开关电路及电子设备制造技术

一种开关电路及电子设备，开关电路，包括：速开关模块和外置吸收模块；所述高速开关模块，包括第一端和至少一第二端，所述第一端与所述外置吸收模块连接，所述第二端作为所述开关电路的输入/输出端口，所述高速开关模块用于在所述输入/输出端口出现静电放电脉冲时，将产生的静电电流泄放到所述外置吸收模块；外置吸收模块，位于所述高速开关模块的外部，用于吸收所述静电电流。通过外置吸收模块，在高速开关的输入/输出端口I/O出现静电放电脉冲时，吸收产生的静电电流，可以减少芯片面积，降低成本。低成本。低成本。

【技术实现步骤摘要】
开关电路及电子设备


[0001]本申请涉及电子
，具体涉及一种开关电路及电子设备。

技术介绍

[0002]静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)是造成大多数的电子元件或电子系统受到过度电性应力(Electrical Overstress，EOS)破坏的主要因素。这种破坏会导致半导体元件以及电脑系统等受到永久性的毁坏，因而影响集成电路(Integrated Circuits，ICs)的电路功能，而使得电子产品工作不正常。
[0003]传统高速开关一般无系统级ESD保护能力，或者在芯片内置TVS (Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制器)管以提高ESD保护能力，但是内置TVS会造成芯片面积较大。
[0004]如何在不增加芯片面积的基础上，提高ESD保护能力是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本申请提供一种开关电路及电子设备，以解决现有的高速开关通过内置TVS进行ESD防护时造成芯片面积较大的问题。
[0006]本申请提供一种开关电路，包括：高速开关模块和外置吸收模块；所述高速开关模块，包括第一端和至少一第二端，所述第一端与所述外置吸收模块连接，所述第二端作为所述开关电路的输入/输出端口，所述高速开关模块用于在所述输入/输出端口出现静电放电脉冲时，将产生的静电电流泄放到所述外置吸收模块；外置吸收模块，位于所述高速开关模块的外部，用于吸收所述静电电流。
[0007]可选的，所述开关电路还包括：偏置模块；所述偏置模块，与所述外置吸收模块连接，用于根据输入的第一电压输出偏置电压；所述外置吸收模块还用于根据所述偏置电压充电至固定电位。
[0008]可选的，所述偏置模块，还用于在所述第一电压大于预设值时，检测所述第一端的电压值，在所述第一端的电压值大于预设阈值时，控制所述偏置模块的输出端与所述第一端断开连接。
[0009]可选的，所述外置吸收模块包括电容吸收单元；所述电容吸收单元的电容值大于第一电容阈值；所述偏置模块还用于在所述高速开关模块正常工作时将所述电容吸收单元的的电容电压充电至所述固定电位。
[0010]可选的，所述高速开关模块还包括：与所述输入/输出端口对应的至少一对导向开关管；所述一对导向开关管中，第一导向开关管的第一导向端与地连接、第二导向端与所述输入/输出端口连接，所述第二导向开关管的第一导向端与所述第一导向开关管的第一导向端连接，所述第二导向开关管的第二导向端与所述外置吸收模块连接；所述第一导向开关管用于在所述输入/输出端口出现对地的反向静电放电电流时导通，所述第二导向开关管用于在所述输入/输出端口出现对地的正向静电放电电流时导通，以将产生的静电电流
导向所述第一端。
[0011]可选的，所述第一导向开关管为导向二极管；所述第二导向开关管为导向二极管。
[0012]可选的，所述偏置模块包括：钳位单元和开关控制单元；
[0013]所述钳位单元，用于在所述偏置电压超过钳位电压时输出控制信号；所述开关控制单元，包括开关器件，所述开关器件的第一连接端连接所述第一电压、第二连接端连接所述偏置电压、第三连接端与所述钳位单元连接，所述开关器件用于根据所述控制信号控制所述第一连接端和所述第二连接端之间断开。
[0014]可选的，所述高速开关模块还包括电流泄放单元；所述电流泄放单元连接于所述偏置模块的输出端和地之间，用于在器件级静电放电保护中将产生的静电电流导向地。
[0015]可选的，所述第一电容阈值范围为0.1微法至1微法。
[0016]可选的，所述外置吸收模块还包括瞬态电压抑制器；所述瞬态电压抑制器连接于所述第一端和地之间。
[0017]可选的，所述开关电路包括通用串行总线开关电路。
[0018]本申请还提供一种电子设备，包括所述的开关电路。
[0019]本申请提供的一种开关电路及电子设备，通过位于所述高速开关模块外部的外置吸收模块，吸收开关电路的输入/输出端口出现静电放电脉冲时产生的静电电流，减少了高速开关模块的芯片面积。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有的开关电路的结构示意图；
[0022]图2为本申请一实施例的开关电路的结构示意图；
[0023]图3为本申请一实施例的开关电路的结构示意图；
[0024]图4为本申请一实施例的开关电路的结构示意图；
[0025]图5为本申请一实施例的偏置模块的电路的结构示意图；
[0026]图6中a为本申请一实施例的电流泄放单元的结构示意图，b为a 中的电路原理图；
[0027]图7为本申请一实施例的开关电路的结构示意图；
[0028]图8为本申请一实施例的开关电路的结构示意图；
[0029]图9为IEC61000
‑4‑
2标准下接触放电静电枪内部电路结构示意图；
[0030]图10为本申请一实施例的开关电路正常工作状态的结构示意图。
具体实施方式
[0031]如
技术介绍
描述，静电放电会造成电子设备损坏，针对ESD产生的方式、上升时间、衰减时间以及峰值电流等，ESD主要划分为四种放电模式：人体模型(Human
‑
Body
‑
Model，HBM)，机器模型(Machine
‑
Model， MM)，组件充电模型(Charged
‑
Device
‑
Model，CDM)，IEC模型 (International
‑
Electrotechnical
‑
Commission，IEC)。其中前三种放电模型为器件
级，主要保证IC在制造过程中不受损坏。IEC模型为系统级 ESD测试，用于模拟现实世界中的终端用户ESD时间。
[0032]专利技术人研究发现，现有的开关电路如图1所示，该电路通过内置TVS 提高高速开关的ESD防护能力。该电路主要由两部分组成：导向二极管 (D1/D2/D3/D4/D5/D6/D7/D8)和TVS。其中I/O(Input/Output，输入输出)端口(包括I/O1、I/O2、I/O3和I/O4)处通过导向二极管对ESD 电流进行导向泄放，减小端口处的等效寄生电容，提高高速开关的带宽。系统级ESD保护通路如图1中电流通路所示：(1)当I/O1处遭受正向 ESD应力时，由于导向二极管D1处于反偏状态且击穿电压比较大，ESD 电流经过导向二极管D2触发开启TVS器件，泄放ESD电流至地GND 起到保护内部器件的作用，电流路径如图1中I
P
所示。(2)当I/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电路，其特征在于，包括：高速开关模块和外置吸收模块；所述高速开关模块，包括第一端和至少一第二端，所述第一端与所述外置吸收模块连接，所述第二端作为所述开关电路的输入/输出端口，所述高速开关模块用于在所述输入/输出端口出现静电放电脉冲时，将产生的静电电流泄放到所述外置吸收模块；外置吸收模块，位于所述高速开关模块的外部，用于吸收所述静电电流。2.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括：偏置模块；所述偏置模块，与所述外置吸收模块连接，用于根据输入的第一电压输出偏置电压；所述外置吸收模块还用于根据所述偏置电压充电至固定电位。3.如权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述偏置模块，还用于在所述第一电压大于预设值时，检测所述第一端的电压值，在所述第一端的电压值大于预设阈值时，控制所述偏置模块的输出端与所述第一端断开连接。4.如权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述外置吸收模块包括电容吸收单元；所述电容吸收单元的电容值大于第一电容阈值；所述偏置模块还用于在所述高速开关模块正常工作时将所述电容吸收单元的的电容电压充电至所述固定电位。5.如权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述高速开关模块还包括：与所述输入/输出端口对应的至少一对导向开关管；所述一对导向开关管中，第一导向开关管的第一导向端与地连接、第二导向端与所述输入/输出端口连接，所述第二导向开关管的第一导向端与所述第一导向开关管的第一导向端连接，所述第二导向开关管的第二导向端与所述外置吸收模块连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋海钦，姜艳，吴传奎，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：