[发明专利]具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关的隔离防护结构

说明书

本发明提供一种具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关的隔离防护结构，包括：在功率管FETA和功率管FETB之间插入的三个隔离环；其中，靠近功率管FETA和功率管FETB一侧的两个隔离环分别连接交流功率开关工作域内的最低电位；中间的一个隔离环与两侧的两个隔离环浮接在一起且不接任何电位。本发明通过在交流功率开关的两个背靠背的功率管之间插入三个隔离环，能够解决不完全隔离的器件实现具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关时，寄生的NPN晶体管极易触发从而容易产生寄生通路或闩锁效应并造成芯片损坏的问题。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体而言，涉及一种具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关的隔离防护结构。

背景技术

随着无线充电技术的发展，可穿戴设备的无线充电非常普遍，同时为了方便切换大功率无线充电线圈通路和小功率可穿戴设备无线充电线圈通路，需要特殊的可耐正负高压的(如±40V)交流功率开关来切换线圈通道。由于交流功率开关两端的高压引脚都要耐正负高压，同时耐压幅值近±40V(普通芯片负向耐压一般为-0.3V)，所以常规的BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺没有完全隔离的器件来实现这样的交流功率开关。而不完全隔离的器件(N埋层（NBL-NBarrier Layer）和漏极物理上分不开)实现这样的交流功率开关的过程中，在漏极接-40V情况下，寄生的NPN晶体管极易触发，这样很容易产生寄生通路或闩锁效应并造成芯片损坏。所以不管是正常的正负切换的信号经过交流功率开关，或者做闩锁效应测试的过程中，以及静电应力测试的时候，都有可能触发这个寄生的NPN晶体管。

发明内容

本发明旨在提供一种具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关的隔离防护结构，以解决不完全隔离的器件实现具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关时，寄生的NPN晶体管极易触发从而容易产生寄生通路或闩锁效应并造成芯片损坏的问题。

本发明提供的一种具有耐极负电压高压引脚的交流功率开关的隔离防护结构中，所述交流功率开关包括两个背靠背的功率管FETA和功率管FETB，功率管FETA和功率管FETB的漏极分别连接高压引脚TERM1和高压引脚TERM2；高压引脚TERM1和高压引脚TERM2与衬底采用静电保护二极管系统接地；

所述隔离防护结构包括：

在功率管FETA和功率管FETB之间插入的三个隔离环；其中，

靠近功率管FETA和功率管FETB一侧的两个隔离环分别连接交流功率开关工作域内的最低电位；

中间的一个隔离环与两侧的两个隔离环浮接在一起且不接任何电位。

进一步的，所述隔离环为PNP型隔离环。

进一步的，所述靠近功率管FETA和功率管FETB一侧的两个隔离环分别通过衬底的内部节点连接交流功率开关工作域内的最低电位。

进一步的，所述靠近功率管FETA和功率管FETB一侧的两个隔离环分别通过衬底外部的引脚连接交流功率开关工作域内的最低电位。

进一步的，所述高压引脚TERM1和高压引脚TERM2与衬底采用静电保护二极管系统接地是指：

高压引脚TERM1依次经静电保护二极管D1的负极和正极、衬底节点一、静电保护二极管D2的正极和负极后接地；

高压引脚TERM2依次经静电保护二极管D3的负极和正极、衬底节点二、静电保护二极管D4的正极和负极后接地。

进一步的，所述静电保护二极管D1、静电保护二极管D2、静电保护二极管D3、静电保护二极管D4的反向击穿电压大于40V。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：