[发明专利]一种用于模拟开关的保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟开关，尤其涉及一种用于模拟开关的保护电路。

背景技术

传统的模拟开关如图1所示，其集成在一芯片上，其中PMOS(P型绝缘栅场效应管)管7’和NMOS(N型绝缘栅场效应管)管8’为大的功率管，构成了模拟开关电路中传输信号的通路。端口IO1’和端口IO2’分别为输入、输出信号端口，端口EN’为控制信号端口。PMOS管1’和NMOS管2’组成一个反相器电路，其中VDD代表电源，GND代表接地。同样，PMOS管3’和NMOS管4’、PMOS管5’和NMOS管6’分别组成反相器电路。EN’信号通过以上三个反相器电路产生一组反相的控制信号，控制着PMOS管7’和NMOS管8’的开和关，也即模拟开关的打开和关闭。当控制信号EN’为高电平时模拟开关导通，当控制信号EN’为低电平时模拟开关关断。

但是这个电路存在一定的缺陷，存在使用的危险隐患。如图1所示，MOS(绝缘栅场效应管)管的衬底接一定的电位，其中，NMOS管8’的P衬底是接地GND的，PMOS管7’是做在N阱里面的，通常情况下，N阱是接电源VDD的，因为一般情况下VDD为芯片内最高电位。此时，在以下两种情况下，存在缺陷：

(1)电源掉电且模拟开关的信号输入端口IO1’有输入信号，且信号幅度较大。此时因为电源掉电，接在电源上的PMOS管7’的N阱电位为零，此时如果输入信号的幅度较大，PMOS功率管7’的P+有源区和N阱组成的PN结正向偏置导通，将会向N阱灌入较大的电流，严重时会将芯片损坏。

(2)电源工作正常，但是模拟开关的信号输入端口IO1’的输入信号幅度较大，信号电压高于电源电压，此时PMOS功率管7’的P+有源区和N阱组成的PN结同样会正向偏置导通，将会向N阱灌入较大的电流，严重时会将芯片损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于模拟开关的保护电路，该保护电路能在电源掉电时或输入过压引起电流倒灌时，对模拟开关起到保护作用，避免芯片损坏。

实现上述目的的技术方案是：

一种用于模拟开关的保护电路，该保护电路(1)连接一模拟开关(2)，所述模拟开关(2)包括控制信号端口(EN)、输入信号端口(IO1)和输出信号端口(IO2)，所述保护电路(1)和模拟开关(2)均由电源(VDD)供电，所述保护电路(1)包括依次连接的第四反相器电路(101)、第五反相器电路(102)、过压限流保护电路(103)和N阱电位选择电路(104)，其中：

所述第四反相器电路(101)的输入端连接控制信号端口(EN)，接收控制信号；

所述N阱电位选择电路(104)还连接所述电源(VDD)和所述输入信号端口(IO1)，根据所述电源(VDD)电压和所述输入信号端口(IO1)的输入信号电平的变化以及相对关系，实现N阱电位的转换；

所述过压限流保护电路(103)还连接所述电源(VDD)，在所述输入信号端口(IO1)的输入信号电平大于所述电源(VDD)电压的情况下，实现对倒灌电流的限流；

所述过压限流保护电路(103)和N阱电位选择电路(104)的相连端为所述保护电路(1)的输出端(L1)。

在上述的用于模拟开关的保护电路中，所述第四反相器电路(101)包括第十一PMOS管(11)和第十二NMOS管(12)，第五反相器电路(102)包括第十三PMOS管(13)和第十四NMOS管(14)，其中：

第十一PMOS管(11)的源极连接所述电源(VDD)，第十一PMOS管(11)的栅极与第十二NMOS管(12)的栅极相连的结点作为第四反相器电路(101)的输入端，第十一PMOS管(11)的漏极与第十二NMOS管(12)的漏极相连的结点作为第四反相器电路(101)的输出端，第十二NMOS管(12)的源极接地(GND)；

第十三PMOS管(13)的源极连接所述电源(VDD)，第十三PMOS管(13)的栅极与第十四NMOS管(14)的栅极相连的结点作为第五反相器电路(102)的输入端，第十三PMOS管(13)的漏极与第十四NMOS管(14)的漏极相连的结点作为第五反相器电路(102)的输出端(L3)，第十四NMOS管(14)的源极接地(GND)。

在上述的用于模拟开关的保护电路中，所述过压限流保护电路(103)包括第十五NMOS管(15)、第十六PMOS管(16)和第十七PMOS管(17)，其中：