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公布日期
2020-02-14 公布专利
2020-02-11 公布专利
2020-02-07 公布专利
2020-02-04 公布专利
2020-01-31 公布专利
2020-01-24 公布专利
2020-01-21 公布专利
2020-01-17 公布专利
2020-01-14 公布专利
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用于差分输入/输出接口的电涌保护有效

申请号: CN201280069636.0 文献下载
申请日: 2012-02-15 公开/公告日: 2017-08-08
公开/公告号: CN104145391B 主分类号: H02H9/00
申请/专利权人: 高通股份有限公司
发明/设计人: Q·朱;G·尹
分类号: H02H9/00;H02H9/04
搜索关键词: 用于 输入 输出 接口 保护
 
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地址: 美国加*** 国省代码: 暂无信息
代理公司: 永新专利商标代理有限公司72002 代理人: 张扬,王英
【权利要求书】:

1.一种具有第一和第二差分输入/输出I/O引脚并具有电涌保护电路的集成电路器件,其中,所述电涌保护电路包括:

保护晶体管,其连接在所述第一和第二差分I/O引脚之间并且具有用于接收控制信号的栅极;

正电涌检测电路,包括:

比较器,其具有与第一电源电压相耦合的正输入,与大于所述第一电源电压的第二电源电压相耦合的负输入,与所述第一电源电压并且与地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第一电源电压是否已经变得大于所述第二电源电压的正电涌检测信号的输出;

负电涌检测电路,包括:

第一比较器,其具有与地电位相耦合的正输入,与所述第一差分I/O引脚相耦合的负输入,与所述第一电源电压和地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第一差分I/O引脚上的所述电压是否已经变得低于地电位的第一负电涌检测信号的输出;以及

第二比较器,其具有与地电位相耦合的正输入,与所述第二差分I/O引脚相耦合的负输入,与所述第一电源电压和地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第二差分I/O引脚上的所述电压是否已经变得低于地电位的第二负电涌检测信号的输出;以及

组合逻辑门,其具有与所述正电涌检测电路的所述比较器的所述输出相耦合的第一输入,与所述负电涌检测电路的所述第一比较器的所述输出相耦合的第二输入,与所述负电涌检测电路的所述第二比较器的所述输出相耦合的第三输入,以及用于生成所述控制信号的输出,其中,如果所述第一电源电压变得比所述第二电源电压要大,或者如果所述第一差分I/O引脚或所述第二差分I/O引脚的所述电压电平变得低于地电位,则所述逻辑门打开所述保护晶体管以将所述第一和第二差分I/O引脚连接到一起。

2.如权利要求1所述的器件,其中,所述比较器包括单端差分放大器。

3.如权利要求1所述的器件,其中,所述负电涌检测电路的所述第一比较器包括:

PMOS晶体管,其耦合在所述第一电源电压和所述比较器的所述输出之间,并具有与地电位相耦合的栅极;

NMOS晶体管,其耦合在所述比较器的所述输出和第一结点之间,并具有与地电位相耦合的栅极;以及

电阻器,其耦合在所述第一结点和所述第一差分I/O引脚之间,

并且其中所述负电涌检测电路的所述第二比较器包括:

PMOS晶体管,其耦合在所述第一电源电压和所述比较器的所述输出之间,并具有与地电位相耦合的栅极;

NMOS晶体管,其耦合在所述比较器的所述输出和第二结点之间,并具有与地电位相耦合的栅极;以及

电阻器,其耦合在所述第二结点和所述第二差分I/O引脚之间。

4.如权利要求1所述的器件,还包括:

共模保护电路,其具有与所述第一和第二差分I/O引脚相耦合的端子,以将各个差分I/O引脚上的共模电压脉冲释放到地电位。

5.如权利要求4所述的器件,其中,所述共模保护电路包括:

二极管,其耦合在所述各个差分I/O引脚和所述第一电源电压之间;

栅极接地的晶体管,其耦合在所述各个差分I/O引脚和地电位之间;以及

箝位电路,其耦合在所述第一电源电压和地电位之间。

6.一种用于保护具有第一和第二差分输入/输出I/O引脚的集成电路器件免受正能量电涌和负能量电涌影响的方法,所述器件包括用于接收相对低的电源电压的第一电源引脚以及包括用于接收相对高的电源电压的第二电源引脚,其中,所述方法包括;

在正电涌检测电路中将所述相对低的电源电压与所述相对高的电源电压进行比较,以生成正电涌检测信号;

在负电涌检测电路中将所述第一差分I/O引脚和所述第二差分I/O引脚的电压电平与地电位进行比较,以生成第一负电涌检测信号和第二负电涌检测信号;

如果所述正电涌检测信号表明所述相对低的电源电压已经变得比所述相对高的电源电压要大,则将所述第一和第二差分I/O引脚短路到一起;以及

如果所述负电涌检测信号表明所述第一差分I/O引脚或者所述第二差分I/O引脚的所述电压电平已经变得低于地电位,则将所述第一和第二差分I/O引脚短路到一起。

7.如权利要求6所述的方法,其中,所述短路还包括:

在组合逻辑门中将所述正电涌检测信号和所述负电涌检测信号进行逻辑组合,以生成控制信号;以及

利用所述控制信号来驱动连接在所述第一和第二差分I/O引脚之间的保护晶体管的栅极。

8.如权利要求6所述的方法,其中,所述负电涌检测电路包括第一比较器,所述第一比较器包括:

PMOS晶体管,其耦合在所述相对低的电源电压和所述比较器的输出之间,并具有与地电位相耦合的栅极;

NMOS晶体管,其耦合在所述比较器的所述输出和第一结点之间,并具有与地电位相耦合的栅极;以及

电阻器,其耦合在所述第一结点和所述第一差分I/O引脚之间,并且其中,所述负电涌检测电路包括第二比较器,所述第二比较器包括:

PMOS晶体管,其耦合在所述相对低的电源电压和所述比较器的输出之间,并具有与地电位相耦合的栅极;

NMOS晶体管,其耦合在所述比较器的所述输出和第二结点之间,并具有与地电位相耦合的栅极;以及

电阻器,其耦合在所述第二结点和所述第二差分I/O引脚之间。

9.一种具有第一和第二差分输入/输出I/O引脚并具有电涌保护电路的集成电路器件,其中,所述电涌保护电路包括:

保护晶体管,其连接在所述第一和第二差分I/O引脚之间并且具有用于接收控制信号的栅极;

正电涌检测电路,包括:

第一比较器,其具有与电源电压相耦合的正输入,与所述第一差分I/O引脚相耦合的负输入,与所述电源电压和地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第一差分I/O引脚上的所述电压是否已经变得高于所述电源电压的第一正电涌检测信号的输出;以及

第二比较器,其具有与所述电源电压相耦合的正输入,与所述第二差分I/O引脚相耦合的负输入,与所述电源电压和地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第二差分I/O引脚上的所述电压是否已经变得高于所述电源电压的第二正电涌检测信号的输出;以及

负电涌检测电路,包括:

第一比较器,其具有与地电位相耦合的正输入,与所述第一差分I/O引脚相耦合的负输入,与所述电源电压和地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第一差分I/O引脚上的所述电压是否已经变得低于地电位的第一负电涌检测信号的输出;以及

第二比较器,其具有与地电位相耦合的正输入,与所述第二差分I/O引脚相耦合的负输入,与所述电源电压和地电位相耦合的电源端子,以及用于生成表明所述第二差分I/O引脚上的所述电压是否已经变得低于地电位的第二负电涌检测信号的输出;以及;以及

组合逻辑门,其具有与所述正电涌检测电路的所述第一比较器的所述输出相耦合的第一输入,与所述正电涌检测电路的所述第二比较器的所述输出相耦合的第二输入,与所述负电涌检测电路的所述第一比较器的所述输出相耦合的第三输入,与所述负电涌检测电路的所述第二比较器的所述输出相耦合的第四输入,以及用于生成所述控制信号的输出,

其中,如果所述第一差分I/O引脚或所述第二差分I/O引脚的所述电压电平变得高于所述电源电压,或者如果所述第一差分I/O引脚或所述第二差分I/O引脚的所述电压电平变得低于地电位,则所述逻辑门打开所述保护晶体管以将所述第一和第二差分I/O引脚连接到一起。

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