[发明专利]一种数字信号隔离器

权利要求书

1.一种数字信号隔离器，其特征在于，该数字信号隔离器包括：编码单元、CMOS微变压器单元组和解码单元；

所述编码单元，用于对输入信号进行边沿检测，从输入信号中提取经过滤波整形信号的边沿信息，并将所提取的边沿信息转化成编码脉冲信号；

所述CMOS微变压器单元组，用于对所述编码脉冲信号进行耦合传输；其中，所述CMOS微变压器单元组中包括至少两个级联的CMOS微变压器单元，各个CMOS微变压器单元之间通过键合丝连接；所述CMOS微变压器单元组中的第一个CMOS微变压器单元的一端与所述编码单元的输出端口连接，所述CMOS微变压器单元组中的最后一个CMOS微变压器单元的一端与所述解码单元的输入端口连接；

所述解码单元，用于对耦合后的信号进行解码。

2.根据权利要求1所述的数字信号隔离器，其特征在于，所述编码单元包括：上升沿检测单元和下降沿检测单元；

所述上升沿检测单元，用于对输入信号进行上升沿检测，形成上升沿编码脉冲信号；

所述下降沿检测单元，用于对输入信号进行下降沿检测，形成下降沿编码脉冲信号；其中，所述上升沿编码脉冲信号与下降沿编码脉冲信号形状相同，极性相反。

3.根据权利要求2所述的数字信号隔离器，其特征在于，所述CMOS微变压器单元包括：初级线圈层、次级线圈层和隔离层；

所述初级线圈层中设置有两个初级线圈；

所述次级线圈层中设置有两个次级线圈；

所述隔离层设置在所述初级线圈层之上，所述次级线圈层设置在所述隔离层之上。

4.根据权利要求3所述的数字信号隔离器，其特征在于，所述CMOS微变压器单元包括至少三层金属层；

所述初级线圈层采用最底层的金属层制成；

所述次级线圈层采用最高层的金属层制成；

所述隔离层设置在所述最底层的金属层和所述最高层的金属层之间。

5.根据权利要求4所述的数字信号隔离器，其特征在于，所述CMOS微变压器单元包括五层金属层；

所述初级线圈层采用最底层的第一金属层M1制成；所述次级线圈层采用最高层的第五金属层M5制成；

所述初级线圈和次级线圈为平面螺旋圆形线圈、螺旋形线圈、八边形线圈或长方形线圈，并在垂直方向进行对齐；

所述隔离层为设置在位于所述M1和M5之间的第二金属层M2、第三金属层M3和第四金属层M4之间的绝缘层。

6.根据权利要求3或4所述的数字信号隔离器，其特征在于：

所述编码单元和所述CMOS微变压器单元组中的第一个CMOS微变压器单元封装在编码芯片中；

所述解码单元和所述CMOS微变压器单元组中的最后一个CMOS微变压器单元封装在解码芯片中。

7.根据权利要求6所述的数字信号隔离器，其特征在于：

所述编码芯片的底层为硅衬底，所述硅衬底的上表面设置有编码单元，所述编码单元之上设置有CMOS微变压器单元的初级线圈层，所述初级线圈层之上设置有隔离层，所述隔离层之上设置有次级线圈层；所述编码芯片中的初级线圈层中的两个初级线圈分别与所述编码单元中的上升沿检测单元和下降沿检测单元的输出端口连接；

所述解码芯片的底层为硅衬底，所述硅衬底的上表面设置有解码单元，所述解码单元之上设置有CMOS微变压器单元的初级线圈层，所述初级线圈层之上设置有隔离层，所述隔离层之上设置有次级线圈层；所述解码芯片中的初级线圈层中的两个初级线圈分别与所述解码单元的输入端口连接；

所述解码芯片中的次级线圈层中的两个次级线圈分别与所述编码芯片中的次级线圈层中的两个次级线圈通过键合丝连接。

8.根据权利要求7所述的数字信号隔离器，其特征在于，所述解码单元中包括：RS触发器；

所述解码芯片中的初级线圈层中的两个初级线圈分别与所述RS触发器的R端和S端连接，使得所述RS触发器的R端由上升沿编码耦合信号控制，所述RS触发器的S端由下降沿编码耦合信号控制。

9.根据权利要求3所述的数字信号隔离器，其特征在于：

所述初级线圈层和次级线圈层中的导体材料为铝或铜；所述隔离层为金属层间绝缘介质。

10.根据权利要求9所述的数字信号隔离器，其特征在于：

所述金属层间绝缘介质为二氧化硅或氮化硅的混合物。