[发明专利]一种处理负压AC信号的电子开关及其控制方法

权利要求书

1.一种处理负压AC信号的电子开关，其特征在于，包括：

隔离型NMOS管QT1、隔离型NMOS管QT2、钳位电路一、钳位电路二、控制电路一和控制电路二；

隔离型NMOS管QT1的漏极与隔离型NMOS管QT2的漏极连接；隔离型NMOS管QT2的源极连接钳位电路二的输入端；钳位电路二的输出端一方面连接钳位电路一的输入端，另一方面连接控制电路二的输入端；控制电路二的输出端分别连接至隔离型NMOS管QT2的栅极和源极；钳位电路一的输出端连接隔离型NMOS管QT1的源极；控制电路一的输入端分别连接钳位电路一的两端，控制电路一的输出端连接NMOS管QT1的栅极；

隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2中的n型埋层连接各自的漏极，n型埋层隔离起来的P阱连接各自的源极，并且P阱还通过一个体二极管与各自的漏极连接；

所述钳位电路二包括二极管D1、二极管D2、钳位二极管Z2、电容cpump和电容CT2；所述控制电路二包括开关T2_on和开关T2_off；隔离型NMOS管QT2的源极依次连接二极管D1的正极和负极以及二极管D2的正极和负极；二极管D1和二极管D2之间的电性连接点经电容cpump接地；电容CT2以及钳位二极管Z2的两端均并联在二极管D1的正极和二极管D2的负极之间；二极管D2的负极一方面连接钳位电路一的输入端，另一方面依次经开关T2_on和开关T2_off连接至隔离型NMOS管QT2的源极；开关T2_on和开关T2_off之间的电性连接点连接隔离型NMOS管QT2的栅极；

所述钳位电路一包括二极管D3、钳位二极管Z1和电容CT1；所述控制电路一包括开关T1_on和开关T1_off；二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D1的负极经钳位二极管Z1的一端，二极管D3和钳位二极管Z1之间的电性连接点经开关T1_on连接隔离型NMOS管QT1的栅极；二极管Z1的另一端一方面连接隔离型NMOS管QT1的源极，另一方面经开关T1_off连接隔离型NMOS管QT1的栅极；电容CT1并联在钳位二极管Z1两端。

2.一种如权利要求1所述的处理负压AC信号的电子开关的控制方法，其特征在于，设隔离型NMOS管QT1的源极为节点T1，隔离型NMOS管QT2的源极为节点T2，隔离型NMOS管QT1的漏极和隔离型NMOS管QT2的漏极之间的电性连接点为节点MID；所述控制方法包括如下步骤：

(1)电子开关导通：使控制电路一控制钳位电路一的输入端与隔离型NMOS管QT1的栅极连通，钳位电路一的输出端与隔离型NMOS管QT1的栅极断开，即隔离型NMOS管QT1的栅极和源极断开；使控制电路二控制钳位电路二输出端与隔离型NMOS管QT2的栅极连通，隔离型NMOS管QT2的栅极和源极断开；钳位电路二对节点T2的电压进行钳位形成(T2+X)V电源域，并输出至隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2的栅极；此时隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2导通，从节点T1、节点MID至节点T2形成低阻抗通路，节点T1与节点T2的电压近似相等；其中，X表示隔离型NMOS管QT1和隔离型NMOS管QT2的栅极和源极之间的最高安全工作电压数值；

(2)电子开关断开：使控制电路一控制钳位电路一的输入端与隔离型NMOS管QT1的栅极断开，钳位电路一的输出端与隔离型NMOS管QT1的栅极连通，即隔离型NMOS管QT1的栅极和源极连通；使控制电路二控制钳位电路二输出端与隔离型NMOS管QT2的栅极断开，隔离型NMOS管QT2的栅极和源极连通；

当节点T1处的电压大于节点T2处的电压时，(T2+X)V电源域作为隔离型NMOS管QT2的供电电源，由于隔离型NMOS管QT2的栅极和源极连通，因此隔离型NMOS管QT2的栅极和源极之间的电压为0V，即隔离型NMOS管QT2关断；

当节点T1处的电压小于节点T2处的电压时，(T2+X)V电源域参照节点T1的浮动产生(T1+X)V电源域，(T1+X)V电源域作为隔离型NMOS管QT1的供电电源，由于隔离型NMOS管QT1的栅极和源极连通，因此隔离型NMOS管QT1的栅极和源极之间的电压为0V，即隔离型NMOS管QT1关断。