[发明专利]高速宽动态范围输入结构

权利要求书

1.一种用于响应于输入电压生成输出电压的输入保护电路，其特征在于，包括：

第一共源共栅开关，所述第一共源共栅开关用于在输入电压偏移低于指定的电压操作范围时限制所述输出电压，所述第一共源共栅开关包括高压PMOS场效应晶体管(PMOSFET)，所述高压PMOSFET具有控制电极、跨第一齐纳二极管连接到所述控制电极的第一载流电极和被连接以接收输入电压的第二载流电极；

阻断场效应晶体管(FET)，所述阻断FET具有连接到供电电压的控制电极、跨第二齐纳二极管连接到所述供电电压的第一载流电极和连接到所述高压PMOSFET的所述控制电极的第二载流电极；

第二共源共栅开关，所述第二共源共栅开关用于在输入电压偏移高于所述指定的电压操作范围时限制所述输出电压，所述第二共源共栅开关包括高压NMOS场效应晶体管(NMOSFET)，所述高压NMOSFET具有连接到所述供电电压的控制电极、提供所述输出电压并且跨第三齐纳二极管连接到所述控制电极的第一载流电极和连接到源极跟随器节点的第二载流电极；以及

电平移位器电路，所述电平移位器电路连接在所述高压PMOSFET的所述第一载流电极与所述源极跟随器节点之间。

2.根据权利要求1所述的输入保护电路，其特征在于，所述电平移位器电路包括具有连接到所述高压PMOSFET的所述第一载流电极的控制电极的晶体管、跨第四齐纳二极管连接到所述晶体管的所述控制电极的包括所述源极跟随器节点的第一载流电极和通过二极管耦合到所述供电电压的第二载流电极。

3.根据权利要求2所述的输入保护电路，其特征在于，所述高压PMOSFET、所述阻断FET、所述高压NMOSFET和所述晶体管中的每一个通过电流源电路分别连接到第二供电电压。

4.根据权利要求2所述的输入保护电路，其特征在于，所述晶体管包括NMOS场效应晶体管(NMOSFET)。

5.根据权利要求4所述的输入保护电路，其特征在于，所述二极管具有连接到所述NMOSFET的所述第二载流电极的阴极和通过电阻器连接到所述供电电压的阳极。

6.根据权利要求1所述的输入保护电路，其特征在于，所述高压PMOSFET被连接以防止显著超过所述高压PMOSFET的栅极氧化物击穿电压的负输入电压偏移。

7.根据权利要求6所述的输入保护电路，其特征在于，所述负输入电压偏移是比所述供电电压低至少所述第一齐纳二极管的反向偏置电压的电压。

8.一种用于保护电路输入免受电压输入处的输入电压波动的影响的方法，其特征在于，包括：

通过保护电路中的信号路径将所述电压输入连接到所述电路输入，所述保护电路包括第一共源共栅开关、电平移位器和串联连接在所述电压输入与所述电路输入之间的第二共源共栅开关；以及

当所述电压输入处的所述输入电压在所述保护电路的指定线性操作电压范围内时，由所述保护电路在所述电路输入处生成输出电压，所述输出电压是低于所述输入电压的阈值电压；

其中所述第一共源共栅开关连接在第一电流源与连接到供电电压的阻断场效应晶体管之间，以便当所述电压输入处的所述输入电压低于所述保护电路的指定线性操作电压范围时，在所述电路输入处提供负电压偏移保护，

其中所述第二共源共栅开关连接在第二电流源与所述供电电压之间连接，以便当所述电压输入处的所述输入电压高于所述保护电路的所述指定线性操作电压范围时，在所述电路输入处提供正电压偏移保护，并且

其中所述电平移位器连接在第三电流源与连接到所述供电电压的电阻器电路之间，以便作为具有阈值电压降V_TH的源极跟随器操作。