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(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明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(hù)裝置，它包括一有源低壓降反向保護(hù)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(hù)單元的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護(hù)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(dāng)Vin端輸入電壓為正電壓，霍爾傳感器正常工作時(shí)，導(dǎo)通壓降低于10mV；當(dāng)霍爾傳感器遇到反向輸入電壓時(shí)，在50V負(fù)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(hù)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
【專利說明】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(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有源低壓降反向電壓保護(hù)裝置，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(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]霍爾傳感器應(yīng)用時(shí)可能會(huì)遇到電源電壓反向的情況，若缺少反向保護(hù)電路，芯片會(huì)流入很大的電流將其燒毀。為了保護(hù)霍爾傳感器不被反向電壓損壞，通常會(huì)在電源到地的通路上串聯(lián)一個(gè)二極管10來進(jìn)行保護(hù)。最開始，反向保護(hù)二極管作為外圍器件來實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。
[0003]之后，為了降低應(yīng)用成本，反向保護(hù)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(hù)二極管D1，穩(wěn)壓器20，遲滯比較器30和功率輸出級(jí)40等幾個(gè)部分。反向保護(hù)二極管可以有效的防止反向電壓損壞霍爾傳感器，但是當(dāng)輸入電源電壓為正電壓，霍爾傳感器正常工作時(shí)，反向保護(hù)二極管上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正向?qū)▔航?，約0.7V，這將制約霍爾傳感器的最低工作電壓，影響其應(yīng)用范圍。
[0004]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(hù)裝置，已解決上述現(xiàn)有存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明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反向電壓保護(hù)裝置，針對(duì)上述現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺陷，可以將正向?qū)ń禍p小至10mV，大幅優(yōu)化了霍爾傳感器的最低工作電壓。
[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—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(hù)裝置，其特征在于，它包括一有源低壓降反向保護(hù)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(hù)單元的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護(hù)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。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述有源低壓降反向保護(hù)單元包括一晶體管M3及一根據(jù)電源電壓的正負(fù)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。
[0009]進(jìn)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(fù)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]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，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。
[0011]本發(fā)明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(hù)裝置，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，當(dāng)Vin端輸入電壓為正電壓，霍爾傳感器正常工作時(shí)，導(dǎo)通壓降低于IOmV;當(dāng)霍爾傳感器遇到反向輸入電壓時(shí)，在50負(fù)電壓下，電流小于1mA，可以將正向?qū)▔航禍p小至10mV，大幅優(yōu)了霍爾傳感器的最低工作電壓，有效提供反向電壓保護(hù)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0012]本發(fā)明的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有的外接二極管進(jìn)行反向保護(hù)的霍爾傳感器的電路原理圖；
[0014]圖2為傳統(tǒng)的內(nèi)置反向保護(hù)二極管的霍爾傳感器集成電路的電路原理圖；
[0015]圖3為本發(fā)明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(hù)裝置的電路原理圖；
[0016]圖4為本發(fā)明的有源低壓降反向電壓保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的內(nèi)置反向保護(hù)二極管的電路結(jié)構(gòu)的電壓降仿真波形對(duì)比的示意圖；
[0017]圖5為反向電壓情況時(shí)的本發(fā)明的電流仿真波形與無反向保護(hù)電路的波形對(duì)比的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]如圖3所示，本發(fā)明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(hù)裝置，它包括一有源低壓降反向保護(hù)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(hù)單元I的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護(hù)單元100的輸出端依次接所述穩(wěn)壓單元200、比較單元300和功率輸出單元400。
[0020]在本發(fā)明中，所述有源低壓降反向保護(hù)單元100包括一晶體管M3及一根據(jù)電源電壓的正負(fù)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。
[0021]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(fù)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。
[0022]電源Vin的電壓為正電壓時(shí)，晶體管M3處于線性區(qū)，并且導(dǎo)通壓降很低，相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)；電源Vin的電壓為負(fù)電壓時(shí)，晶體管M3處于截止區(qū)，相當(dāng)于一個(gè)打開的開關(guān)，從而起到保護(hù)內(nèi)部電路的作用。
[0023]在本發(fā)明中，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。[0024]工作時(shí)，輸入電源Vin的電壓為正電壓時(shí)，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(shí)晶體管M3的漏源端壓降如下式所示:
[0025]Vdson = Rdson* Idd
[0026]上式中Rdsm為晶體管M3的導(dǎo)通電阻，Idd為霍爾傳感器的靜態(tài)電流。
[0027]晶體管M3的導(dǎo)通電阻Rdsm如下式所示

[0028]
【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(hù)裝置，其特征在于，它包括一有源低壓降反向保護(hù)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(hù)單元的輸入端連接電源Vin，所述有源低壓降反向保護(hù)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1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(hù)裝置，其特征在于，所述有源低壓降反向保護(hù)單元包括一晶體管M3及一根據(jù)電源電壓的正負(fù)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(hù)裝置，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(fù)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或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(hù)裝置，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，晶體管M3是PMOS晶體管。
【文檔編號(hào)】H02H11/00GK103427396SQ201210167654
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】陳宏冰, 陳忠志, 曾珂 申請(qǐng)人:上海騰怡半導(dǎo)體有限公司