[发明专利]电压保护集成电路和电压保护系统

权利要求书

1.一种电压保护集成电路(IC)，其包括：

外部IC连接点；

IC衬底连接点，其中，当所述外部IC连接点的电压处于正常工作电压范围内时所述IC衬底连接点的电压被设置成第一电压；

电压箝位电路，其被配置成：当所述外部IC连接点的电压超出所述正常工作电压范围时，将所述IC内部的一个或多个电路的电压源箝位在正常工作电压范围内；以及

欠电压电路，其通信地连接到所述箝位电路，并且被配置成：当所述IC的所述外部IC连接点的电压小于0伏时，将所述衬底的电压设置成第二电压。

2.根据权利要求1所述的电压保护IC，其中所述欠电压电路被配置成：当所述外部IC连接点处的电压小于0伏时，将所述衬底的电压设置成等于所述外部IC连接点处的电压。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的电压保护IC，其中所述欠电压电路被配置成：当所述外部IC连接点的电压小于0伏时，将所述IC衬底连接点的电压设置在所述外部IC连接点的电压的晶体管阈值电压以内。

4.根据权利要求1和2中任一项所述的电压保护IC，其中所述欠电压电路包括N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，所述NMOS晶体管的栅极区域通信地连接到地电势，所述NMOS晶体管的源极区域通信地连接到所述衬底连接点，并且其中，当所述外部IC连接点的电压小于0伏时，所述IC衬底连接点通过所述NMOS晶体管设置到所述外部IC连接点的电压。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电压保护IC，其中所述欠电压电路被配置成：

当所述外部IC连接点处的电压小于0伏时，产生负电压供电轨；以及

将所述IC衬底连接点电连接到所述负电压供电轨。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电压保护IC，其中所述电压箝位电路包括一个或多个高压晶体管，并且所述欠电压电路被配置成：当所述外部IC连接点的电压小于0伏时，将所述高压晶体管的衬底连接点设置到所述外部IC连接点的电压。

7.根据权利要求6所述的电压保护IC，其中所述高压晶体管包括高压NMOS晶体管，其中所述欠电压电路包括连接在所述高压晶体管的栅极和地电势之间的肖特基二极管，以便当所述外部IC连接点处的电压小于0伏时，将所述高压晶体管的栅极设置成低于接地电压的肖特基二极管电压。

8.一种电压保护系统，包括：

集成电路，其包括：

外部IC连接点；

IC衬底连接点，其中，当所述外部IC连接点的电压处于正常工作电压范围内时，所述IC衬底连接点的电压被设置成第一电压；

电压箝位电路，其被配置成：当所述外部IC连接点的电压超出正常工作电压范围时，将所述IC内部的电路的电源箝位在正常工作电压范围内；以及

欠电压电路，其通信地连接到所述箝位电路，并且被配置成：当所述IC的所述外部IC连接点的电压小于0伏时，将所述衬底的电压设置成第二电压；以及

电池充电电路，其通信地连接到所述电压箝位电路。

9.根据权利要求8所述的电压保护系统，其中所述系统被包含在移动电话中。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的电压保护系统，其中所述外部IC连接点被通信地连接到所述移动电话的通用串行总线(USB)端口。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的电压保护系统，其中所述电压箝位电路被配置成：当所述外部IC连接点的电压处于6V到28V的范围时，将所述IC内部的电路的所述电源箝位在正常工作电压范围内。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的电压保护系统，其中所述欠电压电路被配置成：当所述外部IC连接点的电压处于小于0V到-6V的电压范围内时，将所述衬底连接点的电压设置成等于所述外部IC连接点的电压。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的电压保护系统，其中所述欠电压电路被配置成：

当所述外部IC连接点的电压小于0伏时，产生负电压供电轨；以及

将所述IC衬底连接点电连接到所述负电压供电轨。

14.根据权利要求8-13所述的电压保护系统，其中所述欠电压电路被配置成：当所述外部IC连接点的电压小于0伏时，调节所述衬底连接点处的电压以跟随所述外部IC连接点的电压。