[发明专利]应用于集成电路的输入过压保护电路

说明书

应用于集成电路的输入过压保护电路，通过外置于集成电路芯片的MOS开关管断开高压以避免高压直接输入而损坏芯片内部电路，从而实现芯片内部电路的过压保护，其特征在于，包括集成电路芯片，所述集成电路芯片中具有受保护芯片电路，所述集成电路芯片的外部设置有外置过压保护MOS开关管，所述外置过压保护MOS开关管位于外部输入电压端与受保护芯片电路供电电压端之间。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片的过压保护，特别是一种应用于集成电路的输入过压保护电路，通过外置于集成电路芯片的MOS开关管断开高压以避免高压直接输入而损坏芯片内部电路，从而实现对芯片内部电路的过压保护。

背景技术

由于电池和电动车等的应用，加上新的功率工艺GaN,SIC的发展，半导体能处理的电压幅度越来越高。连UL认证都把安全工作电压提高到60V。而工业化4.0,对工业控制系统的自动化和可靠性提出了严格的要求。本身这类高压直流可能产生于前端的AC-DC电源开环，带电插拔，工业，航空浪涌，还有就是汽车发动机在抛载的情况下，马达大比例速度变化和刹车等产生高电压。本发明人认为，这么高的电压如果在半导体电源损坏的情况下，如何保护高压电源不直接输出到低压控制端而烧毁系统是需要解决的技术问题。我们知道在双极性三极管工艺下，由于高压损坏，三极管CE级间是背对背的，而MOSFET的电压击穿下，DS极直接短路，输入高压就会直接输出到电压侧。现有技术中的解决方式包括提高MOSFET(半导体的工艺)的耐压或降额使用；或者采用双调整管技术，当一只MOSFET损坏，另一只切入；或者客户可以外加一只耐更加高压的loadswitch(负载开关)，一旦检测到过压信号，立刻关断loadswitch。但这一切都是临时的，不彻底的解决方案，成本也高,也不是万全的方案。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种应用于集成电路的输入过压保护电路，通过外置于集成电路芯片的MOS开关管断开高压以避免高压直接输入而损坏芯片内部电路，从而实现芯片内部电路的过压保护。由于采用输入过压外置保护方式，对于过压值用户可以自己设置，外置于集成电路芯片的MOS开关管用户可以根据自己预测的最高的电压而选择此电压下的MOSFET，并且如果损坏，用户可以再次更换外置的MOSFET过压保护开关。

本发明技术方案如下：

应用于集成电路的输入过压保护电路，其特征在于，包括集成电路芯片，所述集成电路芯片中具有受保护芯片电路，所述集成电路芯片的外部设置有外置过压保护MOS开关管，所述外置过压保护MOS开关管位于外部输入电压端与受保护芯片电路供电电压端之间。

所述外置过压保护MOS开关管为第三NMOS管，所述第三NMOS管的漏极连接外部输入电压端，所述第三NMOS管的源极连接受保护芯片电路供电电压端，所述第三NMOS管的栅极通过第一电容接地。

所述受保护芯片电路供电电压端通过第二电容接地，所述第二电容即芯片内部电源滤波电容。

所述第三NMOS管的栅极通过第一电阻连接所述第三NMOS管的漏极。

所述集成电路芯片中包括第一NMOS管、第二NMOS管和第一倒相放大器。

所述第一NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极均连接所述第三NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极连接所述受保护芯片电路供电电压端，所述第一NMOS管的栅极通过第一倒相放大器连接所述第二NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的栅极接收所述受保护芯片电路输出的过压控制信号，所述第二NMOS管的源极连接受保护芯片电路中升压电路。

第一电阻和第一电容构成的RC电路决定所述第三NMOS管栅电压的启动速度，即受保护芯片电路供电电压的上电速度。

第一电阻和第一电容构成的RC电路时间常数能够根据实际需要设定。