[发明专利]电压钳位电路和并入了电压钳位电路的集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及控制输入电压并箝位输出电压的电压钳位电路以及并入了这种电压钳位电路的集成电路。

背景技术

在现有技术中，已知这样的钳位电路：其包含保护性的二极管和MOS晶体管，用以控制输入电压并且防止在施加某一限定量值以上的大输入电压时的错误工作。

例如，日本专利申请公开No.2001-86641揭示了这样的钳位电路，其包含：输入端子，电压输入到该输入端子；第一保护性二极管，其反向连接在该输入端子和第一电源电压Vdd输入到的第一电源端子之间；第二保护性二极管，其反向连接在该输入端子和接地电位GND输入到的第二电源端子之间；以及MOS晶体管，其连接在第一和第二电源端子之间。

通过导通MOS晶体管以连接输入端子和第二电源端子并且将输入电压钳位至大约第一电源电压Vdd的值，即使施加有比对于输入端子的第一电源电压Vdd更高的电压，这种钳位电路也可以在电压超过穿通(击穿)第一保护性晶体管的值之前防止错误工作。

为了防止在施加过量输入电压时的错误工作，这种钳位电路根据输入电压控制输出电压，并且根据预设值的外加电压从输出端子仅输出预设值的电压。

然而，当与通过作为电源的电路的输出电压进行工作的器件连接时，由于这些器件工作所需的电压电平不同，因此对于这种钳位电路出现问题。可能存在器件通过钳位电路的预设输出电压不能正常工作的情况。

尤其是，当与以非常低的电压工作的电源电压监督器IC连接时，要求钳位电路输出不同于该预设电压的非常低的电压。

同时，输入电压还用作各种器件的电源，但是其并不总是适用于处于连接的设备。在输入电压为预设值或更大的情况下，钳位电压可能输出超过器件容限的值的电压，使得器件无法工作。

发明内容

本发明目标在于提供如下的电压钳位电路，其可以输出操作处于连接的器件所需要的任意值的电压，并且即使在施加了预定值或更大的输入电压的时候也可以输出用以正常操作该器件的电压。目标还在于提供并入了这种电压钳位电路的集成电路。

根据本发明的一个方面，电压钳位电路包括：电源；第一元件，其与该电源连接以输出恒定电流；第三元件，其配置为在施加了预定值或更大的电压时允许电流经过；以及第二元件，其配置为根据第一和第三元件生成的电压来输出电压。

附图说明

本发明的特征、实施方式和优点将根据参考附图的下列详细描述而变得显而易见：

图1示出根据本发明第一实施例的电压钳位电路；

图2示出并入了图1中的电压钳位电路的集成电路；

图3是示出图1中的电压钳位电路的电源电压和输出电压之间的关系的曲线图；

图4示出根据第一实施例的、包含作为第三元件的MOS晶体管的电压钳位电路；

图5示出根据本发明第二实施例的集成电路；以及

图6示出根据本发明第三实施例的集成电路。

具体实施方式

下文参照附图，详细描述根据本发明实施例的电压钳位电路。

第一实施例

图1示出根据本发明第一实施例的电压钳位电路10，图2示出并入了图1中的电压钳位电路的集成电路100。

在图1中，根据第一实施例的电压钳位电路10包含电源端子t1、t2，其施加有电源电压Vdd；作为第一元件的MOS晶体管M1，其与电源端子t1连接；作为第二元件的第二MOS晶体管M2，其与电源端子t2连接；输出端子t3，其与第二MOS晶体管M2连接；以及作为第三元件的第一二极管DI1和第二二极管DI2，其提供在MOS晶体管M1的下游，并且连接至第二MOS晶体管M2的栅极。

第一MOS晶体管M1是n沟道耗尽型的晶体管，其在漏极与电源端子t1连接。其栅极和源极相连接以形成恒流源。

第二MOS晶体管M2也是n沟道耗尽型的晶体管，并且其在漏极与电源端子t2连接。其栅极连接至第一MOS晶体管M1下游的中间节点N，而其源极连接至输出端子t3。第二MOS晶体管M2的栅极的扩散电位(沟道扩散的电压)设为处于GND电平。

第一二极管DI1和第二二极管DI2串联连接，并且其阳极接地，其阴极连接至中间节点N。第一二极管DI1的击穿电压BV1和第二二极管DI2的击穿电压BV2设为相同的值(BV1＝BV2＝10V)。

第一和第二二极管DI1、DI2配置为在等于或大于击穿电压BV1、BV2之和(20V)的电源电压Vdd供给电源端子t1时允许电流穿过接地端子(GND)。