CN107452741B - 一种断线保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种断线保护电路，包括防止地线虚焊电路以及防止电流倒灌电路，所述防止地线虚焊电路连接在信号输出端和地线之间，所述防止电流倒灌电路连接在电源线和信号输出端之间。本发明中的断线保护电路通过将防止地线虚焊电路连接在信号输出端和地线时间，使得输出端到地线之间不存在寄生二极管的通路，当地线断开时，输出端呈现高阻状态，锁定输出的工作状态，保护后续电路。同时利用防止电流倒灌电路，避免芯片断线时电流倒灌回流至芯片内部，保护芯片内部其余电路。
Description
技术领域
本发明涉及一种断线保护电路，特别涉及一种应用在集成电路中的断路保护电路。
背景技术
目前断线保护电路大都是分立电路实现的，存在集成度低，可靠性差等缺点。公开号为CN105679758A(申请号为201610180442.8)的中国发明专利申请《一种具有防电流倒灌的P型金属氧化物半导体场效应管》，其中公开的方案利用半导体的特性，实现了防电流倒灌，但不能实现断线保护。
断线保护电路一般位于输出级的末端并和输出端相连，它的主要功能就是：当芯片的GND引脚地线断开时，使得输出端的输出呈现一个高阻状态，并且电流不会从GND端流入到输出端。芯片的VDD引脚电源线断开时，输出端的输出同样呈现一个高阻状态，并且输出端的电流不会流入到VDD端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种断线保护电路，能够实现输出端到地线之间不存在寄生二极管的通路和实现输出端呈现高阻状态，而且能够在芯片断线情况下防止电流倒灌回流，避免芯片内部受损或失效。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种断线保护电路，其特征在于：包括防止地线虚焊电路以及防止电流倒灌电路，所述防止地线虚焊电路连接在信号输出端和地线之间，所述防止电流倒灌电路连接在电源线和信号输出端之间。
作为改进，所述防止地线虚焊电路包括P沟道MOS管、N沟道MOS管、第一电阻和第二电阻；
所述P沟道MOS管的源极与信号输出端相连接，P沟道MOS管的栅极与第一电阻的一端连接，P沟道MOS管的漏极分别与第一电阻的另一端、N沟道MOS管的漏极相连接，P沟道MOS管的衬底与P沟道MOS管的漏极相连接；
所述N沟道MOS管的栅极与第二电阻的一端相连接，N沟道MOS管的源极分别与第二电阻的另一端、地线相连接，N沟道MOS管的衬底与N沟道MOS管的源极相连接。
作为改进，所述防止电流倒灌电路包括运放、第一二极管和第二二极管，所述运放连接在电源线和地线之间，所述第一二极管和第二二极管呈反向分别连接在运放和信号输出线之间。
优选地，所述运放为折叠式运放。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的断线保护电路通过将防止地线虚焊电路连接在信号输出端和地线时间，使得输出端到地线之间不存在寄生二极管的通路，当地线断开时，输出端呈现高阻状态，锁定输出的工作状态，保护后续电路。同时利用防止电流倒灌电路，避免芯片断线时电流倒灌回流至芯片内部，保护芯片内部其余电路。
附图说明
图1为本发明实施例中防止地线虚焊电路的电路图。
图2为图1中P沟道MOS管和N沟道MOS管静电释放电路的剖面示意图。
图3为本发明实施例中防止电流倒灌电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图3所示，本实施例中的断线保护电路包括防止地线虚焊电路以及防止电流倒灌电路，防止地线虚焊电路连接在信号输出端PIN和地线GND之间，防止电流倒灌电路连接在电源线VDD和信号输出端PIN之间。
其中，防止地线虚焊电路包括P沟道MOS管M1、N沟道MOS管M2、第一电阻R1和第二电阻R2；
P沟道MOS管M1的源极与信号输出端PIN相连接，P沟道MOS管M1的栅极与第一电阻R1的一端连接，P沟道MOS管M1的漏极分别与第一电阻R1的另一端、N沟道MOS管M2的漏极相连接，P沟道MOS管M1的衬底与P沟道MOS管M1的漏极相连接；
N沟道MOS管M2的栅极与第二电阻R2的一端相连接，N沟道MOS管M2的源极分别与第二电阻R2的另一端、地线GND相连接，N沟道MOS管M2的衬底与N沟道MOS管M2的源极相连接。
防止电流倒灌电路包括运放1、第一二极管D1和第二二极管D2，运放1连接在电源线VDD和地线GND之间，第一二极管D1和第二二极管D2呈反向分别连接在运放1和信号输出线之间。本实施例中的运放1采用折叠式运放。第一二极管D1和第二二极管D2均采用肖特基二极管,肖特基二极管具有较小的导通电压,同时可以增大输出电压的摆幅。
由图1可见，防止地线虚焊电路的工作过程为：在芯片正常工作状态下，焊接均正常。此时P沟道MOS管M1和N沟道MOS管M2的均为截止状态，对电路没有任何影响。而在地线GND断开情况下，信号输出端PIN则呈现高阻状态，对后续电路起到保护作用。
从图2可以看出，信号输出端PIN到地线GND之间不存在寄生二极管导通的通路，信号输出端PIN呈现高阻状态。
由图3可见，芯片在正常工作状态下，防止电流倒灌电路中的第一二极管D1和第二二极管D2正向导通，对电路没有任何影响。当电源线VDD断路或短路时，由于二极管的单向导通性，第一二极管D1可以避免从信号输出端PIN向电源线VDD端灌入电流。同理当地线GND断开时，第二二极管D2可以避免从地线GND端相信号输出端PIN灌入电流。
本发明中采用P沟道MOS管M1和N沟道MOS管M2串联连接构成防止地线虚焊电路，在地线GND断开时，输出呈现高阻状态，对后续电路起到保护作用。其次采用二极管的单向导通特性，阻止电流的倒灌回流，保护芯片内部电路，避免芯片被烧毁，或者导致芯片失效。本发明中的断线保护电路提升了芯片正常使用过程中的可靠性。
Claims (2)
1.一种断线保护电路，其特征在于：包括防止地线虚焊电路以及防止电流倒灌电路，所述防止地线虚焊电路连接在信号输出端(PIN)和地线(GND)之间，所述防止电流倒灌电路连接在电源线(VDD)和信号输出端(PIN)之间；所述防止地线虚焊电路包括P沟道MOS管(M1)、N沟道MOS管(M2)、第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；
所述P沟道MOS管(M1)的源极与信号输出端(PIN)相连接，P沟道MOS管(M1)的栅极与第一电阻(R1)的一端连接，P沟道MOS管(M1)的漏极分别与第一电阻(R1)的另一端、N沟道MOS管(M2)的漏极相连接，P沟道MOS管(M1)的衬底与P沟道MOS管(M1)的漏极相连接；
所述N沟道MOS管(M2)的栅极与第二电阻(R2)的一端相连接，N沟道MOS管(M2)的源极分别与第二电阻(R2)的另一端、地线(GND)相连接，N沟道MOS管(M2)的衬底与N沟道MOS管(M2)的源极相连接；
所述防止电流倒灌电路包括运放(1)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，所述运放(1)连接在电源线(VDD)和地线(GND)之间，所述第一二极管(D1)和第二二极管(D2)呈反向分别连接在运放(1)和信号输出线之间。
2.根据权利要求1所述的断线保护电路，其特征在于：所述运放(1)为折叠式运放。
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