[实用新型]一种单电源供电的双极性输入过压钳位及ESD保护电路

说明书

本实用新型公开了一种单电源供电的双极性输入过压钳位及ESD保护电路，包括ESD防护模块、限流电阻以及双向背靠背二极管等，NMOS管的栅极通过电阻R1接地GND；NMOS管的源极接地GND；NMOS管的漏极作为保护电路的电压输入端V_IN，并连接限流电阻R_LIM的一端，限流电阻R_LIM的另一端连接二极管DIODE_N的负极和二极管DIODE_P的正极，并作为保护电路的电压输出端V_OUT，二极管DIODE_N的正极接地GND；二极管DIODE_P的负极接电源VDD。针对数据采集系统中可能出现的异常输入电压，设计一种简洁高效的输入保护电路，兼顾过压钳位保护和ESD保护，实现对于正向或异常输入电压的钳位及电流限制，以保护内部CMOS器件的安全工作。

技术领域

本实用新型属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种单电源供电的双极性输入过压钳位及ESD保护电路。

背景技术

ADC数据采集被广泛应用于物联网等多种场景下，而对ADC输入端，由于前端电路突发故障等因素，可能导致ADC输入信号异常波动，甚至于超出 ADC器件的采集工作范围；因此需对ADC器件的输入端口增加过压限流以及 ESD等保护电路，以确保ADC器件的安全工作。另一方面，实际应用中需要ADC器件采用尽可能简单的供电方案以简化整体系统结构，而异常输入信号往往会超过ADC器件的供电电压范围，因此ADC器件输入端需要在尽可能简单的供电方案下提供更大的过压保护范围，特别是需要在单电源供电条件下将正向或负向的异常电压钳位在器件的安全工作范围内。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：为了在相应应用场景中为ADC芯片输入端提供有效的过压保护功能，本实用新型提供了一种单电源供电的双极性输入过压钳位及ESD保护电路，本实用新型基于单电源供电系统，提出一种简洁高效的输入保护电路，兼顾过压钳位保护和ESD保护，应用于量化多类型传感器模拟输出数据的ADC电路中，实现对于正向或异常输入电压的钳位及电流限制，以保护内部CMOS器件的安全工作。

本实用新型通过如下技术方案予以实现：一种单电源供电的双极性输入过压钳位及ESD保护电路，其特征在于包括：ESD防护模块、限流电阻、双向背靠背二极管；

ESD防护模块由NMOS管和电阻R1构成；双向背靠背二极管，包括：二极管DIODE_N和二极管DIODE_P；

NMOS管的栅极通过电阻R1接地GND；NMOS管的源极接地GND；NMOS 管的漏极作为保护电路的电压输入端V_IN，并连接限流电阻R_LIM的一端，限流电阻R_LIM的另一端连接二极管DIODE_N的负极和二极管DIODE_P的正极，并作为保护电路的电压输出端V_OUT，二极管DIODE_N的正极接地GND；二极管 DIODE_P的负极接电源VDD。

NMOS管为HV-ggNMOS即栅极接地的高压NMOS管，当VDD为4.5V ～5.5V时，NMOS管的漏极V_IN端能够承受不超过20V的输入电压。

NMOS管为HV-ggNMOS，当HV-ggNMOS的栅漏寄生电容在100fF～1pF 时，电阻R1取值为10kΩ～20kΩ。

限流电阻R_LIM取值为10kΩ～15kΩ。

二极管DIODE_N的最大整流电流为0.5mA～2mA。

二极管DIODE_N的最大整流电流为0.5mA～2mA。