專利名稱：一種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有源低壓降反向電壓保護電路，特別涉及一種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路。
背景技術(shù)：
霍爾傳感器應用時可能會遇到電源電壓反向的情況，若缺少反向保護電路，芯片會流入很大的電流將其燒毀。為了保護霍爾傳感器不被反向電壓損壞，通常會在電源到地的通路上串聯(lián)一個二極管10來進行保護。最開始，反向保護二極管作為外圍器件來實現(xiàn)，如圖I所示。之后，為了降低應用成本，反向保護二極管被集成到IC內(nèi)部，如圖2所示，其包括內(nèi)置反向保護二極管D1，穩(wěn)壓器20，遲滯比較器30和功率輸出級40等幾個部分。反向保護二極管可以有效的防止反向電壓損壞霍爾傳感器，但是當輸入電源電壓為正電壓，霍爾傳感器正常工作時，反向保護二極管上會產(chǎn)生一個正向?qū)▔航?，約O. 7V，這將制約霍爾傳感器的最低工作電壓，影響其應用范圍。因此，特別需要一種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，已解決上述現(xiàn)有存在的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，針對上述現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺陷，可以將正向?qū)▔航禍p小至10mV，大幅優(yōu)化了霍爾傳感器的最低工作電壓。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，其特征在于，它包括一有源低壓降反向保護單元、一穩(wěn)壓單元、一比較單元及一功率輸出單元；所述有源低壓降反向保護單元的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護單元的輸出端依次連接所述穩(wěn)壓單元、比較單元和功率輸出單元。在本實用新型的一個實施例中，所述有源低壓降反向保護單元包括一晶體管M3及一根據(jù)電源電壓的正負值來控制晶體管M3工作狀態(tài)的控制電路，晶體管M3的Drain端連接電源Vin,晶體管M3的Gate端連接所述控制電路，晶體管M3的Source端連接所述穩(wěn)壓單元的輸入端。進一步，所述控制電路包括晶體管Ml、晶體管M2和齊納_■極管Dl ;晶體管Ml的Drain端連接電源Vin,晶體管Ml的Gate端和晶體管Ml的Souce端互相連接并與齊納二極管Dl的負端連接，晶體管M2的Drain端連接齊納二極管Dl的正端，晶體管M2的Gate端和晶體管M2的Source端互相連接并接地，齊納二極管Dl的正端與晶體管M3的Gate端互相連接。[0010]進一步，晶體管M3是PMOS晶體管。在本實用新型的一個實施例中，晶體管Ml是PMOS晶體管，晶體管M2是耗盡型NMOS晶體管。本實用新型的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，當Vin端輸入電壓為正電壓，霍爾傳感器正常工作時，導通壓降低于IOmV;當霍爾傳感器遇到反向輸入電壓時，在50V負電壓下，電流小于1mA，可以將正向?qū)▔航禍p小至10mV，大幅優(yōu)化了霍爾傳感器的最低工作電壓，有效提供反向電壓保護，實現(xiàn)本實用新型的目的。本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

圖I為現(xiàn)有的外接二極管進行反向保護的霍爾傳感器的電路原理圖；圖2為傳統(tǒng)的內(nèi)置反向保護二極管的霍爾傳感器集成電路的電路原理圖；圖3為本實用新型的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路的電路原理圖；圖4為本實用新型的有源低壓降反向電壓保護裝置與傳統(tǒng)的內(nèi)置反向保護二極管的電路結(jié)構(gòu)的電壓降仿真波形對比的示意圖；圖5為反向電壓情況時的本實用新型的電流仿真波形與無反向保護電路的波形對比的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖3所示，本實用新型的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，它包括一有源低壓降反向保護單元100、一穩(wěn)壓單元200、一比較單元300及一功率輸出單元400 ;所述有源低壓降反向保護單元100的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護單元100的輸出端依次連接所述穩(wěn)壓單元200、比較單元300和功率輸出單元400。在本實用新型中，所述有源低壓降反向保護單元100包括一晶體管M3及一根據(jù)電源電壓的正負值來控制晶體管M3工作狀態(tài)的控制電路110，晶體管M3的Drain端連接電源Vin,晶體管M3的Gate端連接所述控制電路110,晶體管M3的Source端連接所述穩(wěn)壓單元200的輸入端。所述控制電路110包括晶體管Ml、晶體管M2和齊納二極管Dl ;晶體管Ml的Drain端連接電源Vin,晶體管Ml的Gate端和晶體管Ml的Souce端互相連接并與齊納二極管Dl的負端連接，晶體管M2的Drain端連接齊納二極管Dl的正端，晶體管M2的Gate端和晶體管M2的Source端互相連接并接地，齊納二極管Dl的正端與晶體管M3的Gate端互相連接。電源Vin的電壓為正電壓時，晶體管M3處于線性區(qū)，并且導通壓降很低，相當于一個閉合的開關(guān)；電源Vin的電壓為負電壓時，晶體管M3處于截止區(qū)，相當于一個打開的開關(guān)，從而起到保護內(nèi)部電路的作用。在本實用新型中，晶體管Ml是PMOS晶體管，晶體管M2是耗盡型NMOS晶體管，晶體管M3是PMOS晶體管。工作時，輸入電源Vin的電壓為正電壓時，晶體管Ml的柵漏端PN結(jié)正向?qū)ǎR納二極管Dl反向偏置，晶體管M2為晶體管Ml和齊納二極管Dl提供直流通路，確保晶體管M3工作在線性區(qū)。此時晶體管M3的漏源端壓降如下式所示Vdson = Rdson* Idd上式中Rdsm為晶體管M3的導通電阻，Idd為霍爾傳感器的靜態(tài)電流。晶體管M3的導通電阻Rdsm如下式所示
權(quán)利要求1.一種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，其特征在于，它包括一有源低壓降反向保護單元、一穩(wěn)壓單元、一比較單元及一功率輸出單元；所述有源低壓降反向保護單元的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護單元的輸出端依次連接所述穩(wěn)壓單元、比較單元和功率輸出單元。
2.如權(quán)利要求I所述的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，其特征在于，所述有源低壓降反向保護單元包括一晶體管M3及一根據(jù)電源電壓的正負值來控制晶體管M3工作狀態(tài)的控制電路，晶體管M3的Drain端連接電源Vin，晶體管M3的Gate端連接所述控制電路,晶體管M3的Source端連接所述穩(wěn)壓單元的輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，其特征在于，所述控制電路包括晶體管Ml、晶體管M2和齊納二極管Dl ；晶體管Ml的Drain端連接電源Vin,晶體管Ml的Gate端和晶體管Ml的Souce端互相連接并與齊納二極管Dl的負端連接，晶體管M2的Drain端連接齊納二極管Dl的正端，晶體管M2的Gate端和晶體管M2的Source端互相連接并接地，齊納二極管Dl的正端與晶體管M3的Gate端互相連接。
4.如權(quán)利要求2所述的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，其特征在于，晶體管M3是PMOS晶體管。
5.如權(quán)利要求3所述的適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，其特征在于，晶體管Ml是PMOS晶體管，晶體管M2是耗盡型NMOS晶體管。
專利摘要本實用新型的目的在于公開一種適用于霍爾傳感器集成電路的有源低壓降反向電壓保護電路，它包括一有源低壓降反向保護單元、一穩(wěn)壓單元、一比較單元及一功率輸出單元；所述有源低壓降反向保護單元的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護單元的輸出端依次連接所述穩(wěn)壓單元、比較單元和功率輸出單元；與現(xiàn)有的技術(shù)相比，當Vin端輸入電壓為正電壓，霍爾傳感器正常工作時，導通壓降低于10mV；當霍爾傳感器遇到反向輸入電壓時，在50V負電壓下，電流小于1mA，可以將正向?qū)▔航禍p小至10mV，大幅優(yōu)化了霍爾傳感器的最低工作電壓，有效提供反向電壓保護，實現(xiàn)本實用新型的目的。
文檔編號G05F1/569GK202735884SQ20122024182
公開日2013年2月13日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者彭卓, 陳忠志, 賈曉欽 申請人:上海騰怡半導體有限公司