[实用新型]一种电压钳位及ESD保护电路

说明书

本实用新型提供了一种电压钳位及ESD保护电路，包括VCC电压侦测电路、VCC电压侦测传递电路、ESD侦测电路、ESD侦测传递电路和电压吸收单元；VCC电压侦测电路与供电电源端口和VCC电压侦测传递电路相连，VCC电压侦测传递电路与电压吸收单元相连，ESD侦测电路与ESD侦测传递电路相连，ESD侦测传递电路与电压吸收单元相连，电压吸收单元与PWM开关控制集成电路芯片相连。本实用新型通过共用了一个电压吸收单元来吸收过高的电压及ESD事件中过多的电荷，确保内部的PWM控制电路不受损坏，节省版图面积。并且ESD侦测电路可以保证ESD事件对RC电路触发开启保护作用，又可以防止芯片正常工作电压上叠加的尖峰电压对钳位电路引起误触发。

技术领域

本发明涉及集成电路供电端口保护电路领域，尤其涉及PWM开关控制集成电路的供电端口的电压钳位及ESD保护电路。

背景技术

芯片工作电压是由芯片制造工艺来决定。如典型的CMOS工艺主要由PMOS和NMOS器件来构建芯片。制造完成的芯片最高工作电压由PMOS和NMOS最高工作电压来决定。提供给芯片的工作电压必须在确保在最高工作电压范围内，如果超过芯片规定的最高工作电压会发生MOS管器件的栅氧击穿或者源漏结出现不可恢复的击穿损坏。

PWM开关控制集成电路芯片在工作过程中功率管直接通过电源获取电压，同时会在芯片供电电源端口上产生尖峰毛刺电压。当芯片工作电压达到最高工作电压后，叠加的尖峰毛刺电压会引起芯片内部器件结击穿或穿通现象，甚至在芯片的某个区域触发SCR效应。所以有必要对尖峰毛刺电压进行吸收，确保芯片在规定的最高工作电压下可以可靠的工作。

ESD静电在芯片封装、测试、焊接以及芯片系统模块工作过程中都会面临的问题，也必须使用ESD防护电路来保护芯片内部电路不受ESD静电放电电荷的冲击而损坏。

电压钳位电路需要用到吸收电压尖峰毛刺的功率型MOS管，同时ESD保护电路也需要用到静电释放吸收的功率型MOS管。PWM开关控制芯片设计时供电端口的ESD保护电路是必须加入的。而电压钳位电路如果需要加入则会另外再占用芯片面积来加入，这样芯片供电端口的保护电路将占用大量的版图面积。

发明内容

本发明提供一种新的电路可以将电压钳位电路和ESD保护电路共用一个功率型MOS保护管，节省版图面积，同时实现供电电压钳位以及ESD保护电路，并且在芯片正常工作时，ESD侦测电路不会受到电源电压VCC上的尖峰电压误触发开启。

为实现上述目的，本发明提供了一种电压钳位及ESD保护电路，该电路包括VCC电压侦测电路、VCC电压侦测传递电路、ESD侦测电路、ESD侦测传递电路和电压吸收单元；

所述VCC电压侦测电路与供电电源端口和所述VCC电压侦测传递电路相连，用于侦测供电电源端口的电压，并在供电电源端口的电压超过设定最高电压保护阈值时，将过电压信号传输至VCC电压侦测传递电路；

所述VCC电压侦测传递电路与所述电压吸收单元相连，用以将VCC电压侦测电路输出的过电压信号进行放大处理，产生电压吸收单元工作的驱动电压；

所述ESD侦测电路与ESD侦测传递电路相连，用以侦测供电端口ESD事件发生时的脉冲电压,并将侦测的ESD脉冲电压传输至ESD侦测传递电路，以及防止正常PWM开关控制集成电路芯片正常工作时端口产生的非ESD尖峰电压，防止电压吸收单元误动作；

所述ESD侦测传递电路与所述电压吸收单元相连，用以将ESD电压侦测电路输出的尖峰脉冲信号进行放大处理，产生电压吸收单元工作的驱动电压；

所述电压吸收单元与PWM开关控制集成电路芯片相连，用以吸收供电电源VCC端口的过电压和ESD放电电荷。

优选地，所述VCC电压侦测电路包括串联的二极管串(D1、D2、…、Dn)和电阻(R1)，电阻(R1)另一端接地(GND)，首端的二极管(D1)接电源端口(VCC)。