一种过压保护电路的制作方法

本实用新型属于电力电子技术，尤其涉及一种过压保护电路。

背景技术：

传统的模拟多路复用器芯片通常采用pn结隔离的工艺，其中，传统过压保护电路的结构如图1所示，该过压保护电路是由pmos管p1和nmos管n1组成的，其中p1的衬底(n阱)接vdd，n1的衬底(p-sub)接vss。上述开关管在控制信号gp和gn的作用下同时打开或者关断。当gp为“0”，gn为“1”时开关导通，当gp为“1”，gn为“0”时开关关断。具体的，当p1和n1关断的情况下，如果s端(或d端)电压超出正电源电压vdd+0.7v，则s端(或d端)与p1管衬底(n阱)之间的寄生二极管d1(d2)会正向导通，如果电流不受控制，会损坏模拟开关或者前后级模块。同样，如果s端(或d端)电压低于出负电源电压vss-0.7v，则s端(或d端)与n1管衬底(p-sub)之间的寄生二极管d3(d4)会正向导通，如果电流不受控制，也会损坏模拟开关或者前后级模块。传统的模拟多路复用器芯片中还未存在过压保护电路，现有相关文献中也未涉及模拟多路复用器芯片中s端和d端的过压保护技术。如何解决寄生二极管向导通时电流不受控制的技术问题，成为该领域中技术人员都要面对的困难。

技术实现要素：

本实用新型采用介质隔离的高压cmos工艺，能够解决寄生二极管向导通时电流不受控制的技术问题，该过压保护电路在传统模拟多路复用器芯片的s端和d端实现了过压保护功能，满足了更高要求的应用环境的需要。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种过压保护电路安装在第一pmos管和第一nmos管的端口之间，其特征在于，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第二pmos管和第二nmos管，其中：所述第一pmos管和第一nmos管并联，并联后两侧的公共端分为第一端口和第二端口；所述第一二极管的阳极连接第一pmos管的源极，所述第二二极管的阳极连接第一pmos管的漏极，第一二极管的阴极和第二二极管的阴极均通过第一电阻连接第二pmos管的漏极，第二pmos管的源极连接vdd电源；所述第三二极管的阳极连接第一nmos管的源极，所述第四二极管的阳极连接第一nmos管的漏极，第三二极管的阴极和第四二极管的阴极均通过第二电阻连接第二nmos管的漏极，第二nmos管的源极连接vss电源。

优选的，还包括串联在第一pmos管衬底和第一nmos管衬底之间的第三nmos管和第四nmos管，其中：所述第三nmos管的漏极连接第一pmos管的衬底，第三nmos管的源极连接第四nmos管的漏极，第四nmos管的源极连接第一nmos管的衬底。

优选的，所述第一pmos管的衬底分别连接第一二极管的阴极和第二二极管的阴极，所述第一nmos管的衬底分别连接第三二极管的阴极和第四二极管的阴极。

优选的，所述第一nmos管和第三nmos管以及第四nmos管的栅极均连接至第一控制端口；所述第一pmos管和第二pmos管的栅极连接至第二控制端口。

本实用新型的一种过压保护电路具有以下有益效果：

本实用新型采用介质隔离的高压cmos工艺，能够解决寄生二极管向导通时电流不受控制的技术问题，该过压保护电路在传统模拟多路复用器芯片的s端和d端实现了过压保护功能，当s或者d端超过vdd或者vss，d1和d2(或者d3和d4)将正向导通，而r1和r2起到了限流的作用，在s或者d端电压超过vdd或者vss一个阈值电压时，这种结构会导致s和d端形成一个低阻通路，上述技术方案能够满足了更高要求的应用环境的需要。

附图说明

图1为现有过压保护电路结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

根据附图所示，对本实用新型进行进一步说明：

如图2所示，一种过压保护电路安装在第一pmos管p1和第一nmos管n1的端口之间，包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第二pmos管p2和第二nmos管n2以及的第三nmos管n3和第四nmos管n4。

本实施例中，具体的连接方式如下：

第一pmos管p1和第一nmos管n1并联，并联后两侧的公共端分为第一端口s和第二端口d；第一二极管d1的阳极连接第一pmos管p1的源极，第二二极管d2的阳极连接第一pmos管p1的漏极，第一二极管d1的阴极和第二二极管d2的阴极均通过第一电阻r1连接第二pmos管p2的漏极，第二pmos管p2的源极连接vdd电源；第三二极管d3的阳极连接第一nmos管n1的源极，第四二极管d4的阳极连接第一nmos管n1的漏极，第三二极管d3的阴极和第四二极管d4的阴极均通过第二电阻r2连接第二nmos管n2的源极，第二nmos管n2的漏极连接vss电源。第三nmos管n3的漏极连接第一pmos管p1的衬底，第三nmos管n3的源极连接第四nmos管n4的漏极，第四nmos管n4的源极连接第一nmos管n1的衬底。

其中，第一pmos管p1的衬底分别连接第一二极管d1的阴极和第二二极管d2的阴极，第一nmos管n1的衬底分别连接第三二极管d3的阴极和第四二极管d4的阴极。

其中，第一nmos管n1和第三nmos管n3以及第四nmos管n4的栅极均连接至第一控制端口gn；第一pmos管p1和第二pmos管p2的栅极连接至第二控制端口gp。

需要说明的是：

具体工作时，通过控制第一控制端口gn和第二控制端口gp即可实现状态改变：

1)开关导通状态

第一控制端口gn为“1”，第二控制端口gp为“0”，此时，第二pmos管p2，第二nmos管n2关断，第一pmos管p1、第一nmos管n1、第三nmos管n3、第四nmos管n4导通，第三nmos管n3和第四nmos管n4导通时将第一pmos管p1和第一nmos管n1的衬底短接在一起，并且悬空，悬空的第一pmos管p1和第一nmos管n1的背栅电压随源端的电压变化，vsb约为0，从而极大地减小了vsb对vth的影响。

此时，第二pmos管p2，第二nmos管n2关断，第一pmos管p1、第一nmos管n1、第三nmos管n3、第四nmos管n4导通，第三nmos管n3和第四nmos管n4导通时将第一pmos管p1和第一nmos管n1的衬底短接在一起，并且悬空。当p1和n1关断的情况下，n3和n4关断，p1的背栅二极管d1和d2通过r1和p2连接到vdd电源，n1的背栅二极管d3和d4通过r2和n2连接到vss电源。当s或者d端超过vdd或者vss，d1和d2、或者d3和d4将正向导通，而r1和r2正好起到了限流的作用，公式1和2给出了限流值ilim。

ilim＝(vs-vdd)/r1ilim＝(vd-vdd)/r1(公式1)

ilim＝(vs-vss)/r2ilim＝(vd-vss)/r2(公式2)

值得注意的是，在s或者d端电压超过vdd或者vss一个阈值电压时，这种结构会导致s和d端形成一个低阻通路。

2)开关断开状态

第一控制端口gn为“0”，第二控制端口gp为“1”，此时，第二pmos管p2，第二nmos管n2导通，第一pmos管p1、第一nmos管n1、第三nmos管n3、第四nmos管n4关闭，电路断开。

本实用新型采用介质隔离的高压cmos工艺和新型的输出开关结构。使传统模拟多路复用器芯片中的s端和d端增加了过压保护功能，满足了更高要求的应用环境的需要。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。