端，所述第四ＭＯＳ管的源极连接至所述第三ＭＯＳ管的漏极；将所述第三ＭＯＳ管的漏极与所述第四ＭＯＳ管的源极连接的连接端作为第三连接端；第五ＭＯＳ管，其栅极连接至所述反相器的输出端，所述第五ＭＯＳ管的源极连接至所述第四ＭＯＳ管的漏极；所述第五ＭＯＳ管的寄生二极管连接在源极与衬底之间；所述第五ＭＯＳ管的衬底还连接至所述第三连接端；将所述第五ＭＯＳ管的源极与所述第四ＭＯＳ管的漏极连接的连接端作为第四连接端；开关模块，其第一输入端连接至所述第一连接端，所述开关模块的第二输入端连接至所述反相器的输出端，所述开关模块的控制端接收控制信号，所述开关模块的输出端连接主功率管的栅极，所述开关模块根据所述控制信号驱动所述主功率管工作；所述开关模块的输出端与所述主功率管的栅极连接的连接端还连接至所述第五ＭＯＳ管的漏极；主功率管的衬底连接至所述第三连接端；主功率管的第一寄生二极管连接在漏极与衬底之间，主功率管的第二寄生二极管连接在源极与衬底之间；所述第一ＭＯＳ管的源极以及所述第四连接端分别连接至所述主功率管的漏极；通过所述第三连接端的电压输出关断信号对主功率管进行保护。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁仁光，胡胜发，
申请(专利权)人：安凯广州微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]