本申请涉及集成电路,尤其是涉及一种驱动电路、浪涌阻隔电路、芯片及电子设备。
背景技术:
1、为了防止发生浪涌时,电子设备输入端口因短时间的高压或大电流导致设备损坏,通常会在电子设备的电源输入端口设置浪涌阻隔电路,浪涌阻隔电路主要是由高耐压场效应管和驱动电路组成。
2、在电子设备正常工作时,高耐压场效应管处于导通状态,此时具有非常低的导通阻抗。而在发生浪涌事件时,驱动电路会将高耐压场效应管快速管段,使得高耐压场效应管处于高阻状态,从而将电子设备的输入端口和发生浪涌的电源阻隔开。
3、但是,在对现有技术的研究与实践的过程中,本申请的发明人发现,在当前主流集成电路工艺中,mim(metal-insulator-metal,金属-绝缘层-金属)电容和mos(mosfet,金属-氧化物-半导体)电容只能在较低的两端电压下保持长期稳定,在电荷泵工作时,电容两端分别与时钟信号和高压输入端口连接,这导致了min电容和mos电容存在耐压问题。虽然可以采用具有较高的耐压能力的mom(metal-oxide-metal,金属-氧化物-金属)电容,但是mom电容存在单位面积电容较低的问题,要达到同等的电容值则需要更大的版图面积,导致芯片成本的增加。
4、前面的叙述在于提供一般的背景信息,并不一定构成现有技术。
技术实现思路
1、鉴于此,本申请提供一种驱动电路、浪涌阻隔电路、芯片及电子设备,以解决现有高耐压场效应管驱动电路由于电容耐压问题导致的集成电路版图面积较大和芯片成本增加的问题。
2、本申请提供的一种驱动电路,包括:
3、浮动电压源,用于提供输入电源;
4、时钟生成器,连接至所述浮动电压源和电荷泵,用于生成时钟信号后传输至电荷泵;
5、电荷泵,连接所述时钟生成器和高耐压场效应管,用于根据接收的时钟信号控制所述高耐压场效应管的工作状态;
6、钳位电路,连接所述高耐压场效应管和输出端口,用于控制所述高耐压场效应管的栅极和输入端口之间的电压状态;
7、电荷泄放电路,连接所述高耐压场效应管,用于泄放所述高耐压场效应管的负载电荷。
8、其中,所述浮动电压源的一端分别与所述时钟生成器的一端、所述输入端口和所述电荷泵的第一端连接,所述浮动电压源的另一端与所述时钟生成器的另一端连接;所述时钟生成器的一端还与所述电荷泵的第一端连接,所述时钟生成器的另一端还与所述电荷泵的第二端连接;所述电荷泵的第三端与所述高耐压场效应管的栅极连接,所述高耐压场效应管的漏极与所述输入端口连接,所述高耐压场效应管的源极与所述钳位电路的一端连接,所述高耐压场效应管的栅极还与所述电荷泄放电路的一端连接。
9、其中,所述电荷泵的第三端还与所述钳位电路的另一端、所述电荷泄放电路的一端连接,所述钳位电路的一端还与输出端口连接,所述高耐压场效应管的源极还与输出端口连接,所述浮动电压源的另一端还与放电支路连接。
10、其中,所述电荷泵包括第一电容、第二电容、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和逆变器;所述第一电容的一端用于接收时钟信号,并与所述逆变器的一端连接,所述第一电容的另一端分别连接所述第一mos管的源极、所述第二mos管的漏极、所述第三mos管的栅极和所述第四mos管的栅极,所述第一mos管的漏极连接所述第三mos管的漏极,所述第一mos管的栅极连接所述第二mos管的栅极,所述第二mos管的源极连接所述第四mos管的源极,所述第二电容的一端连接所述逆变器的另一端,所述第二电容的另一端分别连接所述第三mos管的源极、所述第四mos管的漏极、所述第一mos管的栅极和所述第二mos管的栅极,所述第三mos管的源极与所述第四mos管的漏极。
11、其中,所述第一电容和第二电容均为极板电容或均为插指电容。
12、其中,所述第一电容为极板电容和插值电容中的一种,所述第二电容为极板电容和插值电容中的另一种。
13、其中,所述浮动电压源包括第一电阻、第三电容和第五mos管,所述第一电阻的一端连接输入端口和第三电容的一端,所述第一电阻的另一端连接所述第五mos管的栅极,所述第三电容的一端还连接所述浮动电压源的正端,所述第三电容的另一端分别连接所述浮动电压源的负端和所述第五mos管的源极。
14、本申请还提供了一种浪涌阻隔电路,包括如上所述的驱动电路和所述高耐压场效应管,其中,所述高耐压场效应管连接所述电荷泵和浮动电压源,用于控制所述浮动电压源与输入端口之间的连通状态。
15、本申请还提供了一种芯片,包括如上所述的驱动电路或浪涌阻隔电路。
16、本申请还提供了一种电子设备,包括如上所述的驱动电路、浪涌阻隔电路或者芯片。
17、实施本申请实施例,具有如下有益效果:
18、如上所述,本申请提供的一种驱动电路、浪涌阻隔电路、芯片及电子设备,该驱动电路包括:浮动电压源,用于提供输入电源;时钟生成器,连接至浮动电压源和电荷泵,用于生成时钟信号后传输至电荷泵;电荷泵,连接时钟生成器和高耐压场效应管,用于根据接收的时钟信号控制高耐压场效应管的工作状态;钳位电路,连接高耐压场效应管和输出端口,用于控制高耐压场效应管的栅极和输入端口之间的电压状态;电荷泄放电路,连接高耐压场效应管,用于泄放高耐压场效应管的负载电荷。本申请通过添加浮动电压源作为输入电源,使得电荷泵中的电容两端耐压始终不超过预设恒定电压值,从而使得驱动电路可以选用单位面积电容值较大的电容方案,避免由于电容耐压问题导致集成电路版图面积占用较大的问题,降低了集成电路的制造成本。进一步的,本申请中电荷泵的电容可以采用单位面积电容较大的mim电容和mos电容方案,或者mim电容和mos电容堆叠的设计,有效提高单位面积电容值,从而能够进一步节约集成电路版图面积。
1.一种驱动电路,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述浮动电压源的一端分别与所述时钟生成器的一端、所述输入端口和所述电荷泵的第一端连接,所述浮动电压源的另一端与所述时钟生成器的另一端连接;所述时钟生成器的一端还与所述电荷泵的第一端连接,所述时钟生成器的另一端还与所述电荷泵的第二端连接;所述电荷泵的第三端与所述高耐压场效应管的栅极连接,所述高耐压场效应管的漏极与所述输入端口连接,所述高耐压场效应管的源极与所述钳位电路的一端连接,所述高耐压场效应管的栅极还与所述电荷泄放电路的一端连接。
3.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述电荷泵的第三端还与所述钳位电路的另一端、所述电荷泄放电路的一端连接,所述钳位电路的一端还与输出端口连接,所述高耐压场效应管的源极还与输出端口连接,所述浮动电压源的另一端还与放电支路连接。
4.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述电荷泵包括第一电容、第二电容、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和逆变器;所述第一电容的一端用于接收时钟信号,并与所述逆变器的一端连接,所述第一电容的另一端分别连接所述第一mos管的源极、所述第二mos管的漏极、所述第三mos管的栅极和所述第四mos管的栅极,所述第一mos管的漏极连接所述第三mos管的漏极,所述第一mos管的栅极连接所述第二mos管的栅极,所述第二mos管的源极连接所述第四mos管的源极,所述第二电容的一端连接所述逆变器的另一端,所述第二电容的另一端分别连接所述第三mos管的源极、所述第四mos管的漏极、所述第一mos管的栅极和所述第二mos管的栅极,所述第三mos管的源极与所述第四mos管的漏极。
5.根据权利要求4所述的驱动电路,其特征在于,所述第一电容和第二电容均为极板电容或均为插指电容。
6.根据权利要求4所述的驱动电路,其特征在于,所述第一电容为极板电容和插值电容中的一种,所述第二电容为极板电容和插值电容中的另一种。
7.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述浮动电压源包括第一电阻、第三电容和第五mos管,所述第一电阻的一端连接输入端口和第三电容的一端,所述第一电阻的另一端连接所述第五mos管的栅极,所述第三电容的一端还连接所述浮动电压源的正端,所述第三电容的另一端分别连接所述浮动电压源的负端和所述第五mos管的源极。
8.一种浪涌阻隔电路,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的驱动电路和所述高耐压场效应管,其中,所述高耐压场效应管连接所述电荷泵和浮动电压源,用于控制所述浮动电压源与输入端口之间的连通状态。
9.一种芯片,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的驱动电路或如权利要求8所述的浪涌阻隔电路。
10.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的驱动电路、如权利要求8所述的浪涌阻隔电路或者如权利要求9所述的芯片。
