[发明专利]在保险/容限操作期间产生偏压以保护输入/输出电路

说明书

技术领域

本公开一般地涉及输入/输出电路，更具体地说，涉及在保险操作和容限操作期间产生偏压以保护输入/输出(IO)电路的系统、装置和方法。

背景技术

集成电路(IC)可以包括在与另一构成部分不同的电压下工作的构成部分。工作在不同电压下的构成部分之间的接口可能要求包括有源元件(例如，金属氧化物半导体(MOS)晶体管)的缓冲器电路，其中有源元件在比其终端上的电压低的电压(例如，1.8V)下工作。

图1示出了缓冲器电路的输出级100的示意图。输出级100可以包括p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管M1 102和n沟道MOS(NMOS)晶体管M2 104。M1 102的源极(S)终端可以连接到电源电压V_DDIO 106，并且M2 104的源极(S)终端可以连接到电源电压V_SS 110。晶体管(M1 102和M2 104)的体(B)终端可以与其源极(S)终端短接，以将晶体管(M1 102和M2 104)的体(B)终端也分别连接到V_DDIO 106和V_SS 110。M1 102和M2 104的漏极(D)终端可以彼此相连，如图1所示。

来自IC的输入/输出(IO)垫108的外部电压可以供应到M1 102和M2 104的漏极(D)终端的每一个。晶体管(M1 102和M2 104)的栅极(G)终端可以由从缓冲器电路的控制电路产生的控制信号(CTRL1 112和CTRL2 114)驱动。当IO垫108电压(例如，3.465V)高于电源电压V_DDIO 106(例如，1.8V、2.5V)时，图1中示出的与M1 102相关联的寄生二极管D1 116可以接通，导致在IO垫108电压和电源电压V_DDIO 106之间形成直接通路。D1116的接通可以导致大电流的导通，这又引起大漏泄电流流动。图1还示出了与M2 104相关联的寄生二极管D2 118。

IO垫108电压的高值因而会威胁缓冲器电路的可靠性。

发明内容

这里公开了在保险操作和容限操作期间产生偏压以保护输入/输出(IO)电路的系统、装置和方法。

在一个方面，一种方法包括：从电源电压可控地产生第一偏压，以在将与IO垫接口的集成电路(IC)的输入/输出(IO)核器件的一个或多个构成有源电路元件的工作电压的上容限值内；以及从通过IO垫提供的外部电压可控地产生第二偏压，以在将与IO垫接口的IO核器件的一个或多个构成有源电路元件的工作电压的上容限值内。所述方法还包括可控地使用由IO核产生的控制信号，以在驱动器操作模式期间从第一偏压得到输出偏压，或者在保险操作模式和容限操作模式期间从第二偏压得到输出偏压。

在驱动器操作模式期间，通过IO垫提供的外部电压在零至电源电压的值之间变化。在保险操作模式期间电源电压为零，并且在容限操作模式期间，通过IO垫提供的外部电压增加到高于电源电压的值。

在另一方面，一种偏压产生电路包括复用器块，复用器块被配置成：接收从电源电压可控产生的在将与IO垫接口的IC的IO核器件的一个或多个构成有源电路元件的工作电压的上容限值内的第一偏压；以及接收从通过IO垫提供的外部电压可控产生的在将与IO垫接口的IO核器件的一个或多个构成有源电路元件的工作电压的上容限值内的第二偏压。复用器块还被配置成通过对由IO核产生的控制信号的可控使用，从在驱动器操作模式期间的第一偏压或在保险操作模式和容限操作模式期间的第二偏压中得到输出偏压。

在驱动器操作模式期间，通过IO垫提供的外部电压在零至电源电压的值之间变化。在保险操作模式期间电源电压为零，并且在容限操作模式期间，通过IO垫提供的外部电压增加到高于电源电压的值。

在又一实施例中，一种输入/输出(IO)电路包括：IO核端块，用以产生控制信号，驱动器块，用以驱动一个或多个外部有源电路元件，与所述驱动器块接口的IO垫，以及偏压产生电路。IO核端块包括一个或多个构成有源电路元件，所述一个或多个构成有源电路元件具有其工作电压的上容限值。偏压产生电路被配置成接收电源电压，接收通过IO垫提供的外部电压，以及在IO核端块的一个或多个构成有源电路元件的工作电压的上容限值内产生输出偏压。