專利名稱：靜電放電保護(hù)電路、控制方法和使用其的開關(guān)穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于保護(hù)開關(guān)元件不受靜電影響的保護(hù)電路、其控制方法、包括 其的開關(guān)穩(wěn)壓器以及保護(hù)開關(guān)穩(wěn)壓器不受靜電影響的方法。
背景技術(shù)：
由于橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDM0S)晶體管具有相對(duì)高的耐高壓性以及相 對(duì)低的導(dǎo)通電阻，因此LDM0S晶體管廣泛地用作開關(guān)穩(wěn)壓器中的開關(guān)元件，所述開關(guān)穩(wěn)壓 器輸出相對(duì)高的電壓以提高效率。然而，耐高壓元件一般具有較低的靜電放電(ESD)自保護(hù)功能和較低的耐擊穿 性，因此難以通過保護(hù)元件保護(hù)這種耐高壓元件不受ESD影響。特別地，在LDM0S晶體管 中這種趨勢(shì)是顯著的，并且LDM0S晶體管的導(dǎo)通電阻隨著增強(qiáng)耐ESD性而增大。S卩，在預(yù)防 ESD與導(dǎo)通電阻之間存在折衷。因此，當(dāng)LDM0S晶體管用作開關(guān)穩(wěn)壓器中的開關(guān)元件時(shí)，開 關(guān)元件的面積應(yīng)當(dāng)擴(kuò)展，以便在達(dá)到期望的預(yù)防ESD的同時(shí)保持導(dǎo)通電阻為較低。因此，當(dāng) 在集成電路(IC)上集成開關(guān)穩(wěn)壓器時(shí)，IC芯片變得更大?？紤]到前述問題，提出了使用有源元件的防止靜電的保護(hù)電路。例如， JP-2004-022950-A公開了圖1中所示的防止靜電的保護(hù)電路。圖1中所示的防止靜電的保護(hù)電路用于保護(hù)內(nèi)部電路130，且包括二極管D131和 D132、N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NM0S)晶體管M131以及電容器C131和C132。在圖1中，電容器C131和C132分別具有這樣的能力當(dāng)未向輸入端子IN施加靜 電時(shí)，NM0S晶體管M131的柵極電壓Vx令人滿意地低于NM0S晶體管M131的閾值電壓。當(dāng)向輸入端子IN施加靜電(其引起負(fù)浪涌電壓或瞬時(shí)高壓)時(shí)，二極管D132導(dǎo) 通且電源端子T2處的電壓急劇下降。然后，盡管NM0S晶體管M131的源極電壓也顯著地下 降，但NM0S晶體管M131的柵極與源極之間的電壓(柵源電壓)超過閾值電壓，這是因?yàn)槠?柵極電壓的下降小于其源極電壓的下降。結(jié)果，NM0S晶體管M131導(dǎo)通。因此，由于靜電引 起的浪涌電流流向NM0S晶體管M131，然后在其中消耗。通過該配置，可以可靠地限制內(nèi)部 電路130的電源電壓的增大，由此保護(hù)內(nèi)部電路130不受浪涌電壓影響。圖2圖示了升壓(st印-up)開關(guān)穩(wěn)壓器的電路圖，所述升壓開關(guān)穩(wěn)壓器包括開關(guān) 晶體管和用于保護(hù)開關(guān)晶體管不受靜電影響的有源保護(hù)電路(如圖1所示)。在圖2中，附 圖標(biāo)記110、120、M101和M102分別表示升壓開關(guān)穩(wěn)壓器、靜電檢測(cè)電路、開關(guān)晶體管和箝位 元件。升壓開關(guān)穩(wěn)壓器110進(jìn)一步包括反饋電路111、脈寬調(diào)制(PWM)電路112、驅(qū)動(dòng)電路 113、外部負(fù)載150、二極管D101和電感器L101。用在升壓開關(guān)穩(wěn)壓器110中的開關(guān)晶體管M101是N溝道LDM0S晶體管，并且將保護(hù)其不受靜電影響。靜電檢測(cè)電路120和作為NM0S晶體管的箝位元件M102 —起形成靜電 放電保護(hù)電路，用于保護(hù)開關(guān)晶體管M101不受靜電影響。當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器110并非有源時(shí)，電感器L101與開關(guān)晶體管M101之間的連接節(jié)點(diǎn) LX處的電壓VLX基本上與輸入電壓Vin相同。在這種狀態(tài)下，電容器C121兩端上的電壓 與電壓VLX相同或類似，并且反相器電路121的輸入端子變?yōu)榈?。結(jié)果，另一個(gè)反相器電路 122的輸出端子變?yōu)榈?，由此箝位元件M102截止。當(dāng)向開關(guān)穩(wěn)壓器110施加靜電從而開關(guān)晶體管M101的源極與漏極之間的電壓 (源漏電壓)急劇增大時(shí)，電流經(jīng)過電容器C121流入電阻器R121。結(jié)果，電阻器R121兩端 上的電壓下降，這增大了反相器電路121的輸入電壓。在反相器電路121中，當(dāng)輸入電壓超過閾值電壓Vth時(shí)，從其輸出的輸出信號(hào)的電 平反轉(zhuǎn)為低。當(dāng)反相器電路122再次反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)的電平時(shí)，箝位元件M102的柵極電壓變 為高，由此箝位元件M102導(dǎo)通。然后，由于施加到開關(guān)晶體管M101的靜電被箝位元件M102 消耗，因此電壓VLX下降。因此，可以防止電壓VLX顯著地增大。在圖2所示的配置中，由 于當(dāng)連接節(jié)點(diǎn)LX處的電壓VLX急劇增大到閾值電壓Vth以上時(shí)箝位元件M102導(dǎo)通，因此 施加到開關(guān)晶體管M101的電壓被箝位在輸入電壓Vin與反相器電路121的閾值電壓Vth 之和處。圖3是圖示連接節(jié)點(diǎn)LX處的電壓VLX的波形以及當(dāng)啟用升壓開關(guān)穩(wěn)壓器110時(shí) 開關(guān)晶體管M101和箝位元件M102的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的定時(shí)圖。在圖3中，由虛線指示的波形表示當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器110正常工作時(shí)開關(guān)晶體管M101 的工作。盡管可以保護(hù)開關(guān)晶體管M101不受靜電影響，但是向開關(guān)穩(wěn)壓器110添加防止靜 電的保護(hù)電路負(fù)面地影響開關(guān)晶體管M101，S卩，開關(guān)晶體管M101不執(zhí)行圖3中所示的正常 工作，這在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器110開始工作時(shí)，開關(guān)晶體管M101在時(shí)間tl處截止，并且通過電感 器L101中存儲(chǔ)的能量，連接節(jié)點(diǎn)LX處的電壓VLX急劇增大。當(dāng)電壓VLX由此增大時(shí)，經(jīng)由 電容器C121將電流提供到電阻器R121(如上所述)，然后電阻器R121的電壓下降。當(dāng)電阻 器R121的電壓減小到反相器電路121的閾值電壓Vth以下時(shí)，箝位元件M102導(dǎo)通，然后電 壓VLX的增大停止。盡管電壓VLX通?？梢栽龃蟮酱蠹s23V，但是在如圖3所示的這種配置 中，電壓VLX的增大在大約9V到10V處停止。因此，由于輸出電壓Vo不能上升到合適的電 壓，因此開關(guān)晶體管M101的導(dǎo)通/截止定時(shí)顯著地偏移，由此阻礙開關(guān)穩(wěn)壓器110正常地 工作?？紤]到前述問題，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到存在即使對(duì)于開關(guān)晶體管提供靜電放電 保護(hù)電路時(shí)開關(guān)穩(wěn)壓器也正常工作的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了保護(hù)電路，用于通過箝位向元件施加的靜電而保護(hù) 該元件不受靜電影響。所述保護(hù)電路包括箝位元件，與所保護(hù)的元件并聯(lián)連接；以及靜電 檢測(cè)電路，檢測(cè)施加到所保護(hù)的元件的靜電。當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，靜電檢測(cè)電路 通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓。靜電檢測(cè)電路響應(yīng)于外部輸入的使能信號(hào)來截止箝位元件并停止工作。本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例提供了一種控制上述保護(hù)電路不受靜電影響的方 法。所述控制方法包括如下步驟當(dāng)外部輸入的使能信號(hào)使得保護(hù)電路開始工作時(shí)，檢測(cè)施 加到所保護(hù)的元件的靜電；當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加 到所保護(hù)的元件的電壓；以及當(dāng)使能信號(hào)使得保護(hù)電路停止工作時(shí)，截止箝位元件并關(guān)閉 保護(hù)電路。本發(fā)明的再一示例性實(shí)施例提供了一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其響應(yīng)于外部輸入的使能信 號(hào)而開始工作，將輸入到輸入端子的輸入電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓，并從輸出端子輸出預(yù)定電 壓作為輸出電壓。所述開關(guān)穩(wěn)壓器包括開關(guān)晶體管，其根據(jù)輸入到其控制電極的控制信號(hào) 來執(zhí)行切換；電感器，通過開關(guān)晶體管的切換以輸入電壓充電；整流元件，當(dāng)通過開關(guān)晶體 管對(duì)電感器充電停止時(shí)將電感器放電；控制電路，響應(yīng)于使能信號(hào)而工作，并控制開關(guān)晶體 管的切換，以便將輸出電壓保持在預(yù)定電壓；以及上述保護(hù)電路，保護(hù)開關(guān)晶體管不受靜電 影響。


當(dāng)聯(lián)系附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，將易于獲得本公開的更完整的理 解及其許多附帶的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冏兊酶美斫?，其中圖1圖示現(xiàn)有技術(shù)靜電放電保護(hù)電路的電路圖；圖2圖示使用現(xiàn)有技術(shù)靜電放電保護(hù)電路的升壓開關(guān)穩(wěn)壓器的電路圖；圖3是圖示圖2中所示的升壓開關(guān)穩(wěn)壓器的工作的定時(shí)圖；圖4圖示其中根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的靜電放電保護(hù)電路用于升壓開關(guān)穩(wěn) 壓器的直流到直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器的電路圖；以及圖5是圖示圖4中所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作的定時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式在描述圖中所示的示例實(shí)施例時(shí)，為了清楚起見采用特定術(shù)語。然而，該專利說明 書的公開并非旨在限制到因此選擇的特定術(shù)語，因此可以理解，每一個(gè)特定元件包括以類 似方式工作的所有技術(shù)等效物?，F(xiàn)在參照附圖(其中在所有幾個(gè)視圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部 分)，并且特別參照?qǐng)D4和圖5，下面描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的靜電放電(ESD)保 護(hù)電路。圖4圖示包括提供有根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的ESD保護(hù)電路的升壓開關(guān)穩(wěn)壓器 的DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。在圖4中，DC-DC轉(zhuǎn)換器1用作異步整流型升壓開關(guān)穩(wěn)壓器，其將輸入到輸入端子 IN的輸入電壓Vin升壓到預(yù)定或期望的電壓，并將輸出電壓Vout從輸出端子OUT輸出到外 部負(fù)載50。DC-DC轉(zhuǎn)換器1包括開關(guān)穩(wěn)壓器2和ESD保護(hù)電路4。開關(guān)穩(wěn)壓器2將輸入電壓 Vin升壓到預(yù)定或期望的電壓，并將其作為輸出電壓Vout從輸出端子OUT輸出。ESD保護(hù) 電路4包括作為NMOS晶體管的箝位元件M2和靜電檢測(cè)電路3。開關(guān)穩(wěn)壓器2進(jìn)一步包括作為N溝道LDMOS晶體管的開關(guān)晶體管Ml、整流二極管D1、電感器Li、輸出電容器Co、反饋 電路11、PWM電路12和驅(qū)動(dòng)電路13。反饋電路11產(chǎn)生并輸出與輸出電壓Vout成比例的 反饋電壓Vfb。PWM電路12執(zhí)行反饋電壓Vfb的脈寬調(diào)制，并產(chǎn)生脈沖信號(hào)Spwm。驅(qū)動(dòng)電 路13根據(jù)脈沖信號(hào)Spwm控制開關(guān)晶體管Ml的導(dǎo)通/截止切換。靜電檢測(cè)電路3包括NMOS晶體管M3、反相器電路21和22、電容器C21和電阻器 R21。要注意的是，整流二極管Dl用作整流元件，并且反饋電路11、PWM電路12和驅(qū)動(dòng) 電路13—起形成控制電路。另外，DC-DC轉(zhuǎn)換器1中的各個(gè)電路(除了輸出電容器Co之 外)可以集成在集成電路(IC)上。在這種情況下，輸入端子IN、輸出端子OUT和接地端子 GND分別用作連接端子，并且IC可以進(jìn)一步包括另一個(gè)輸入端子(向其輸入使能信號(hào)EN)。電感器Ll和開關(guān)晶體管Ml串聯(lián)連接在輸入端子IN和連接到地電壓的接地端 子GND之間，并且在下文中，將電感器Ll與開關(guān)晶體管Ml之間的連接節(jié)點(diǎn)稱為“連接節(jié)點(diǎn) LX”。整流二極管Dl的陽極連接到連接節(jié)點(diǎn)LX，而其陰極連接到輸出端子OUT。反饋電路 11接收輸出電壓Vout，并將反饋電壓Vfb輸出到PWM電路12。進(jìn)一步，將PWM電路12產(chǎn) 生的脈沖信號(hào)Spwm輸入到驅(qū)動(dòng)電路13，并且驅(qū)動(dòng)電路13的輸出端子連接到開關(guān)晶體管Ml 的柵極。箝位元件M2與開關(guān)晶體管Ml并聯(lián)連接，并且NMOS晶體管M3連接在箝位元件M2 的柵極與接地端子GND之間。從外部將使能信號(hào)EN輸入到NMOS晶體管M3的柵極。另外， 電容器C21和電阻器R21串聯(lián)連接在連接節(jié)點(diǎn)LX與接地端子GND之間，并且電容器C21與 電阻器R21之間的連接節(jié)點(diǎn)連接到反相器電路21的輸入端子。反相器電路21的輸出端子 連接到另一個(gè)反相器電路22 (其輸出端子連接到箝位元件M2的柵極)的輸入端子。盡管 未詳細(xì)圖示其之間的連接，但是也將使能信號(hào)EN輸入到開關(guān)穩(wěn)壓器2，由此響應(yīng)于使能信 號(hào)EN而激活或停止開關(guān)穩(wěn)壓器2。例如，響應(yīng)于使能信號(hào)EN，激活或停止包括反饋電路11、 P麗電路12和驅(qū)動(dòng)電路13的控制電路。在如上所述配置的開關(guān)穩(wěn)壓器2中，當(dāng)輸出電壓Vout增大時(shí)，PWM電路12輸出的 脈沖信號(hào)Spwm的脈寬變化，使得開關(guān)晶體管Ml導(dǎo)通的時(shí)段變得更短。因此，輸出電壓Vout 降低。相比之下，當(dāng)輸出電壓Vout降低時(shí)，在開關(guān)穩(wěn)壓器2中，PWM電路12輸出的脈沖信 號(hào)Spwm的脈寬變化，使得開關(guān)晶體管Ml導(dǎo)通的時(shí)段變得更長(zhǎng)。因此，輸出電壓Vout增大。 開關(guān)穩(wěn)壓器2通過重復(fù)這些工作，將輸出電壓Vout恒定保持在預(yù)定電壓。當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器2并非有源時(shí)，連接節(jié)點(diǎn)處的電壓VLX基本上與輸入電壓Vin相同。 在這種狀態(tài)下，電容器C21兩端的電壓與電壓VLX相同或類似，并且反相器電路21的輸入 端子變?yōu)榈汀＝Y(jié)果，反相器電路22的輸出端子變?yōu)榈停⑶殷槲辉﨧2截止(隔離)。下面描述當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器2并非有源時(shí)的防止靜電的保護(hù)。當(dāng)向開關(guān)穩(wěn)壓器2施加靜電且開關(guān)晶體管Ml的源漏電壓急劇增大時(shí)，電流經(jīng)過電 容器C21流入電阻器R21。因此，電阻器R21兩端的電壓下降，這增大了反相器電路21的輸 入電壓。在反相器電路21中，當(dāng)輸入電壓超過閾值電壓Vth時(shí)，從其輸出端子輸出的輸出 信號(hào)電平反轉(zhuǎn)為低。當(dāng)反相器電路22再次反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)的電平時(shí)，箝位元件M2的柵極電 壓變?yōu)楦?，因此箝位元件M2導(dǎo)通。然后，由于施加到箝位元件M2的靜電被箝位元件M2消耗，因此電壓VLX降低。因此，可以防止電壓VLX顯著地增大。在圖4所示的配置中，由于 當(dāng)電壓VLX急劇增大且超過閾值電壓Vth時(shí)箝位元件M2導(dǎo)通，因此施加到開關(guān)晶體管Ml 的電壓被箝位在輸入電壓Vin與反相器電路21的閾值電壓Vth之和。如上所述，當(dāng)開關(guān)晶體管2并非有源時(shí)，激活包括靜電檢測(cè)電路3和箝位元件M2 的ESD保護(hù)電路4，由此可以防止開關(guān)晶體管Ml接收高電壓。這里，使能信號(hào)EN用于控制開關(guān)穩(wěn)壓器2的工作。當(dāng)使能信號(hào)EN為高時(shí)開關(guān)穩(wěn) 壓器2開始工作，而當(dāng)使能信號(hào)EN為低時(shí)開關(guān)穩(wěn)壓器2停止。當(dāng)使能信號(hào)EN為低時(shí)，NMOS晶體管M3截止，并且在這種狀態(tài)下，如上所述控制箝 位元件M2的工作。當(dāng)使能信號(hào)EN變?yōu)楦邥r(shí)，開關(guān)穩(wěn)壓器2開始工作，并且NMOS晶體管M3同時(shí)導(dǎo)通， 由此引起箝位元件M2的柵極與源極之間的短路。因此，箝位元件M2截止，并且不影響開關(guān) 穩(wěn)壓器2的工作。圖5是圖示電壓VLX的波形以及當(dāng)圖4所示的開關(guān)穩(wěn)壓器2是有源時(shí)開關(guān)晶體管 Ml和箝位元件M2的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的定時(shí)圖。在圖5中，當(dāng)開關(guān)晶體管Ml截止時(shí)，同時(shí)地，電壓VLX由于電感器Ll中存儲(chǔ)的能 量而急劇增大。然后，電流經(jīng)由電容器C21流入電阻器R21，由此減小電阻器R21的電壓。 當(dāng)電阻器R21的電壓變得低于反相器電路21的閾值電壓Vth時(shí)，來自反相器電路21的輸 出信號(hào)的電平反轉(zhuǎn)為低。然而，由于NMOS晶體管M3將反相器電路22的輸出端子的電平保 持為低，因此箝位元件M2的柵極不會(huì)增大為高，因此箝位元件M2仍然截止。為了保持箝位元件M2截止，開關(guān)晶體管Ml控制電壓VLX。進(jìn)一步，開關(guān)晶體管Ml 由反饋電路11、PWM電路12和驅(qū)動(dòng)電路13控制。如從圖5可以知道的那樣，例如，電壓VLX 可以增大到大約23V(這需要輸出額定輸出電壓Vout)，并且開關(guān)穩(wěn)壓器2重復(fù)正常的電壓 升壓工作，這是因?yàn)轶槲辉﨧2不影響開關(guān)穩(wěn)壓器2。接下來，下面給出當(dāng)向有源的開關(guān)穩(wěn)壓器2施加靜電時(shí)圖4中所示的DC-DC轉(zhuǎn)換 器1的工作的描述。當(dāng)向其中開關(guān)晶體管Ml導(dǎo)通的開關(guān)穩(wěn)壓器2施加靜電時(shí)，靜電被開關(guān)晶體管Ml 消耗，并且不具有負(fù)面影響。相比之下，當(dāng)向其中開關(guān)晶體管Ml截止的開關(guān)穩(wěn)壓器2施加靜電時(shí)，靜電經(jīng)由二 極管Dl被連接到輸出端子OUT的輸出電容器Co和負(fù)載50 二者消耗。由于輸出電容器Co 的電容通常比向其施加的靜電量大得多，因此電壓VLX僅略微增大，由此開關(guān)晶體管Ml不 會(huì)損壞。因此，當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器2有源時(shí)，即使當(dāng)箝位元件M2截止時(shí)，靜電也可以被開關(guān)晶體 管Ml、輸出電容器Co和負(fù)載50消耗。因此，開關(guān)晶體管Ml不會(huì)損壞。如上所述，本實(shí)施例提供了 ESD保護(hù)電路，其通過箝位施加到一元件(例如，開關(guān) 穩(wěn)壓器中的開關(guān)晶體管)的靜電來保護(hù)該元件不受靜電影響。ESD保護(hù)電路包括與所保護(hù) 的元件并聯(lián)連接的箝位元件以及檢測(cè)靜電的靜電檢測(cè)電路。當(dāng)靜電超過預(yù)定值時(shí)，靜電檢 測(cè)電路通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓。靜電檢測(cè)電路響應(yīng)于外部輸 入的使能信號(hào)而停止工作，由此截止箝位元件。靜電檢測(cè)電路檢測(cè)向所保護(hù)的元件兩端施加的電壓，并且箝位元件由MOS晶體管構(gòu)成。本實(shí)施例提供了控制上述ESD保護(hù)電路的方法。所述控制方法包括如下步驟當(dāng) 外部輸入的使能信號(hào)指示ESD保護(hù)電路應(yīng)當(dāng)開始工作時(shí)，檢測(cè)靜電；當(dāng)靜電超過預(yù)定值時(shí)， 通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓；以及當(dāng)使能信號(hào)指示保護(hù)電路應(yīng)當(dāng) 停止工作時(shí)，截止箝位元件以關(guān)閉ESD保護(hù)電路。本實(shí)施例提供了一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其響應(yīng)于外部輸入的使能信號(hào)而開始工作，將 輸入到輸入端子的輸入電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓，并從輸出端子輸出預(yù)定電壓作為輸出電壓。 開關(guān)穩(wěn)壓器包括開關(guān)晶體管，其根據(jù)輸入到其控制電極的控制信號(hào)來執(zhí)行切換；電感器，通 過開關(guān)晶體管的切換以輸入電壓充電；整流元件，當(dāng)通過開關(guān)晶體管對(duì)電感器充電停止時(shí) 將電感器放電；控制電路，控制開關(guān)晶體管的切換，以便根據(jù)使能信號(hào)將輸出電壓保持在預(yù) 定電壓；以及上述ESD保護(hù)電路。另外，本實(shí)施例提供了一種保護(hù)上述開關(guān)穩(wěn)壓器不受靜電影響的方法。所述方法 包括如下步驟當(dāng)外部輸入的使能信號(hào)引起開關(guān)穩(wěn)壓器停止工作時(shí)，檢測(cè)施加到開關(guān)晶體 管的靜電；當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到開關(guān)晶體管的 電壓；以及當(dāng)使能信號(hào)使得開關(guān)晶體管開始工作時(shí)，截止箝位元件以便停止施加到開關(guān)晶 體管的電壓的箝位。在根據(jù)本實(shí)施例的ESD保護(hù)電路、其控制方法、使用ESD保護(hù)電路的開關(guān)穩(wěn)壓器以 及保護(hù)開關(guān)穩(wěn)壓器不受靜電影響的方法中，當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，箝位元件導(dǎo)通， 由此箝位施加到所保護(hù)的元件(例如，在開關(guān)穩(wěn)壓器的情況下為開關(guān)晶體管)的電壓。在 開關(guān)穩(wěn)壓器根據(jù)使能信號(hào)工作的同時(shí)，使ESD保護(hù)電路不工作。即，箝位元件響應(yīng)于外部輸 入的使能信號(hào)而截止，這停止箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓。因此，有源型ESD保護(hù)電路 可以用于保護(hù)開關(guān)晶體管。因此，具有較高的耐高壓性、較低的導(dǎo)通電阻以及相對(duì)小的元件尺寸的LDMOS晶 體管可以用作開關(guān)晶體管。因此，在提高開關(guān)穩(wěn)壓器的效率的同時(shí)，可以限制IC芯片尺寸 的增大。另外，通過響應(yīng)于使能信號(hào)而在導(dǎo)通和截止之間切換的箝位元件，限制了開關(guān)晶 體管的源漏電壓，并且當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器根據(jù)使能信號(hào)工作時(shí)強(qiáng)制地截止箝位元件，由此消除 了額外控制信號(hào)的必要。因此，通過簡(jiǎn)單的電路來使ESD保護(hù)電路不工作。要注意的是，盡管以上描述關(guān)于使用異步整流型升壓開關(guān)穩(wěn)壓器的配置，但是本 發(fā)明不限于此。可替代地，本發(fā)明可以應(yīng)用于降壓開關(guān)穩(wěn)壓器、降壓升壓開關(guān)穩(wěn)壓器或異步 整流開關(guān)穩(wěn)壓器。根據(jù)以上教導(dǎo)，多種其他修改和變化是可能的。因此可以理解，在所附權(quán)利要求的 范圍內(nèi)，可以與這里具體描述不同地實(shí)踐該專利說明書的公開。
權(quán)利要求
一種保護(hù)電路，其保護(hù)元件不受靜電影響，所述保護(hù)電路包括箝位元件，與所保護(hù)的元件并聯(lián)連接；以及靜電檢測(cè)電路，連接到所保護(hù)的元件，以檢測(cè)施加到所保護(hù)的元件的靜電，當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，靜電檢測(cè)電路通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓，靜電檢測(cè)電路響應(yīng)于外部輸入的使能信號(hào)而停止工作，并截止箝位元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中靜電檢測(cè)電路檢測(cè)向所保護(hù)的元件兩端施加 的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中箝位元件由M0S晶體管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中所保護(hù)的元件是包括在開關(guān)穩(wěn)壓器中的開關(guān)晶體管。
5.一種控制保護(hù)電路的方法，所述保護(hù)電路用于保護(hù)元件不受靜電影響， 所述保護(hù)電路包括與所保護(hù)的元件并聯(lián)連接的箝位元件和靜電檢測(cè)電路， 所述方法包括當(dāng)外部輸入的使能信號(hào)指示保護(hù)電路的開始時(shí)，檢測(cè)靜電；當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到所保護(hù)的元件的電 壓；以及當(dāng)外部輸入的使能信號(hào)指示保護(hù)電路的工作停止時(shí)，截止箝位元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中檢測(cè)靜電的步驟包括檢測(cè)向所保護(hù)的元件兩端施 加的電壓。
7.一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其響應(yīng)于外部輸入的使能信號(hào)而開始工作，將輸入到輸入端子的 輸入電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓，并從輸出端子輸出預(yù)定電壓作為輸出電壓，所述開關(guān)穩(wěn)壓器包括開關(guān)晶體管，其根據(jù)輸入到其控制電極的控制信號(hào)來執(zhí)行切換； 電感器，將通過開關(guān)晶體管的切換以輸入電壓充電； 整流元件，當(dāng)通過開關(guān)晶體管對(duì)電感器充電停止時(shí)將電感器放電； 控制電路，通過控制開關(guān)晶體管的切換，將輸出電壓保持在預(yù)定電壓；以及 保護(hù)電路，保護(hù)開關(guān)晶體管不受靜電影響， 所述保護(hù)電路包括箝位元件，與開關(guān)晶體管并聯(lián)連接；以及 靜電檢測(cè)電路，檢測(cè)施加到開關(guān)晶體管的靜電，當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，靜電檢測(cè)電路通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到開關(guān)晶 體管的電壓，靜電檢測(cè)電路響應(yīng)于外部輸入的使能信號(hào)而停止工作，并截止箝位元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)穩(wěn)壓器，其中所述靜電檢測(cè)電路檢測(cè)向開關(guān)晶體管兩端 施加的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)穩(wěn)壓器，其中所述箝位元件由M0S晶體管構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)穩(wěn)壓器，其中所述開關(guān)晶體管是LDM0S晶體管。
全文摘要
公開了靜電放電保護(hù)電路、控制方法和使用其的開關(guān)穩(wěn)壓器。所述保護(hù)電路，其保護(hù)元件不受靜電影響，包括箝位元件，與所保護(hù)的元件并聯(lián)連接；以及靜電檢測(cè)電路，連接到所保護(hù)的元件，以檢測(cè)施加到所保護(hù)的元件的靜電。當(dāng)檢測(cè)到的靜電超過預(yù)定值時(shí)，靜電檢測(cè)電路通過導(dǎo)通箝位元件來箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓，靜電檢測(cè)電路響應(yīng)于外部輸入的使能信號(hào)，截止箝位元件，由此停止箝位施加到所保護(hù)的元件的電壓。
文檔編號(hào)H02H9/04GK101997311SQ201010260608
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者野田一平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光