本发明涉及有源防护电路领域,具体而言,涉及一种具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路。
背景技术:
1、随着电子信息技术的发展,各种电子设备和系统的应用也越来越广泛。然而,随着电气和电子系统的复杂性不断增加,电路也面临着各种各样的电气干扰和过压问题,电路中针对浪涌等eos/esd电过应力事件的防护要求也越来越高,常见的eos/esd电过应力防护是使用无源单一器件实现保护功能,或是使用rc电路来进行电流泄放而不具有电压箝位功能,这些保护器件/电路响应速度较慢且功能较为单一,无法满足日益提升的电路防护要求。目前针对专门针对eos防护的有源电路研究较少,多数为设计具有良好eos防护性能的tvs器件,目前业内常用的正微分负阻tvs器件主要为二极管、肖特基二极管及齐纳二极管等,这类器件虽然具有良好的电压钳位功能,但eos电过应力防护鲁棒性较差,且不能进行主动调控,缺少可操控性。
技术实现思路
1、本发明提供一种具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路,用以解决上述现有技术存在的技术问题。
2、为达到上述目的,本发明提供了一种具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路,被保护电路连接在电源端avdd与接地端avss之间,其包括快速启动电路、泄放电路和电压箝位电路,其中:
3、快速启动电路包括第一电阻r1、第二pnp三极管q2、第一正向二极管d1、第二正向二极管d2以及第一高压pmos管pm1,
4、泄放电路包括第一高压nmos管nm1、第一高压npn管q1、第二电阻r2、第二高压pmos管pm2、第三高压pmos管pm3、第三电阻r3、第七二极管d7、第二高压nmos管nm2、第四电阻r4以及第三高压nmos管nm3,
5、电压箝位电路包括第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5以及第六二极管d6,
6、第一电阻r1的plus端接电源电压端avdd,第一电阻r1的minux端连接第二pnp三极管q2的发射极,第二pnp三极管q2的基极连接第一正向二极管d1的plus端,第二正向二极管d2的plus端连接第一正向二极管d1的minux端口和第一高压pmos管pm1的栅极,构成节点a,用于使第一高压pmos管pm1快速导通,第一高压pmos管pm1漏极连接第二高压nmos管nm2的栅极、第三电阻r3的plus端和第三高压pmos管pm3的漏极,构成节点c,
7、第三二极管d3的plus端连接第二正向二极管d2的minux端,第三二极管d3的minux端连接第四二极管d4的plus端,第四二极管d4的minux端连接第五二极管d5的plus端,第五二极管d5的minux端连接第六二极管d6的plus端和第一高压nmos管nm1的栅极,第六二极管d6的minux端连接第一高压npn管q1的基极,
8、第一高压nmos管nm1的栅极连接第五二极管d5的minux端和第六二极管d6的plus端,第一高压nmos管nm1源极连接第一高压npn管q1的集电极,第一高压npn管q1的基极连接第六二极管d6的minux端,第一高压npn管q1的发射极连接第二电阻r2的plus端,第二电阻r2的minux端连接接地端avss,第二高压pmos管pm2的漏极连接第一高压nmos管nm1的漏极和第二高压pmos管pm2的栅极,第二高压pmos管pm2的源极连接电源端avdd,第三高压pmos管pm3的栅极连接第二高压pmos管pm2的栅极,用作镜像电流,第三高压pmos管pm3的源极连接电源端avdd,第三高压pmos管pm3的漏极连接第三电阻r3的plus端、第二高压nmos管nm2的栅极、第七二极管d7的plus端和第一高压pmos管pm1的漏极,构成节点c,第三电阻r3的minux端连接接地端avss,第七二极管d7的minux端连接接地端avss,第二高压nmos管nm2的漏极连接电源端avdd,第二高压nmos管nm2的源极接第四电阻r4的plus端和第三高压nmos管nm3的栅极,构成节点d,第四电阻r4的minux端连接接地端avss,第三高压nmos管nm3的漏极连接电源端avdd,第三高压nmos管nm3的源极连接接地端avss。
9、在本发明的一实施例中,第一正向二极管d1、第二正向二极管d2为肖特基二极管。
10、在本发明的一实施例中,第三二极管d3 ~第七二极管d7为齐纳二极管。
11、当出现浪涌事件时,本发明提供的具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路能够自动启动并释放电流,以保持后级电路的电压稳定。本发明使用高压mos管来控制各个支路的电流开关,从而避免漏电并减少静态功耗。通过确保流经二极管串联支路的电流较小,可以有效减小二极管的尺寸,节省版图面积,并减少二极管的电容,有助于提高稳压功能的响应速度,实现更可靠的保护功能。
1.一种具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路,被保护电路连接在电源端avdd与接地端avss之间,其特征在于,包括快速启动电路、泄放电路和电压箝位电路,其中:
2.根据权利要求1所述的具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路,其特征在于,第一正向二极管d1、第二正向二极管d2为肖特基二极管。
3.根据权利要求1所述的具有高响应速度和电压箝位功能的浪涌防护电路,其特征在于,第三二极管d3 ~第七二极管d7为齐纳二极管。