苏州明彰半导体技术有限公司杨诚获国家专利权
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龙图腾网获悉苏州明彰半导体技术有限公司申请的专利应用于数据传输芯片的高压保护电路获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120016421B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510483165.7,技术领域涉及:H02H9/04;该发明授权应用于数据传输芯片的高压保护电路是由杨诚;马波设计研发完成,并于2025-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本应用于数据传输芯片的高压保护电路在说明书摘要公布了:本发明公开了一种应用于数据传输芯片的高压保护电路,通过输出驱动器保护电路和取最大值保护电路的协同设计实现多级防护与动态偏置。输出驱动器保护电路采用差分输入管与两级串联的CMOS高压保护对管,通过分级分压降低短沟道晶体管的漏端电压应力,使其在3.3V电源下安全工作。取最大值保护电路通过比较模拟电源电压和输出共模电压,动态选择最高电位为低阈值晶体管衬底提供偏置,避免衬底电压异常导致的性能劣化。特别设计的尾电流管与控制信号联动,在芯片启用禁用模拟电源时自动切换工作模式,通过两级保护对管的电压分配机制和动态衬底偏置技术,既保证HDMI2.0协议要求的3V共模电压下6GSPS高速传输,又有效防止晶体管击穿。
本发明授权应用于数据传输芯片的高压保护电路在权利要求书中公布了:1.应用于数据传输芯片的高压保护电路,其特征在于,包括输出驱动器保护电路和取最大值保护电路, 所述输出驱动器保护电路包含晶体管MP1、晶体管MP2构成的差分信号输入管,还包括有晶体管MP3、晶体管MP4构成的第一级高压保护对管,同时包括有晶体管MP5、晶体管MP6构成的第二级高压保护对管,以及包括有晶体管MP7构成的尾电流管; 所述取最大值保护电路的输出端VNW与输出驱动器保护电路的输入端VB连接,用于对输出驱动器保护电路中晶体管MP1、晶体管MP2、晶体管MP7衬底的保护与偏置; 所述晶体管MP1的栅端与差分输入信号VIN连接,所述晶体管MP2的栅端与差分输入信号VIP连接;所述晶体管MP3、晶体管MP4的栅端与保护偏置电压PBHV1连接; 所述取最大值保护电路包含晶体管MN1、晶体管MN2、晶体管MP8、晶体管MP9、晶体管MP10、晶体管MP11、晶体管MP12、晶体管MP13、晶体管MP14,其中, 所述晶体管MN1的栅端、源端均与接地GND连接,其漏端与晶体管MN2的源端连接, 所述晶体管MN2的栅端与保护偏置电压VN连接,其源端与晶体管MN1的漏端连接,其漏端分别与晶体管MP8、晶体管MP10的漏端连接,同时与输出控制信号V3SW连接, 所述晶体管MP8的源端与保护偏置电压VP连接,栅端与自身的漏端及晶体管MP10、晶体管MN2的漏端连接,漏端还与输出控制信号V3SW连接, 所述晶体管MP9的栅端与保护偏置电压VP连接,源端与输出共模电压VOUTCM连接,其漏端与晶体管MP10的源端连接, 所述晶体管MP10的栅端与模拟电源电压AVDD连接,其源端与晶体管MP9的漏端连接,其漏端与晶体管MP8、晶体管MN2的漏端连接,漏端还与输出控制信号V3SW连接, 所述晶体管MP11的栅端与保护偏置电压VP连接,源端与输出共模电压VOUTCM连接,其漏端与晶体管MP12的源端连接, 所述晶体管MP12的栅端与模拟电源电压AVDD连接,其源端与晶体管MP11的漏端连接,其漏端与晶体管MP13、晶体管MP14的漏端连接,漏端还与输出电压VNW连接; 所述晶体管MP13的栅端与输出控制信号V3SW连接,源端与模拟电源电压AVDD、晶体管MP14的源端连接,其漏端与晶体管MP12、晶体管MP14的漏端连接,漏端还与输出电压VNW连接; 所述晶体管MP14的栅端与自身漏端及晶体管MP12、晶体管MP13的漏端连接,源端与模拟电源电压AVDD及晶体管MP13的源端连接; 所述晶体管MP1、晶体管MP2、晶体管MP7为短沟道低阈值电压晶体管,所述晶体管MP3、晶体管MP4、晶体管MP5、晶体管MP6为CMOS0.18μm标准阈值电压晶体管; 所述晶体管MP3的其源端与晶体管MP1的漏端连接,其漏端与晶体管MP5的源端连接, 所述晶体管MP4的其源端与晶体管MP2的漏端连接,其漏端与晶体管MP6的源端连接, 所述晶体管MP5的栅端与保护偏置电压PBHV2连接,其漏端与差分输出信号VOUTP连接, 所述晶体管MP6的栅端与保护偏置电压PBHV2连接,其漏端与差分输出信号VOUTN连接, 所述晶体管MP7的栅端与偏置电压VBP连接,源端与模拟电源AVDD连接,其漏端与晶体管MP1、晶体管MP2的源端连接; 所述第一级高压保护对管工作期间,晶体管MP1、晶体管MP2的漏端电压为: VDMP1MP2=VGMP3MP4+|VGSMP3MP4|=VPBHV1+|VGSMP3MP4|, 通过设置偏置电压PBHV1的值,令晶体管MP1、晶体管MP2的漏端电压在处于合适范围,令其不被击穿且正常工作在饱和区; 所述第二级高压保护对管工作期间,晶体管MP3、晶体管MP4的漏端电压为: VDMP3MP4=VGMP5MP6+|VGSMP5MP6|=VPBHV2+|VGSMP5MP6|, 通过设置偏置电压PBHV2的值,令晶体管MP3、晶体管MP4的漏端电压在处于合适范围,令其不被击穿且正常工作在饱和区,还能令晶体管MP5、晶体管MP6与对应的差分输出信号VOUTP、差分输出信号VOUTN连接后不会被击穿; 所述取最大值保护电路,在数据传输芯片不使用模拟电源供电时对SerDes电路中的低阈值电压PMOS管的衬底进行合理的偏置,防止PMOS管在该工作模式下出现因衬底电压低于源极电压而导致异常。
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