專利名稱：電源反接保護(hù)高壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保護(hù)電路，特別是電源反接保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
在電源管理產(chǎn)品工作的使用過(guò)程中，有時(shí)候會(huì)發(fā)生電源反接的情況，一旦反接，芯片的寄生二極管將導(dǎo)通，產(chǎn)生非常大的反向電流，導(dǎo)致芯片被燒毀。傳統(tǒng)的電源反接保護(hù)電路如圖I示該電路是在被保護(hù)的電器前端連接二極管，利用二極管對(duì)電流反向阻斷特性，對(duì)電源反接起保護(hù)使用。由于二極管的壓降問(wèn)題，使得圖I的電路在低電壓情況下的應(yīng)用受到明顯限制。圖2是CN1355607A發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)的電源反接保護(hù)電路，它是將保護(hù)用PMOS場(chǎng)效應(yīng)管14的漏極及襯底與被保護(hù)電路中的PMOS場(chǎng)效應(yīng)管10的襯底和寄生二極管
12的陰極連接，一旦電源極性反接，保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管就會(huì)形成斷路，防止電流燒毀電路中元件。該電路的不足之處是保護(hù)對(duì)象不夠廣泛，應(yīng)用范圍受到限制，首先該電路僅適用于集成電路中；其次即使是在集成電路中如果電源電壓較高，該電路中的場(chǎng)效應(yīng)管N2因無(wú)法耐受高壓而被擊穿，則電路就會(huì)燒毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決已有電源反接保護(hù)電路應(yīng)用對(duì)象不夠廣泛的問(wèn)題，為此提供本發(fā)明的一種電源反接保護(hù)高壓電路，該電路應(yīng)用對(duì)象廣。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案其特殊之處是由限流電阻R1、二極管和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管組成，所述二極管有第I 二極管D1、第2 二極管D2……和第η 二極管Dn，限流電阻Rl —端接電源，限流電阻Rl另一端接NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極接地，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極和襯底短接后接被保護(hù)的器件，所述第I 二極管Dl、第2 二極管D2……和第η 二極管Dn極性方向相同地相繼串聯(lián)，第I 二極管Dl的陽(yáng)極與所述限流電阻Rl和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極的接端連接，第η 二極管Dn的陰極接地。所述被保護(hù)的器件可以是被保護(hù)的電路，也可以是被保護(hù)的用電器。所述相繼串聯(lián)的二極管的個(gè)數(shù)η取決于NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵源擊穿電壓。對(duì)于不同的集成電路工藝或分立器件，高壓MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵源擊穿電壓不同，目前常見(jiàn)的高壓工藝中，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管柵源擊穿電壓VGS_BV = 5V，其開(kāi)啟電壓Vth約為O. 7V，源漏耐壓有24V，40V，60V以及600V等多種規(guī)格，以二極管正向?qū)妷篤F = O. 7V為例，說(shuō)明本發(fā)明工作原理正常情況限流電阻Rl接電源正極高壓，此時(shí)根據(jù)VGS_BV = 5V選取η = 6，經(jīng)過(guò)電阻Rl后又通過(guò)6個(gè)二極管，因此NMOS場(chǎng)效應(yīng)管柵源電壓VGS基本等于6個(gè)二極管正向壓降為4. 2V，此電壓低于NMOS管的柵源擊穿電壓VGS_BV，所以不會(huì)對(duì)NMOS場(chǎng)效應(yīng)管造成柵極擊穿危險(xiǎn)。由于NMOS場(chǎng)效應(yīng)管漏極接地，而VGS > Vt7NMOS場(chǎng)效應(yīng)管處于反型狀態(tài)，但是VD = O, NMOS場(chǎng)效應(yīng)管處于線性區(qū)，因此NMOS場(chǎng)效應(yīng)管相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)，其源極電壓近似為零，由于場(chǎng)效應(yīng)管源極接被保護(hù)電路或用電器，故電路或用電器能正常工作。
當(dāng)電源電壓反接時(shí)候，限流電阻Rl接零電位端，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管漏極接高電壓，因二極管反向不通，限流電阻和二極管之間電壓也為0，此時(shí)NMODS場(chǎng)效應(yīng)管柵極電壓為0，因此NMOS場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管源極為零電平，這樣電路或用電器兩端電壓都為O，有效保護(hù)了電路或用電器。本發(fā)明中的場(chǎng)效應(yīng)管也可以用三極管代替，用三極管代替時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管的源極，柵極，漏極分別對(duì)應(yīng)三極管的發(fā)射極，基極和集電極。即本發(fā)明的一種電源反接保護(hù)高壓電路，由限流電阻R1、二極管和三極管組成，所述二極管有第I 二極管D1、第2 二極管D2……和第η 二極管Dn，限流 電阻Rl —端接電源，限流電阻Rl另一端接三極管的基極，三極管的集電極接地，三極管的發(fā)射極接被保護(hù)的器件，所述第I 二極管D1、第2 二極管D2……和第η 二極管Dn極性方向相同地相繼串聯(lián)，第I 二極管Dl的陽(yáng)極與所述限流電阻Rl和三極管基極的接端連接，第η 二極管Dn的陰極接地。本發(fā)明與圖I電路比，具有壓降小、發(fā)熱量少的和工作可靠性高的特點(diǎn)。本發(fā)明與圖2電路比，具有耐高壓和簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)。


圖I是已知的一種電源反接保護(hù)電路圖；圖2是已知的另一種電源反接保護(hù)電路圖；圖3是本發(fā)明的一種電源反接保護(hù)電路圖。
具體實(shí)施例方式電源反接保護(hù)高壓電路，由限流電阻Rl、NMOS場(chǎng)效應(yīng)管和第I 二極管D1、第2 二極管D2、第3 二極管D3……和第η 二極管Dn組成，限流電阻Rl —端接電源VDD，限流電阻Rl另一端接NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G，NM0S場(chǎng)效應(yīng)管的漏極D接地，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極S和襯底短接后接被保護(hù)的器件PROTECTED，被保護(hù)的器件可以是電路，也可以是用電器；所述第I 二極管D1、第2 二極管D2、第3 二極管D3……和第η 二極管Dn極性方向相同地相繼串聯(lián)，第I 二極管Dl的陽(yáng)極與限流電阻Rl和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極的接端連接，第η 二極管Dn的陰極接地。η的數(shù)值即二極管的個(gè)數(shù)取決于所選NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵源擊穿電壓VGS_BV和二極管的正向壓降VF，選取原則是nXVF^ VGS_BV，但n*VF的值要在保證這一安全條件的情況下盡量接近VGS_BV，即η取得盡量大。因?yàn)閷?duì)于場(chǎng)效應(yīng)管而言，其柵源電壓越高，則其導(dǎo)通電阻越小。如VGS_BV = 5V，VF = O. 7，則可選η = 6或7，考慮到二極管VF和柵源擊穿電壓VGS_BV隨工藝會(huì)出現(xiàn)漂移，當(dāng)η選7時(shí)nXVF = 4. 9V，太過(guò)接近柵源擊穿電壓VGS_BV = 5V，當(dāng)VF參數(shù)出現(xiàn)漂移時(shí)，如部分產(chǎn)品VF漂移到O. 8V則有可能出現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管柵源電壓VGS超過(guò)擊穿電壓的情況。所以選擇η = 6。針對(duì)部分器件或工藝，η個(gè)二極管可以用齊納二極管或三極管代替。
權(quán)利要求
1.電源反接保護(hù)高壓電路，其特征是由限流電阻R1、ニ極管和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管組成，所述ニ極管有第I ニ極管D1、第2 ニ極管D2……和第η ニ極管Dn，限流電阻Rl —端接電源，限流電阻Rl另一端接NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極接地，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極和襯底短接后接被保護(hù)的器件，所述第I ニ極管D1、第2 ニ極管D2……和第η ニ極管Dn極性方向相同地相繼串聯(lián)，第I ニ極管Dl的陽(yáng)極與所述限流電阻Rl和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極的接端連接，第η ニ極管Dn的陰極接地。
2.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征是所述被保護(hù)的器件為被保護(hù)的電路或被保護(hù)的用電器。
3.電源反接保護(hù)高壓電路，其特征是由限流電阻R1、ニ極管和三極管 組成，所述ニ極管有第I ニ極管D1、第2 ニ極管D2……和第η ニ極管Dn，限流電阻Rl —端接電源，限流電阻Rl另一端接三極管的基極，三極管的集電極接地，三極管的發(fā)射極接被保護(hù)的器件，所述第I ニ極管D1、第2 ニ極管D2……和第η ニ極管Dn極性方向相同地相繼串聯(lián)，第I ニ極管Dl的陽(yáng)極與所述限流電阻Rl和三極管基極的接端連接，第η ニ極管Dn的陰極接地。
全文摘要
構(gòu)造簡(jiǎn)單，應(yīng)用面廣的電源反接保護(hù)高壓電路，由限流電阻R1、二極管和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管組成，所述二極管有第1二極管D1、第2二極管D2……和第n二極管Dn，限流電阻R1一端接電源，限流電阻R1另一端接NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極接地，NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極和襯底短接后接被保護(hù)的器件，所述第1二極管D1、第2二極管D2……和第n二極管Dn極性方向相同地相繼串聯(lián)，第1二極管D1的陽(yáng)極與所述限流電阻R1和NMOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極的接端連接，第n二極管Dn的陰極接地。本發(fā)明適用于電路或用電器的電源反接保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H11/00GK102638034SQ20121009803
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者朱海華, 王春來(lái) 申請(qǐng)人:杭州科島微電子有限公司