专利名称：一种信号接口保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子或通信领域的防静电及防雷电技术，具体指一种信号接口保护电路。
背景技术：
静电放电和雷电感应现象会在通信设备的信号口产生过电压，所述的过电压会给电子线路带来危害，特别是随着电子技术的不断发展、集成度不断提高，目前采用MOS工艺制造的芯片的耐受过电压能力越来越低，上述产生在信号口的过电压对电子线路的危害就越来越大。另外，在产品的生产、安装、维护等实际操作过程中，由于静电和雷电感应也可能产生几千伏甚至上万伏的过电压，进而大大增加了信号接口芯片失效的可能。可见，信号接口过电压保护设计的好坏，已经成为影响产品可靠性的一个重要因素。
在现有的信号接口过电压保护方案中，采用最多的利用TVS管和压敏电阻进行防护，所述的TVS(Transient Voltage Suppression瞬态抑制二极管)管是一种限压保护器件，利用器件的非线性特性将过电压箝位到一个较低的电压值实现对后级电路的保护。具体的电路请参考图1，即是将起保护作用的器件VD一端连接在内部电路接口线路上，另外一端接地，所述的VD就是一个TVS管。
图1所示的技术方案虽然简单，但却存在如下缺点1、当信号接口速率很高时(如大于100Mbit/s)，由于TVS管的通流量和结电容是矛盾的。即结电容小的TVS管通流量小，不能有效保护后级芯片；而结电容大的TVS管通流量大，但大的结电容会影响实际的工作信号的质量，引起波形畸变；2、结电容小的TVS管一般价格比较高，若接口信号线比较多，则会增加成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种信号接口保护电路，以克服现有技术中存在的当信号接口速率很高时不能进行有效保护的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下的技术方案一种信号接口保护电路，包括有内部芯片，所述的内部芯片一端接在电源上，另一端连接在工作地；对外接口，所述的对外接口与所述的内部芯片相连；所述的信号接口保护电路还包括保护器件，所述的保护器件一端接在电源上，另一端接地；第一开关二极管，所述的第一开关二极管上拉连接在电源和内部芯片及对外接口间的信号线上；第二开关二极管，所述的下拉连接在工作地和内部芯片及对外接口间的信号线上。
所述的保护器件可以为TVS管、压敏电阻或电容。
所述的第二开关二极管接到设备的负电源-VCC上，这样信号口受到保护的范围是(-VCC～+VCC)。
可以将所述的保护器件、第一开关二极管、第二开关二极管集成在一个器件中，实现对信号接口的保护。
所述的第一开关二极管和第二开关二极管为高速开关二极管。
通过上述的技术方案，本发明具有如下优点1、该电路采用高速开关二极管，对过电压能够及时响应，并且自身的结电容很小(小于10pF)，这样对高速信号的影响很小，可广泛用于各种速率的信号口保护。
2、过电压使高速开关二极管动作时，均为正向导通，导通电压小，器件发热量小，这样可以通过较大的电流。
3、由于大通流量结电容大的TVS管和高速开关二极管价格比较低，相对于结电容很小的TVS管便宜很多，这样可以降低产品的成本。
图1为现有技术中的信号接口保护电路的电路图；图2为本发明的信号接口保护电路的电路图；图3为本发明的信号接口保护电路应用时电流流向图。
具体实施例方式
本发明的信号接口保护电路核心思想是在现有技术中的TVS管设计理念基础上进行改进，采用新增两个快速响应二极管上拉至芯片工作电源和下拉至芯片工作地方式，实现TVS管的高耐压、快速响应的保护特点，进而达到使信号接口线路的寄生电容小，通流量大，成本降低的目的。
下面结合附图对本发明的信号接口保护电路作详细说明请参考图2及图3，本发明的信号接口保护电路包括内部芯片，所述的内部芯片一端接在电源VCC上，另一端连接在工作地(GND)；VD，所述的VD为一通流量比较大的TVS管，其一端接在电源VCC上，另一端接地(GND)；对外接口，所述的对外接口与所述的内部芯片相连；D1，所述的D1为高速开关二极管，其上拉连接在电源VCC和内部芯片及对外接口间的信号线上；D2，所述的D2为高速开关二极管，下拉连接在工作地(GND)和内部芯片及对外接口间的信号线上。
当对外接口由于静电放电和雷电感应产生过电压时，相对于工作地(GND)会出现正的过电压和负的过电压。对于内部芯片和外部接口间信号线上的正过电压，如果正过电压高于VD的动作电压，则D1正向导通，并使VD动作起限压保护，以将信号线上的正过电压限制在内部芯片所能承受的范围内，此时电流的流向如下图的“路径1”所示。对于内部芯片和外部接口间信号线上的负过电压，如果大于D2的正向导通电压，则就会使D2导通，将信号线上的负过电压限制在很小的范围内(小于1V)，此时电流的流向如下图的“路径2”所示。VD放在芯片附近，可以限制VCC上的过电压，不会产生由于电源电压波动使内部芯片发生闩锁现象，这时信号口受到保护的范围是(-1V～+VCC)。
本发明的信号接口保护电路中的VD，还可采用压敏电阻或电容的进行替代，同样可以达到限制芯片电源的过电压的功能。
本发明的信号接口保护电路中的D2的正极可以不接到工作地(GND)，而接到设备的负电源-VCC上，这样信号口受到保护的范围是(-VCC～+VCC)。
对于仅仅防静电，由于过电压的能量比较小，对芯片电源的波动很小，因此可以将VD省掉，只保留上下拉的D1、D2。
可以将VD、D1、D2集成到一个封装的器件中，实现对信号口的保护。
通过上述的技术方案，本发明具有如下优点1、该电路采用高速开关二极管，对过电压能够及时响应，并且自身的结电容很小(小于10pF)，这样对高速信号的影响很小，可广泛用于各种速率的信号口保护。
2、过电压使高速开关二极管动作时，均为正向导通，导通电压小，器件发热量小，这样可以通过较大的电流。
3、由于大通流量结电容大的TVS管和高速开关二极管价格比较低，相对于结电容很小的TVS管便宜很多，这样可以降低产品的成本。
权利要求
1.一种信号接口保护电路，包括内部芯片，所述的内部芯片一端接在电源上，另一端连接在工作地；对外接口，所述的对外接口与所述的内部芯片相连；其特征在于，所述的信号接口保护电路还包括保护器件，所述的保护器件一端接在电源上，另一端接地；第一开关二极管，所述的第一开关二极管上拉连接在电源和内部芯片及对外接口间的信号线上；第二开关二极管，所述的第二开关二极管下拉连接在工作地和内部芯片及对外接口间的信号线上。
2.如权利要求1所述的信号接口保护电路，其特征在于，所述的保护器件可以为TVS管、压敏电阻或电容。
3.如权利要求1或2所述的信号接口保护电路，其特征在于，所述的第二开关二极管接到设备的负电源-VCC上，这样信号口受到保护的范围是(-VCC～+VCC)。
4.如权利要求1或2所述的信号接口保护电路，其特征在于，可以将所述的保护器件、第一开关二极管、第二开关二极管集成在一个器件中，实现对信号接口的保护。
5.如权利要求4所述的信号接口保护电路，其特征在于，所述的第一开关二极管和第二开关二极管为高速开关二极管。
全文摘要
本发明公开了一种信号接口保护电路，以克服现有技术中存在的当信号接口速率很高时不能进行有效保护的问题。所述的电路包括有内部芯片，所述的内部芯片一端接在电源上，另一端连接在工作地；对外接口，所述的对外接口与所述的内部芯片相连；所述的信号接口保护电路还包括保护器件，所述的保护器件一端接在电源上，另一端接地；第一开关二极管，所述的第一开关二极管上拉连接在电源和内部芯片及对外接口间的信号线上；第二开关二极管，所述的第二开关二极管下拉连接在工作地和内部芯片及对外接口间的信号线上。
文档编号H02H9/04GK1674389SQ200410039879
公开日2005年9月28日 申请日期2004年3月23日 优先权日2004年3月23日
发明者罗新会 申请人:华为技术有限公司