[发明专利]反接保护电路、H桥输出驱动芯片及该驱动芯片的应用

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，具体地说，涉及一种反接保护电路、H桥输出驱动芯片及该驱动芯片的应用。该反接保护电路用于设于芯片供电端与公共电源端之间，芯片供电端通过一输出NMOS管向公共电源端提供电压，芯片供电端还通过一齐纳二极管或一阻值足够大的电阻接入输出NMOS管的栅极；输出NMOS管的栅极还通过一控制PMOS管接入一升压输出端，升压输出端所提供的电压大于芯片供电端所提供的电压，控制PMOS管的栅极接入公共电源端。该H桥输出驱动芯片包括上述的反接保护电路。本发明能够较佳提升驱动芯片的可靠性且能够较佳地降低制作成本。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体地说，涉及一种反接保护电路、H桥输出驱动芯片及该驱动芯片的应用。

背景技术

在风扇驱动，电机驱动等应用场合，经常会采用H桥结构作为输出驱动电路。传统的H桥结构一般采用上面两个是PMOS管，下面两个是NMOS管，如图1所示，T1和T3是PMOS管，T2和T4为NMOS管。该种结构中，由于空穴的迁移率比电子迁移率要低，因此需要将T1和T3的面积提升至T2和T4面积的2～3倍左右，而这就大大增加了驱动芯片本身的面积。尤其在对于大功率驱动芯片而言，驱动芯片的面积主要是由输出管决定，因此只要降低输出管的面积就能够使得驱动芯片的面积大大降低，从而使得驱动芯片的制作成本能够更低进而具有较高的竞争力。

另一方面，由于集成电路芯片在使用过程中，时常会发生电源和地接反的情况。尤其是采用了H桥的输出结构中，在出现电源反接时，会在输出结构中流过很大的电流，从而可能导致芯片的烧毁。基于此，是有必要在芯片内部设计一个反接保护电路的。现有H桥反接保护电路一般采用以下两种方式加以实现：1、在芯片公共接地端和集成电路的接地端之间加入一个有源反接保护电路，该有源反接保护电路通常主要由一NMOS管和相应的栅压产生电路构成；2、在芯片公共电源端和集成电路的电源端之间加入一个有源反接保护电路，该有源反接保护电路通常主要由一PMOS管和相应的栅压产生电路构成。但是，在采用上述第“1”种反接保护形式时，会在芯片内部电路的公共接地端产生较多的噪声，这就会导致芯片性能的下降；而采用上述第“2”种反接保护形式时，由于空穴的迁移率比较低，一般需要采用面积非常大的一个PMOS管来实现反接保护功能，而这就又会导致整个芯片面积的增加，进而增加了制作成本。

发明内容

本发明提供了一种反接保护电路，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的反接保护电路，该反接保护电路设于芯片供电端与公共电源端之间，芯片供电端通过一输出NMOS管向公共电源端提供电压，芯片供电端还通过一齐纳二极管或一阻值足够大的电阻接入输出NMOS管的栅极；输出NMOS管的栅极还通过一控制PMOS管接入一升压输出端，升压输出端所提供的电压大于芯片供电端所提供的电压，控制PMOS管的栅极接入公共电源端。

本发明的反接保护电路中，在采用齐纳二极管将芯片供电端接入输出NMOS管的栅极且当其处与正常工作状态(未被反接)时，齐纳二极管正向导通从而控制输出NMOS管开启，此时输出NMOS管的栅电压为芯片供电端处的电压减去齐纳二极管的压降、公共电源端处的电压为芯片供电端处的电压减去齐纳二极管的压降再减去输出NMOS管的开启电压；于此同时，又由于升压输出端所提供的电压大于芯片供电端所提供的电压，故控制PMOS管导通从而将升压输出端接入输出NMOS管的栅极，且齐纳二极管会处于关断状态，这就使得公共电源端处的电压能够基本等于芯片供电端处的电压；通过该种设计，使得本发明的反接电路不会造成公共电源端处的电压降低。

本发明的反接保护电路中，在采用阻值足够大的电阻将芯片供电端接入输出NMOS管的栅极且当其处与正常工作状态(未被反接)时，虽然升压输出端处的电流会经该阻值足够大的电阻流入芯片供电端，从而从而导致升压输出端处的电压降低，但是该阻值足够大的电阻由于其阻值够大因此该电流可以忽略，对升压电路的输出电压影响也可以忽略，而且相比于采用齐纳二极管能够大幅降低本发明的反接保护电路的制造成本。