CN211063338U - 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 - Google Patents
一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211063338U CN211063338U CN201922412269.1U CN201922412269U CN211063338U CN 211063338 U CN211063338 U CN 211063338U CN 201922412269 U CN201922412269 U CN 201922412269U CN 211063338 U CN211063338 U CN 211063338U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrostatic protection
- protection circuit
- voltage
- port
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其包括电源端口、射频端口，以及位于电源端口与射频端口之间的静电保护电路；所述电源端口通过电源线与射频端口连接；所述静电保护电路包括负压静电保护电路、正压静电保护电路和正压缓冲电路；其中负压静电保护电路一端经电源线与电源端口相连，另一端接地；其中正压缓冲电路一端经电源线与电源端口相连，另一端与正压静电保护保护电路的一端相连，正压静电保护保护电路的另一端接地。本实用新型可以覆盖射频放大器常用的供电电压范围，通用性好，且结构紧凑，尺寸小，极大地降低了芯片的面积。
Description
技术领域
本实用新型涉及芯片静电保护领域，特别是涉及一种放大器供电端口静电保护电路。
背景技术
静电放电是造成所有电子元器件或集成电路系统造成过度电应力(EOS:Electrical Over Stress)破坏的主要元凶。因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏)，所以这种损伤是毁灭性和永久性的，会造成电路直接烧毁。所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。
在射频电路中，静电保护的设计比较特殊，涉及到频率响应的问题，静电保护的器件对射频性能产生很大的影响，一种最常见的防静电结构包括一组分别正向串联和反向串联的二极管对。该结构在正常工作时，二极管处于关断状态，不影响电路工作，当有瞬时的较大静电电压进入端口时，根据电压的正负特性，正接的二极管和反接的二极管分别导通，释放电荷，从而实现保护内部电路的作用。但是，该结构用于供电端口存在很多问题。
砷化镓二极管的正向导通电压一般为+0.8V，对于正接的二极管，如果想要在正常工作的时候不导通，需要串联多个正向二极管，否则静电保护电路便会导通，产生不必要的功耗。对于砷化镓放大器，供电端口的偏置电压一般为+1V到+10V之间，以+5V为例，需要串联至少7个二极管，大量的二极管串联极大的增加了芯片面积。另外，二极管的防静电等级与二极管的宽度成正比，对于防静电等级要求更高的设计，串联大量二极管会进一步增大芯片面积，增加成本。以上这些问题亟待解决。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其包括电源端口、射频端口，以及位于电源端口与射频端口之间的静电保护电路；所述电源端口通过电源线与射频端口连接；
所述静电保护电路包括负压静电保护电路P1、正压静电保护电路P3和正压缓冲电路P2；
其中负压静电保护电路P1一端经电源线与电源端口相连，另一端接地；
其中正压缓冲电路P2的一端经电源线与电源端口相连，另一端与正压静电保护保护电路P3的一端相连，正压静电保护保护电路P3的另一端接地。
优选的，所述负压静电保护电路由若干反接的二极管串联组成。
优选的，所述正压静电保护电路由若干正接的二极管串联组成。
进一步优选的，该静电保护电路与通过射频端口连接的射频电路集成在同一芯片上。
优选的，该静电保护电路中的所有二极管尺寸相同。
作为优选的，所述负压静电保护电路和正压静电保护电路的二极管尺寸相同。
进一步优选的，所述正压缓冲电路包括场效应管HEMT1，电容C1以及电阻R1；
其中场效应管HEMT1的漏级与电源线连接，源级与正压静电保护电路连接；
电容C1的一端及电阻R1的一端均与场效应管HEMT1的栅极连接，电容C1的另一端与电源线连接，电阻R1的另一端接地。
优选的，所述负压静电保护电路由1～2个反接的二极管串联组成。
进一步优选的，所述正压静电保护电路由2～3个正接的二极管串联组成。
有益效果：本实用新型提供的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本实用新型能够应用于不同电压等级的偏置电压端口静电防护，可以覆盖射频放大器常用的供电电压范围，极大的提高了电路的通用性和实用性；而且本实用新型提供的紧凑型放大器供电端口静电保护电路在保证性能的同时，具有结构紧凑，尺寸小的优点，极大地降低了芯片的面积，降低制造成本。
附图说明
图1为现有技术中基于二极管的静电保护电路原理图；
图2为图1的二极管静电保护电路的电流仿真图；
图3为本实用新型提供的紧凑型放大器供电端口静电保护电路的结构示意图；
图4为本实用新型提供的紧凑型放大器供电端口静电保护电路的其中一种具体实施例的电路原理示意图；
图5为图4的紧凑型放大器供电端口静电保护电路的电压仿真图；
图6为图4的紧凑型放大器供电端口静电保护电路的电流仿真图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施列对本实用新型不构成限定。
以砷化镓放大器的漏级供电端口的静电保护电路设计为例，说明本实用新型的具体方案、工作原理及有益效果。假定正常工作下，漏级电压为+5V，需要提供正压和负压两组静电防护。
传统现有技术中的二极管静电保护电路如图1所示，在需要静电保护的端口，分别正向和反向接入两组串联的二极管电路。对于负电的静电保护，二极管反向接入电路，正常工作时接入点电压等于漏级电压，二极管不导通，当负电进入端口，二极管开启，瞬时电荷通过该回路得到释放，从而保护内部电路，静电防护等级与该组串联二极管中的最小栅宽成正比。通过增加串联二极管数量，可以降低引入的等效寄生电容，因为本应用为电源端口，寄生电容影响不大，因此反向静电保护通常只串联1-2个二极管，即D1～D2，二极管的宽度由指标要求的静电保护等级而定。而对于正电的静电保护，静电保护电路需要在正电脉冲进入电路时导通，释放电荷；在正常偏压5V的时候，二极管不能导通。因为漏级电压为5V，二极管的正向导通电压为0.8V，因此二极管必须至少串联7个二极管，即D3～D9。该电路的IV曲线如图2(横坐标为电源电压，纵坐标为该电路消耗的总电流)所示，在大于5V以后，该电路二极管打开，产生直流功耗，不再适于作为静电保护电路。综上所述，该电路至少需要由9个二极管(包括反向静电保护电路中的2个和正压静电保护电路中的至少7个)组成，而如果偏置电压增大至10V，则至少需要15个二极管。对于芯片产品，面积增大意味着成本增高，也不利于系统小型化。
为了解决上述问题，本实用新型提供的紧凑型放大器供电端口静电保护电路如图4所示，包括电源端口、射频端口，以及位于电源端口与射频端口之间的静电保护电路；其中电源端口通过电源线与射频端口连接。该静电保护电路包括负压静电保护电路P1、正压静电保护电路P3和正压缓冲电路P2。
其中负压静电保护电路P1一端经电源线与电源端口相连，另一端接地。
其中正压缓冲电路P2的一端经电源线与电源端口相连，另一端与正压静电保护保护电路P3的一端相连，正压静电保护保护电路P3的另一端接地。也可以说是正压缓冲电路P2位于电源线与正压静电保护保护电路P3之间；正压静电保护电路P3一端与正压缓冲电路P2串联，另一端接地。
其中负压静电保护电路由若干反接的二极管串联组成。在本实施例中，该负压静电保护电路由1～2个反接的二极管串联组成。
其中正压静电保护电路由若干正接的二极管串联组成。在本实施例中，该正压静电保护电路由2～3个正接的二极管串联组成。
由于具有结构紧凑，尺寸小的优点，在某些优选实施例中，该静电保护电路与通过射频端口连接的射频电路集成在同一芯片上。在某些优选实施例中，该静电保护电路中的所有二极管尺寸相同。在某些优选实施例中，所述负压静电保护电路和正压静电保护电路的二极管尺寸相同。在此结构下，电路结构合理，便于元器件选型、生产和维护。
本实用新型提供的紧凑型放大器供电端口静电保护电路的其中一种具体实施例如图4所示，在该静电保护电路中，反向静电保护电路由两个串联反向二极管D10～D11组成，一端接电源线，一端接地；而正压静电保护电路由三个串联正向二极管D12～D14组成，一端接正压缓冲电路，一端接地。
在该静电保护电路中，正压缓冲电路包括场效应管HEMT1，电容C1，以及电阻R1。其中场效应管HEMT1的漏级与电源线连接，源级与正压静电保护电路连接(本实施例中场效应管HEMT1的源级与正压静电保护电路中的正向二极管D12连接)；电容C1的一端及电阻R1的一端均与场效应管HEMT1的栅极连接，电容C1的另一端与电源线连接，电阻R1的另一端接地。也即电容C1的一端与场效应管HEMT1的栅极连接，另一端与电源线连接；电阻R1的一端与场效应管HEMT1的栅极连接，另一端接地。
在如图4所示的具体实施例中，其中HEMT1尺寸为4×50um，漏级接电路电源线，栅极与R1、C1相连，源级接正向二极管；R1阻值为3000欧姆，一端接HEMT1的栅极，一端接地，对HEMT1起到高阻回路作用；C1的电容容值为2pF，一端接HEMT1的栅极，一端接电源线，起到滤波作用。正压静电保护电路中的串联二极管电路(即D12-D14)，一端接HEMT1的源级，一端接地。
对该电路进行直流仿真的结果如图5所示(横坐标为电源电压Vd，纵坐标为HEMT1的源级电压Vp):当Vd大于1V以后，随着Vd增大，场效应管源级Vp点的电压增长比较缓慢。当Vd＝10V时，Vp等于2.2V，而三级二极管串联电路的开启电压为2.4V。因此该静电保护电路对于Vd范围在1V到10V的电源偏置端口，都可以正常工作。图6的仿真结果显示(横坐标为电源电压Vd，纵坐标为该电路消耗的总电流)，该静电保护电路的功耗非常低，对于+5V供电，直流电流小于0.001A。同时当Vd＝5V时，Vp约等于1.3V，而两级二极管串联电路的开启电压为1.6V，也即当Vd＝5V时，该正压静电保护电路由2个正接的二极管串联组成即可。
由此可见，本实用新型提供的一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路将正压的静电保护电路所需的大量正接二极管数量从7个以上降低为2～3个(正压缓冲电路里增加的场效应管、电容以及电阻的尺寸远小于ESD二极管的尺寸)，可极大降低芯片的面积；同时可以完全覆盖射频放大器常用的1V到10V范围内供电电压，极大地提高了该电路的通用性和实用性。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出以上实施列对本实用新型不构成限定，相关工作人员在不偏离本实用新型技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：包括电源端口、射频端口，以及位于电源端口与射频端口之间的静电保护电路；所述电源端口通过电源线与射频端口连接；
所述静电保护电路包括负压静电保护电路P1、正压静电保护电路P3和正压缓冲电路P2；
其中负压静电保护电路P1一端经电源线与电源端口相连，另一端接地；
其中正压缓冲电路P2的一端经电源线与电源端口相连，另一端与正压静电保护保护电路P3的一端相连，正压静电保护保护电路P3的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：所述负压静电保护电路由若干反接的二极管串联组成。
3.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：所述正压静电保护电路由若干正接的二极管串联组成。
4.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：该静电保护电路与通过射频端口连接的射频电路集成在同一芯片上。
5.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：该静电保护电路中的所有二极管尺寸相同。
6.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：所述负压静电保护电路和正压静电保护电路的二极管尺寸相同。
7.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：所述正压缓冲电路包括场效应管HEMT1，电容C1以及电阻R1；
其中场效应管HEMT1的漏级与电源线连接，源级与正压静电保护电路连接；
电容C1的一端及电阻R1的一端均与场效应管HEMT1的栅极连接，电容C1的另一端与电源线连接，电阻R1的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：所述负压静电保护电路由1～2个反接的二极管串联组成。
9.根据权利要求1所述的紧凑型放大器供电端口静电保护电路，其特征在于：所述正压静电保护电路由2～3个正接的二极管串联组成。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922412269.1U CN211063338U (zh) | 2019-12-28 | 2019-12-28 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
| PCT/CN2020/115907 WO2021128975A1 (zh) | 2019-12-28 | 2020-09-17 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922412269.1U CN211063338U (zh) | 2019-12-28 | 2019-12-28 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211063338U true CN211063338U (zh) | 2020-07-21 |
Family
ID=71584115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922412269.1U Active CN211063338U (zh) | 2019-12-28 | 2019-12-28 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211063338U (zh) |
| WO (1) | WO2021128975A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021128975A1 (zh) * | 2019-12-28 | 2021-07-01 | 南京米乐为微电子科技有限公司 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302971A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Fujitsu Ltd | 電源クランプ回路及び半導体装置 |
| CN2882190Y (zh) * | 2006-02-17 | 2007-03-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种用于射频系统中的防护电路装置 |
| US8634174B2 (en) * | 2011-05-25 | 2014-01-21 | International Business Machines Corporation | Gate dielectric breakdown protection during ESD events |
| US10158029B2 (en) * | 2016-02-23 | 2018-12-18 | Analog Devices, Inc. | Apparatus and methods for robust overstress protection in compound semiconductor circuit applications |
| CN108321781A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-07-24 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种ESD保护电路及基于GaAs PHEMT工艺的集成模块 |
| CN110198029A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-03 | 上海趣致网络科技股份有限公司 | 一种芯片电源过压及反接保护电路及方法 |
| CN211063338U (zh) * | 2019-12-28 | 2020-07-21 | 南京米乐为微电子科技有限公司 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
-
2019
- 2019-12-28 CN CN201922412269.1U patent/CN211063338U/zh active Active
-
2020
- 2020-09-17 WO PCT/CN2020/115907 patent/WO2021128975A1/zh active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021128975A1 (zh) * | 2019-12-28 | 2021-07-01 | 南京米乐为微电子科技有限公司 | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021128975A1 (zh) | 2021-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100485923C (zh) | 具有将可控硅用作保护元件的静电保护电路的半导体装置 | |
| CN112740498B (zh) | 电子装置和静电放电保护电路 | |
| US6501630B1 (en) | Bi-directional ESD diode structure | |
| WO2018076794A1 (zh) | 电池管理系统的冗余备份控制电路 | |
| CN102017144A (zh) | 多电压静电放电保护 | |
| US10944255B2 (en) | Ultra low capacitance transient voltage suppressor | |
| CN101588062A (zh) | 半导体集成电路的保护电路、其驱动方法及系统 | |
| US20130003242A1 (en) | Transient voltage suppressor for multiple pin assignments | |
| CN102195280A (zh) | 静电放电保护电路和半导体设备 | |
| CN110198029A (zh) | 一种芯片电源过压及反接保护电路及方法 | |
| CN211063338U (zh) | 一种紧凑型放大器供电端口静电保护电路 | |
| US10396550B2 (en) | ESD protection charge pump active clamp for low-leakage applications | |
| US10381826B2 (en) | Integrated circuit electrostatic discharge protection | |
| CN114899809A (zh) | 端口静电释放保护电路、芯片及电子设备 | |
| CN108807374A (zh) | 一种高压双向瞬态电压抑制器 | |
| CN108400578B (zh) | 一种高压esd保护电路 | |
| CN107508254B (zh) | 一种具有快速响应过压保护功能的稳压电路 | |
| CN110311668A (zh) | 一种芯片输出管脚正向过压及反向电压保护电路及方法 | |
| CN100444377C (zh) | 用于提供半导体电路的静电放电防护电路以及方法 | |
| US11257809B2 (en) | Electrostatic discharge circuit and method for preventing malfunctioning of integrated circuit from reverse connection of power source | |
| CN209028498U (zh) | 一种低压差线性稳压器的esd保护系统 | |
| CN113852060A (zh) | 一种主动式热插拔输入保护电路 | |
| CN217607483U (zh) | Esd保护电路、mcu芯片及bms芯片 | |
| CN217239456U (zh) | 静电放电保护器件以及电子电路 | |
| CN219145258U (zh) | 一种欠压检测电路及开关电源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 211100 9 Jiangning Road, Jiangning economic and Technological Development Zone, Nanjing, China Patentee after: Nanjing Milewei Microelectronics Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 211100 9 Jiangning Road, Jiangning economic and Technological Development Zone, Nanjing, China Patentee before: NANJING MILEWEI Corp. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |