[实用新型]具有静电放电保护功能的功率芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，尤其涉及一种具有静电放电保护功能的大功率芯片。

背景技术

静电（static electricity），是一种处于静止状态的电荷。静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的，也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成，具体说就是因为物质都由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的原子核。一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等，正负平衡，所以不显电性。但是如果电子受外力而脱离轨道，造成不平衡电子分布，比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。在日常生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。当带有静电的物体接触到芯片的金属引脚（pin）时所产生的瞬时高压放电，会经由金属引脚而损害功率芯片的内部电路，即所谓静电放电（Electro-Static discharge，ESD）所造成的损害。一般关于ESD防护主要是针对功率芯片，因为其他的ESD防护都是通用电路。ESD电路能流过大电流（2安培），人体模型的电流大概为1.67安培，流过1.67安培的电流，对于一般的具有ESD电路的I/O是不会烧掉的。然而功率芯片由于体积大，阻抗低，静电流过时，通常会忽略ESD电路而直接流过功率管，从而对功率芯片造成损害。

目前防止功率芯片受到静电损害的方式有两种：一、通过扩大功率管面积的方式抵御ESD的冲击，需要重新加工功率芯片，成本高；二、通过加入可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier，SCR，是一种四层结构（PNPN）的大功率半导体器件)控制静电，可控硅整流器具有正反馈，当存在ESD的冲击时首先会把自己的阻抗变的很低，但是可控硅整流器存在不稳定性，不易控制。如果正常工作时突然被触发将会把功率芯片的电给卸掉，需要经过大量实验、长时间的调试才能应用于功率芯片中，且成本高。

发明内容

本实用新型为解决现有抵御ESD冲击的功率芯片存在成本高、且存在不稳定的问题，从而提供具有静电放电保护功能的功率芯片的技术方案。

实用新型所述具有静电放电保护功能的功率芯片，包括：控制器、开关组件和第一静电放电检测电路，所述开关组件包括高电平控制管和低电平控制管；

功率电源为所述控制器、所述开关组件和所述第一静电放电检测电路供电；所述控制器和所述低电平控制管的输入端接电源地；所述控制器连接所述高电平控制管的控制端和所述低电平控制管的控制端，所述高电平控制管的输出端并联所述低电平控制管的输出端作为所述功率芯片的输出端，所述高电平控制管的输入端接功率电源，所述第一静电放电检测电路的静电信号输入端连接所述功率电源；所述第一静电放电检测电路的静电信号输出端连接所述控制器。

优选的，所述高电平控制管为PMOS管，所述PMOS管的栅极连接所述控制器，所述PMOS管的源极连接所述功率电源，所述PMOS管的漏极连接所述低电平控制管的输出端。

优选的，所述低电平控制管为NMOS管，所述NMOS管的源极接电源地，所述NMOS管的栅极连接所述控制器，所述NMOS管的漏极连接所述PMOS管的漏极。

优选的，所述PMOS管的源极与漏极之间并联一第一寄生二极管；

所述第一寄生二极管的正极连接所述PMOS管的漏极，所述第一寄生二极管的负极连接所述PMOS管的源极。

优选的，所述NMOS管的源极与漏极之间并联一第二寄生二极管；

所述第二寄生二极管的正极连接所述NMOS管的源极，所述第二寄生二极管的负极连接所述NMOS管的漏极。

优选的，还包括：第二静电放电检测电路；

所述第二静电放电检测电路的静电信号输入端连接所述功率芯片的输出端；

所述第二静电放电检测电路的静电信号输出端连接所述控制器。

优选的，所述第一静电放电检测电路包括：电容、电阻和缓冲器；

所述电容的一端作为所述第一静电放电检测电路的静电信号输入端；

所述电容的另一端同时连接所述电阻的一端和所述缓冲器输入端；

所述电阻的另一端接电源地；

所述缓存器的输出端作为所述第一静电放电检测电路的静电信号输出端。

优选的，所述第二静电放电检测电路包括：电容、电阻和缓冲器；

所述电容的一端作为所述第二静电放电检测电路的静电信号输入端；