自我保护型集成电路及电源系统技术方案

本实用新型专利技术涉及用于负载开关应用的恒定栅-源电压电荷泵。一种自我保护型集成电路(IC)包括晶体管电路和电压发生器电路。所述电压发生器电路被配置为使用所述晶体管电路的输出端的输出电压产生所述晶体管电路的激活电压；以及当所述产生的激活电压幅度小于所述集成电路的器件额定电压和当所述产生的激活电压幅度等于或超过所述集成电路的所述器件额定电压时，所述晶体管电路的栅-源电压(VGS)保持在高于所述输出电压的一固定或恒定电压。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及用于负载开关应用的恒定栅-源电压电荷泵。一种自我保护型集成电路(IC)包括晶体管电路和电压发生器电路。所述电压发生器电路被配置为使用所述晶体管电路的输出端的输出电压产生所述晶体管电路的激活电压；以及当所述产生的激活电压幅度小于所述集成电路的器件额定电压和当所述产生的激活电压幅度等于或超过所述集成电路的所述器件额定电压时，所述晶体管电路的栅-源电压(VGS)保持在高于所述输出电压的一固定或恒定电压。【专利说明】自我保护型集成电路及电源系统
本技术涉及集成电路，更具体地涉及在过载电压环境下的保护型集成电路。
技术介绍
集成电路(IC)可从芯片外电子器件接收电信号。过载电压保护对于集成电路是令人关注的问题。通常，静电放电(ESD)能够导致过过载电压产生，但是所述集成电路不经意地暴露在过高的电源电压下也可导致过载电压产生。这些能够导致所述集成电路内部结构的退化。
技术实现思路
本技术一般地涉及电子系统和器件，更具体地涉及当集成电路暴露于不利的偏置环境中时，提高与集成电路连接的电子装置的鲁棒性。一种实施例装置包括集成电路，所述集成电路包括晶体管电路和电压发生器电路。所述电压发生器电路被配置为使用所述晶体管电路的一个输出端的输出电压产生所述晶体管电路的激活电压；以及当所述产生的激活电压的幅度小于所述集成电路的器件额定电压和当所述产生的激活电压的幅度等于或超过所述集成电路的器件额定电压时，将所述晶体管电路的栅-源电压(Ves)保持在高于所述输出电压的一固定或恒定电压。本申请公开了一种自我保护型集成电路(IC)包括:晶体管电路；以及电压发生器电路，被配置为:使用所述晶体管电路的输出端处的输出电压产生所述晶体管电路的激活电压；以及当所产生的激活电压的幅度小于所述集成电路的器件额定电压和当所产生的激活电压的幅度等于或超过所述集成电路的器件额定电压时，使所述晶体管电路的栅-源电压(VGS)保持在一高于所述输出电压的大体上恒定的电压处。本申请还公开了一种电源系统，包括:电池充电电路；以及集成电路，包括:电连接到所述电池充电电路上的输入端；具有输出晶体管的晶体管电路；以及电压发生器电路，被配置为:使用所述晶体管电路的输出端处的输出电压产生所述晶体管电路的激活电压；以及当所产生的激活电压的幅度小于所述集成电路的器件额定电压和当所产生的激活电压的幅度等于或超过所述集成电路的器件额定电压时，使所述晶体管电路的栅-源电压(VGS)保持在一高于所述输出电压的大体上恒定的电压处。本节意在提供关于本专利申请的主旨的概述。并不意于提供本技术的专门的或者详尽的说明。详细的说明将被包含用于进一步提供关于本专利申请的信息。【专利附图】【附图说明】在附图(其不一定按比例绘制)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示同类部件的不同例子。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所论述的各个实施例。图1为在高电压环境中提供器件激活信号的集成电路的一个实施例的各部分的方框图；图2为在高电压环境中提供器件激活信号的集成电路的另一个实施例的各部分的方框图；图3为电荷泵电路的一个实施例的各部分的示意图；图4为显示了体二极管的电荷泵级电路的实施例的高度示意图；图5示出了三级电荷泵电路的实施例的仿真；图6不出了电荷栗级电路的另一实施例的闻度不意图；图7示出了开关电路的仿真的实施例；图8示出了向集成电路设备提供器件激活信号的方法的流程图。【具体实施方式】集成电路可无意中暴露于过载电压下。例如，电子设备(例如，移动电话，智能电话和平板电脑或笔记本电脑均使用电池充电器进行充电。电池充电系统的电子电路中的一个故障将导致电子电路暴露于超过预期的电压中。为保护集成电路，电路可被设计为防止低电压电路暴露于过载电压中。通常，电子电路在OV?2V或者OV?5V的电压范围内工作。电路设计者一般包括了用于抵御高电压环境的电路，如将某些集成电路器件转向断开状态。有时，比较高的电压能够改变器件的工作或妨碍器件的工作(例如，当外部电压过高时则使得晶体管无法正常工作)。对于较低的电压过程，暴露于较高的电压下(如，6v)能够加重低电压器件的负担，从而减少集成电路的寿命。某些集成电路设计者通过在电路设计中加入耐高压器件缓解暴露于高压中的问题。然而，该类型的器件会占据大量集成电路芯片面积导致设计效率下降。图1为在高电压环境中提供器件激活信号的集成电路的一个实施例的各部分的方框图。所述集成电路能够自我保护且包括晶体管电路105和电压发生器电路110。所述晶体管电路105包括至少一个晶体管(如，金属氧化物半导体(MOS)型晶体管)。在一些实施例中，所述集成电路电连接到电池充电电路上。所述晶体管电路105可包括开关电路，所述开关电路被设置于电路通路中，所述电路通路被配置为从所述电池充电电路向外围设备提供电路功率。在一些实施例中，所述外围设备为移动电话且所述电池充电电路和所述集成电路包含在用于所述移动电话的电源中。所述电压发生器电路110能够使用所述晶体管105的输出端处的输出电压为所述晶体管电路105产生激活电压。所述激活电压可施加于所述晶体管电路105的晶体管的栅极。当所述产生的激活电压的幅度小于所述集成电路的器件额定电压，且所述产生的激活电压的幅度等于或超过所述集成电路的器件额定电压时，所述电压发生器电路110能够将所述晶体管电路105的栅-源电压(Ves)维持在高于所述输出电压的一电压值(在某些实施例中，该电压值为一固定电压或恒定电压)。例如，所述电压发生器电路110能够产生5.4伏(高于所述输出电压)的激活电压。因此，即使所述输出电压升高，所述晶体管电路105的偏置也允许所述电路起作用。换句话说，所述电压发生器电路110产生一激活电压，所述激活电压以一电压容限跟随输出电压，所述电压容限小于集成电路或集成电路制造过程中的器件额定电压在某些实施例中，所述电压发生器电路110能够保持电压容限高于所述输出电压且在5-6V的范围内。若所述输出电压升高至5V且所述电压容限大致恒定在5.4V (如，在电压降为5.4V的二极管内或结中，或者在5.4V的百分之十或更低以内浮动)，所述激活信号能够高达10.4V。如果晶体管电路105包括输出晶体管，那么输出晶体管上的Ves能够达到5.4V。这样允许所述输出晶体管在更高的电压处仍正常起作用。由于Ves没有超过所述开关电路105的额定电压，所以所述晶体管电路105不需要耐更高压的器件。所述电压发生器电路可包括连接到VIN处的电压钳位电路。当VOUT较低时，所述电压钳位电路可用于偏置所述晶体管电路105。在某些实施例中，所述晶体管电路105可包括一个晶体管。所述晶体管在所述晶体管电路105的第一源或漏区接收输入电压，且所述晶体管电路105在所述晶体管电路105的第二源或漏区产生一输出电压。所述电压容限用于所述晶体管电路105的栅极区与所述晶体管电路105的第二源极区或漏极区之间。图2为在高电压环境中提供器件激活信号的集成电路的另一个实施例的各部分的方框图。在一个实施例中，所述晶体管电路包括开关电路205且所述电压发生器电路包括电荷泵电路210。所述开关电路205可包括两个η本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自我保护型集成电路包括：?晶体管电路；以及?电压发生器电路，被配置为：?使用所述晶体管电路的输出端处的输出电压产生所述晶体管电路的激活电压；以及?当所产生的激活电压的幅度小于所述集成电路的器件额定电压和当所产生的激活电压的幅度等于或超过所述集成电路的器件额定电压时，使所述晶体管电路的栅?源电压保持在一高于所述输出电压的大体上恒定的电压处。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N·加涅，约尼·米卡·卡勒沃·沃里宁，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，快捷半导体公司，
类型：实用新型
国别省市：