[实用新型]一种端口负载保护开关的负压过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种负压过压保护电路，更具体地说，是一种端口负载保护开关的负压过压保护电路。

背景技术

对于USB负载开关或电池保护开关，在热插拔的过程中，负电压的毛刺很难避免。在有些恶劣的状态下，负电压毛刺的宽度可能达到十几毫秒，倒灌电流可以达到几百毫安，甚至几个安培。在这种情况下，如果没有电路对负电压进行有效的保护，开关芯片本身就会被负电压产生的大电流烧坏。

目前，设计或者生产USB负载开关或者电池保护开关芯片的厂商，虽然已经意识到负电压毛刺对芯片在使用过程中可靠性会产生烧芯片的严重后果，但都还没有拿出最有效的、最彻底的方法来解决这个问题。

实用新型内容

由于现有技术的上述问题，本实用新型提出一种负压过压保护电路，其目的在于解决USB负载开关或电池保护开关在热插拔的过程中负电压的毛刺带来的可靠性的问题。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

一种端口负载保护开关的负压过压保护电路，包括：

P型场效应管，其源极与信号输入端连接；

第三N型场效应管，其栅极与P型场效应管的栅极相连且与控制信号相连，其漏极与P型场效应管的漏极相连，其源极接地；

第二N型场效应管，其包括栅极、第三N+区和第四N+区，其栅极与P型场效应管的漏极相连，其第三N+区和第四N+区对应分别形成源极或漏极；

开关NMOS管，其包括栅极、第一N+区和第二N+区，其栅极与所述第四N+区相连，且其栅极通过一反相器与所述控制信号相连，其第一N+区和第二N+区对应分别形成源极或漏极，第一N+区与第三N+区以及信号输入端相连，第二N+区与信号输出端相连；

判断电路，其与所述开关NMOS管的衬底、第二N型场效应管的衬底及第三N型场效应管的衬底和P型场效应管的衬底连接且控制所述开关NMOS管的衬底、第二N型场效应管的衬底及第三N型场效应管的衬底连接到最高电位、控制所述P型场效应管的衬底连接到最低电位。

所述端口负载保护开关的负压过压保护电路还包括一并联在所述开关NMOS管的栅极与第一N+区之间的电阻。

所述电阻的电阻值为5兆欧姆。

所述开关NMOS管、第三N型场效应管和第二N型场效应管均为隔离的NMOS器件。

所述隔离的NMOS器件为采用深N阱方式或者N型埋层使NMOS晶体管浮在P型衬底上的隔离的NMOS器件。

所述判断电路包括与所述开关NMOS管、第二N型场效应管、第三N型场效应管和所述P型场效应管连接的第一判断电路、第二判断电路和第三判断电路和第四判断电路，且所述第一判断电路、第二判断电路和第三判断电路为选择低电压电路，所述第四判断电路为选择高电压电路。

所述选择低电压电路包括第四N型场效应管和第五N型场效应管，所述第四N型场效应管的源极连接第一输入端、其栅极连接第二输入端、其漏极与其衬底和所述第五N型场效应管的漏极相连、其衬底与所述第五N型场效应管的衬底和一输出端相连；所述第五N型场效应管的栅极与所述第一输入端相连、其源极与所述第二输入端相连。

所述选择高电压电路包括第二P型场效应管和第三P型场效应管，所述第二P型场效应管的源极连接第三输入端、其栅极连接第四输入端、其漏极与其衬底和所述第三P型场效应管的漏极相连、其衬底与所述第三P型场效应管的衬底和一输出端相连；所述第三P型场效应管的栅极与所述第三输入端相连、其源极与所述第四输入端相连。

所述第一判断电路的第一输入端与所述开关NMOS管的第一N+区相连，所述第一判断电路的第二输入端与所述开关NMOS管的第二N+区相连，所述第一判断电路的输出端与所述开关NMOS管的衬底相连；所述第二判断电路的第一输入端与所述第二N型场效应管的第三N+区相连，所述第二判断电路的第二输入端与所述第二N型场效应管的第四N+区相连，所述第二判断电路的输出端与所述第二N型场效应管的衬底相连；所述第三判断电路的第一输入端与所述第三N型场效应管的漏极相连，所述第三判断电路的第二输入端与所述第三N型场效应管的源极相连，所述第三判断电路的输出端与所述第三N型场效应管的衬底相连。

所述第四判断电路的第三输入端连接所述第一P型场效应管的源极，所述第四判断电路的第四输入端接地，所述第四判断电路的输出端与所述第一P型场效应管的衬底相连。