本公開涉及用于過電壓保護的電子電路，以限制利用電子開關控制的電子負載上的電壓，特別適用于efuse電路。

背景技術：

1、n溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管(nmos?fet)和p溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管(pmos?fet)是使用nmos或pmos作為導電溝道的晶體管類型。nmos?fet和pmosfet通常用于數(shù)字和模擬電路中，以用于各種應用，諸如開關、放大和信號路由。

2、nmos開關的核心部件是n溝道m(xù)osfet，其通常包括漏極端子(連接到輸入信號)、源極端子(連接到輸出端)和柵極端子。柵極端子控制通過溝道的電流傳導。它通過通常由二氧化硅(sio2)制成的氧化物薄層與溝道電絕緣。

3、當電壓被施加到柵極端子時產(chǎn)生電場，該電場在漏極區(qū)和源極區(qū)之間形成導電溝道。該溝道允許電流從漏極流到源極。流過溝道的電流量由施加到柵極端子的電壓所控制。

4、在nmos開關配置中，源極端子可連接到負載(輸出端)，而漏極端子連接到電源(輸入端)?？刂菩盘柨杀皇┘拥綎艠O端子。當柵源電壓足夠高時，nmos開關“導通”，以允許電流從漏極流到源極，從而將供電電壓傳遞到輸出端。在nmos開關配置中，柵極電壓高于供電電壓(nmos?fet“導通”)。如果柵極電壓低，則nmos開關“關斷”，并且很少或沒有電流從漏極流到源極，從而有效地阻斷供電電壓。此類nmos開關可被稱為nmos導通fet。

5、電荷泵是可以用于產(chǎn)生比輸入電壓更高的電壓電平的電路。在nmos導通fet的情況下，可以使用電荷泵來為fet提供所需的柵極電壓，以使其“導通”并允許電流流過。

6、諸如nmos導通fet的nmos晶體管(nmost)開關或諸如pmos導通fet的pmos晶體管(pmost)開關可包括用于防止通過開關輸出過電壓或過電流的感測和保護電路。此類保護電路可以在efuse內(nèi)部實施。過電壓鉗位，也稱為電壓鉗位或過電壓保護，是一種可用于限制由電子開關控制的電子部件兩端的電壓的機制。它確保電壓不超過某個閾值，從而保護部件免受由過高電壓電平引起的潛在損壞。在導通fet的情況下，可以實施過電壓鉗位以防止源極電壓(vsource)達到可能損害電子負載或?qū)е缕涔收系闹怠＿^電壓鉗位電路通常被設計成將源極端子處的電壓限制在安全電平。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開目的在于提供一種用于晶體管開關，諸如nmost開關或pmost開關的具有過電壓保護的efuse電路，其中過電壓電路在功能上獨立于efuse負載阻抗、負載電流和負載電容。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提出了一種用于晶體管開關的過電壓保護的電子電路。該電子電路可包括過電壓比較器，該過電壓比較器被配置為通過將源極電壓與參考電壓進行比較來檢測晶體管開關的源極電壓上的過電壓。過電壓比較器還可以被配置為當檢測到過電壓時輸出導通信號。該電子電路可包括開關，該開關被配置為通過導通信號而打開。該電子電路可包括電壓調(diào)節(jié)器，該電壓調(diào)節(jié)器被配置為當開關打開時調(diào)節(jié)鉗位電壓。鉗位電壓可調(diào)節(jié)晶體管開關的柵極上的柵極電壓。該電子電路可包括被配置為檢測晶體管開關的輸入電壓的另一比較器。該另一比較器可進一步被配置為在輸入電壓低于閾值電壓時輸出關斷信號。開關可進一步被配置為通過關斷信號而關閉。當開關被關閉時，電壓調(diào)節(jié)器和另一比較器可以被關閉。

3、在一個實施例中，該電子電路還可以包括快速放電電路，該快速放電電路被配置為使晶體管開關的柵極-源極電容快速放電?？焖俜烹婋娐房杀慌渲脼樵谟蓪ㄐ盘栍|發(fā)的過電壓事件開始時被激活。

4、在一個實施例中，該電子電路還可以包括下沖保護晶體管。下沖保護晶體管的漏極可連接到輸入電壓。下沖保護晶體管的源極可經(jīng)由開關連接到晶體管開關的柵極。下沖保護晶體管的柵極可連接到鉗位電壓。

5、在一個實施例中，晶體管開關可以是nmost開關(高側)。

6、在一個實施例中，晶體管開關可以是pmost開關(低側)。

7、在一個實施例中，過電壓比較器和另一比較器可以是施密特觸發(fā)器比較器。

8、在一個實施例中，晶體管開關的柵極可連接到電荷泵。電荷泵可獨立于開關操作。

9、在一個實施例中，該電子電路可以是用于電子負載的過電壓保護的efuse電路的一部分。efuse電路可被配置為在導通信號和關斷信號的控制下通過開關而打開和關閉，除了過電壓比較器之外，無論開關是打開還是關閉，過電壓比較器都可以是激活的。

10、根據(jù)本公開的一個方面，提出了一種電子設備。該電子設備可包括具有上述特征中的一個或多個特征的電子電路和晶體管開關。

11、下文闡述本文公開的某些示例的各方面的概述。應當理解，呈現(xiàn)這些方面僅僅是為了向讀者提供這些特定實施例的簡要概述，并且這些方面不旨在限制本公開的范圍。實際上，本公開可涵蓋可能未闡述的各種方面和/或方面的組合。

技術特征：

1.一種用于晶體管開關(502、602、702)的過電壓保護的電子電路(500、600、700)，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的電子電路(500、600、700)，還包括快速放電電路(614、714)，其被配置為使所述晶體管開關(502、602、702)的柵極-源極電容快速放電，其中所述快速放電電路被配置為在由所述導通信號(v_on、c_on)觸發(fā)的過電壓事件開始時被激活。

3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電子電路(500、600、700)，還包括下沖保護晶體管(m4)，其中所述下沖保護晶體管(m4)的漏極連接到所述輸入電壓(vcc)，其中所述下沖保護晶體管(m4)的源極經(jīng)由所述開關(510、610、710)連接到所述晶體管開關(502、602、702)的所述柵極，并且其中所述下沖保護晶體管(m4)的柵極連接到所述鉗位電壓(vclamp)。

4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的電子電路(500、600、700)，其中所述晶體管開關(502、60、702)是nmost開關。

5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的電子電路(500、600、700)，其中所述晶體管開關(502、60、702)是pmost開關。

6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電子電路(500、600、700)，其中所述過電壓比較器(508、608、708)和所述另一比較器(506、606、706)是施密特觸發(fā)器比較器。

7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電子電路(500、600、700)，其中所述晶體管開關(502、602、702)的所述柵極連接到電荷泵(504)，其中所述電荷泵(504)獨立于所述開關(510、610、710)操作。

8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電子電路(500、600、700)，其中所述電子電路(500、600、700)是用于電子負載的過電壓保護的efuse電路的一部分，其中所述efuse電路被配置為在所述導通信號(ov_on、c_on)和所述關斷信號(ov_off、c_off)的控制下通過所述開關(510、610、710)而打開和關閉，除了所述過電壓比較器(508、608、708)之外，無論所述開關(510、610、710)是打開還是關閉，所述過電壓比較器(508、608、708)都是激活的。

9.一種電子設備(800)，包括根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的電子電路(500、600、700)和晶體管開關(502、602、702)。

技術總結
一種用于晶體管開關的過電壓保護的電子電路，包括：過電壓比較器，其被配置為通過將Vsource與Vref進行比較來檢測所述晶體管開關的Vsource上的過電壓，并且當檢測到過電壓時輸出導通信號；開關，其被配置為通過所述導通信號而打開；電壓調(diào)節(jié)器，其被配置為當所述開關打開時調(diào)節(jié)Vclamp，其中所述Vclamp調(diào)節(jié)所述晶體管開關的Vgate；以及另一比較器，其被配置為檢測所述晶體管開關的Vcc并且在Vcc低于閾值電壓時輸出關斷信號，其中所述開關被配置為通過所述關斷信號而關閉，并且其中所述電壓調(diào)節(jié)器和所述另一比較器在所述開關被關閉時關閉。

技術研發(fā)人員：保羅·盧克曼,賈斯廷·菲爾波特,帕特里克·澤倫
受保護的技術使用者：安世有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6