專利名稱：具有保護(hù)電路的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子裝置，且更具體地涉及具有應(yīng)用電路和用于保護(hù)應(yīng)用電路免受注入電流影響的保護(hù)電路的電子裝置。
背景技術(shù)：
諸如半導(dǎo)體集成電路裝置的電子裝置通常被設(shè)計(jì)為利用正電源電壓和負(fù)電源電壓或地電勢(shì)之間的電壓電平來正確地執(zhí)行功能。但是，在某些情況下會(huì)發(fā)生電子裝置的引腳或端子的電壓低于地電勢(shì)或高于正電源電壓。例如，使用需要一個(gè)以上電源電壓的電路的設(shè)備會(huì)發(fā)生故障，并將較高的電壓施加至需要較低電源電壓的電路。這會(huì)導(dǎo)致電流注入進(jìn)低壓電路或連接的電路，從而有害于正確功能的執(zhí)行，甚至損壞或徹底破壞電路。當(dāng)電子裝置連接至外部端子或引腳時(shí)，電流注入還可由過量靜電放電(ESD)而導(dǎo)致。ESD是由直接接觸或由靜電場(chǎng)的感應(yīng)而導(dǎo)致的在不同電勢(shì)的兩個(gè)物體之間流動(dòng)的突變和瞬時(shí)電流。ESD例如可由操控芯片的人而導(dǎo)致。當(dāng)帶電物體放置在與地隔離的導(dǎo)電物體附近時(shí)，其例如可由摩擦充電或靜電感應(yīng)導(dǎo)致的靜電電流引起。在這種物體接觸導(dǎo)電路徑時(shí)會(huì)發(fā)生ESD現(xiàn)象。由于IC技術(shù)的尺寸減小，所以層尺寸的降低已經(jīng)增加了電路相對(duì)于 ESD的敏感性。因此，ESD保護(hù)已經(jīng)成為電路發(fā)展的要點(diǎn)。到硅裝置的引腳或端子的電流注入例如會(huì)通過襯底中的載流子之間的相互作用或通過不期望的電源電平變化而導(dǎo)致裝置故障，這會(huì)妨礙裝置的正確操作或損壞裝置。在圖1所示的示例中，電子裝置10包括端子12，其連接至從端子12接收信號(hào)的應(yīng)用電路。所示應(yīng)用電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 14、n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (NMOS FET) 18和ρ溝道MOSFET (PMOS FET) 20以及電阻器16，其用于限制注入進(jìn)端子12的可能的電流注入進(jìn)ADC14的內(nèi)部電路。裝置通過供應(yīng)線路(rail) 22，M接收第一和第二電勢(shì)(例如V。。和Vss，V。。和地電壓等)。如果發(fā)生通過端子12的電流注入，則端子和供應(yīng)線路之間的電壓降會(huì)超過特定二極管的Vbe，從而將特定二極管沈，觀轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)。二極管沈，觀可以是具體執(zhí)行應(yīng)用電路的ESD保護(hù)的二極管或可以是寄生體二極管。例如，如果供應(yīng)線路22提供V。。且供應(yīng)線路M提供地電平，則在基于ρ型襯底的工藝的情況下，由虛線箭頭30表示的注入正電流會(huì)拉高電源電壓，并將多數(shù)載流子注入進(jìn)半導(dǎo)體裝置的襯底中。對(duì)于η型襯底的工藝來說，會(huì)將少數(shù)載流子注入進(jìn)襯底中。在所示示例中，如果供應(yīng)線路22提供ADC的基準(zhǔn)電壓，則這種情況會(huì)損害ADC的可靠性并會(huì)將電壓范圍推升超過可靠極限和/或影響ADC的基準(zhǔn)電壓，因此會(huì)劣化轉(zhuǎn)換精度。且例如對(duì)于ρ型襯底工藝來說，注入負(fù)電流會(huì)將少數(shù)載流子注入進(jìn)襯底中，并會(huì)在連接至端子的外部電路中導(dǎo)致由虛線箭頭32表示的電流流動(dòng)。且電流注入例如會(huì)導(dǎo)致位于相同襯底上的其他節(jié)點(diǎn)收集少數(shù)載流子，從而導(dǎo)致電流意外地流出這些節(jié)點(diǎn)。電流注入還會(huì)導(dǎo)致閂鎖效應(yīng)(即在電路的電源線路之間產(chǎn)生低阻抗路徑)、觸發(fā)擾亂部件正常功能的寄生結(jié)構(gòu)以及甚至可能導(dǎo)致其由于過電流而被損壞。

發(fā)明內(nèi)容
如隨附權(quán)利要求中所述，本發(fā)明提供一種電子裝置，其具有應(yīng)用電路以及用于保護(hù)應(yīng)用電路免受注入電流影響的保護(hù)電路。本發(fā)明的特定實(shí)施例闡述于從屬權(quán)利要求中。參考下文說明的實(shí)施例，將使本發(fā)明的這些和其他方面變得顯而易見且清楚明了。不同附圖中的相同附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。


參考附圖，僅通過舉例的方式說明本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、方面和實(shí)施例。為簡(jiǎn)單和清楚起見，附圖中的元件未必按比例繪制。圖1示出具有保護(hù)電路的現(xiàn)有技術(shù)電子裝置的示例的示意圖。圖2示出具有保護(hù)電路的電子裝置的實(shí)施例的示例的示意圖，該保護(hù)電路用于保護(hù)應(yīng)用電路免受注入電流影響。圖3示出電子裝置的端子處的注入電流對(duì)端子處感應(yīng)的電壓的示意圖。圖4示出運(yùn)輸工具的示意圖，其包括具有具備電子裝置的引擎控制單元的安全關(guān)鍵性系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式因?yàn)閷?shí)施本發(fā)明的設(shè)備大多由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的電子部件和電路構(gòu)成，所以同上所述，為了理解和認(rèn)知本發(fā)明的基本概念，以便不混淆或分散本發(fā)明的教導(dǎo)，除非認(rèn)為必要，否則將不會(huì)詳細(xì)說明電路細(xì)節(jié)。參考圖2，其示出具有保護(hù)電路50的電子裝置40的實(shí)施例的示例的示意圖，該保護(hù)電路50用于保護(hù)應(yīng)用電路42免受注入電流的影響。所示電子裝置40包括應(yīng)用電路42 ； 具有第一電勢(shì)的第一供應(yīng)線路44 ；具有不同于第一電勢(shì)的第二電勢(shì)的第二供應(yīng)線路46 ；具有第三電勢(shì)的至少一個(gè)端子48，其連接至應(yīng)用電路42 ；以及保護(hù)電路50，其用于保護(hù)應(yīng)用電路42免受注入電流的影響。該保護(hù)電路50包括第一導(dǎo)線52，其連接在至少一個(gè)端子48 和第一供應(yīng)線路44之間，該第一導(dǎo)線52包括具有第一控制輸入56的第一開關(guān)M ；以及第一電壓放大器電路58，其具有連接至至少一個(gè)端子48的第一輸入60、連接至第二供應(yīng)線路 46的第二輸入62、以及連接至第一控制輸入56的第一輸出64。任意兩個(gè)連接的部件都可被認(rèn)為是電耦合的。電子裝置40可以是半導(dǎo)體集成電路裝置。其例如包括所示應(yīng)用電路42。但是應(yīng)注意到，應(yīng)用電路42可包括不同部件。電子裝置提供具有不同電勢(shì)或電壓電平的第一和第二供應(yīng)線路44和46。第一供應(yīng)線路的電壓可低于第二供應(yīng)線路的電壓，反之亦然。例如， 第一供應(yīng)線路44可提供地電勢(shì)且第二供應(yīng)線路可提供V。。。作為一個(gè)示例，它們可分別是 OV (伏特)和+5V。但是也可采用其他電壓值，例如OV和+12V、-5V和+5V等等。供應(yīng)線路 44，46可為應(yīng)用電路42和保護(hù)電路50供電。所示的端子48可以是單個(gè)端子或可以是多個(gè)端子或引腳的示意性表示。端子可以是用于從耦合至端子48的外部裝置接收電信號(hào)以及將電信號(hào)提供至該外部裝置的輸入端子或輸出端子或輸入/輸出組合端子。術(shù)語“端子”不僅指應(yīng)用電路42和外部裝置之間連接的終端，而且也可包括連接線路本身。取決于發(fā)送或接收的電信號(hào)，端子48可具有變化的第三電勢(shì)。但是，電勢(shì)還可經(jīng)受由注入進(jìn)引腳48的不希望存在的正或負(fù)電流而導(dǎo)致的變化。所述保護(hù)電路50包括第一電壓放大器58，其可以是有源器件，例如連接用于感測(cè)在可以連接至引腳48的第一輸入60和第二輸入62處感測(cè)的電勢(shì)差的差分運(yùn)算放大器。第二輸入62處接收的電勢(shì)可以是第二供應(yīng)線路46的電勢(shì)。但是如下所述，其可具有偏差。電壓放大器58的輸出64可被連接以將其比較信號(hào)遞送至開關(guān)M，該開關(guān)M被連接為使能或者禁用在端子和第一供應(yīng)線路44(即與由第一電壓放大器電路58感測(cè)的第二供應(yīng)線路46相對(duì)的供應(yīng)線路)之間的第一導(dǎo)線52。這使注入電流流過使能的第一導(dǎo)線52 而進(jìn)入相對(duì)的供應(yīng)線路，如虛線箭頭104所示。因此，所示保護(hù)電路可構(gòu)造為有效地補(bǔ)償注入電流，并允許進(jìn)行不受干擾的操作，而不是僅檢測(cè)電流注入事件或關(guān)斷裝置。這還避免產(chǎn)生開啟(open up)寄生雙極元件的引腳電壓電平。第一開關(guān)58例如可以是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。為了更好地實(shí)施在集成電路中，這可施加到在當(dāng)前電子裝置中使用的任何開關(guān)。第一開關(guān)討例如可以是NMOS FET0但是可使用其他開關(guān)，例如雙極晶體管、PMOS FET或CMOS電路。第一控制輸入56可以是MOSFET 54的柵極。根據(jù)注入電流的量，所示導(dǎo)線例如可實(shí)現(xiàn)為單個(gè)導(dǎo)線或多個(gè)導(dǎo)線。通常，任何所示部件都可實(shí)現(xiàn)為使所示部件執(zhí)行其任務(wù)的單一部件或多個(gè)部件。所示的用于保護(hù)免受電流注入影響的機(jī)構(gòu)例如可適用于電子裝置的敏感或所有引腳。所述保護(hù)電路的功能取決于何種電勢(shì)被施加至第一和第二供應(yīng)線路44和46。第一控制輸入56可被布置為使得在第一電勢(shì)低于第二電勢(shì)且第一電壓放大器58在其第一輸入60上接收第三電勢(shì)且在其第二輸入62上接收低于第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)，或在第一電勢(shì)高于第二電勢(shì)且第一電壓放大器58在其第一輸入上接收第三電勢(shì)且在其第二輸入62上接收高于第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)，使第一電流流過第一導(dǎo)線52。例如，如果在引腳48處感測(cè)的電勢(shì)或電壓電平高于正電源電壓(在直接施加至第一放大器58的情況下)或低于負(fù)電源電壓或地電壓，則第一放大器58會(huì)產(chǎn)生用于第一開關(guān)電路M的控制輸入56的控制信號(hào)，其使能第一導(dǎo)線52并將注入電流驅(qū)散進(jìn)第一供應(yīng)線路44。因此，經(jīng)受電流注入的端子48與使用電壓放大器的供應(yīng)線路進(jìn)行比較。如果端子處的電壓電平超過線路電平，則放大器導(dǎo)通開關(guān)晶體管，其將注入電流發(fā)送進(jìn)相對(duì)的供應(yīng)線路，從而不會(huì)拉高電源電壓電平也不會(huì)使相應(yīng)的載流子注入進(jìn)電子裝置的襯底。因此可選擇允許的注入電流量(其被有效地補(bǔ)償)并將其設(shè)計(jì)進(jìn)裝置中。第一或第二供應(yīng)線路44或46例如可以是具有地電勢(shì)的接地線路。相對(duì)的供應(yīng)線路則例如提供正或負(fù)的電壓電平，例如+5V或-5V，其可以是用于汽車領(lǐng)域中抵抗電流注入的電子部件的代表值，因?yàn)槠囯娐吠ǔ；诙嘀仉娫措妷?，例?2V和5V。如圖2中所示，在現(xiàn)有電子裝置40的一個(gè)實(shí)施例中，第一放大器58的第二輸入62 可不直接連接至第二供應(yīng)線路46。替代地，保護(hù)電路50可包括第一偏移電壓源66，其連接在第二供應(yīng)線路46和第一電壓放大器電路58的第二輸入62之間。所示第一偏移電壓源 66可將偏移電壓施加至第一放大器58的第二輸入62。例如，如果第二供應(yīng)線路46提供正電源電壓電平，則第一偏移電壓源66可提供高于第二供應(yīng)線路46的電勢(shì)的偏移電壓電平。 在所示有源保護(hù)電路將使能第一導(dǎo)線52以用于消耗注入電流之前，可通過選擇開關(guān)M的尺寸或跨導(dǎo)以及電壓放大器電路58的開環(huán)電壓增益來控制允許的電流注入量。因此，根據(jù)可用的電路硬件參數(shù)，可將容許注入電流選擇得較高或較低。例如，對(duì)于5V的電源電壓電平來說，超過電源電壓電平的偏移可選擇為小于80mV，例如50mV。應(yīng)注意，偏移電壓源可以是能提供所選擇的偏移電壓電平的任意電路。被保護(hù)以使其免于受到由注入電流導(dǎo)致的故障的影響的應(yīng)用電路42可以是任意應(yīng)用電路。如示例中所示，應(yīng)用電路可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) (68)。例如，由使特定電勢(shì)升高或降低至允許電壓范圍之外的值的注入進(jìn)供應(yīng)線路中的注入電流導(dǎo)致的ADC的電源電壓的變化會(huì)導(dǎo)致ADC發(fā)生故障，這是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換所施加的模擬信號(hào)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的參考。這會(huì)至少部分地避免現(xiàn)有保護(hù)電路被布置為直接將注入電流注入進(jìn)相對(duì)的供應(yīng)線路。因此， 在不需要很大程度地降低其他信道的測(cè)量精度的情況下，ADC可允許較高的可接收的注入電流規(guī)格值。示例應(yīng)用電路42還可包括電阻器98以及場(chǎng)效應(yīng)晶體管100，102。如上所述，保護(hù)電路50可包括用于相對(duì)于具有特定方向(即，注入電流可以是正向或負(fù)向電流)的注入電流來進(jìn)行保護(hù)的電路。但是，預(yù)期電流注入的類型不能事先得知， 或其在不同環(huán)境下可能不同。因此，保護(hù)電路50可包括第二導(dǎo)線70，其連接在至少一個(gè)端子48和第二供應(yīng)線路46之間，該第二導(dǎo)線70包括具有第二控制輸入74的第二開關(guān)72 ；以及具有連接至至少一個(gè)端子的第三輸入78、連接至第一供應(yīng)線路44的第四輸入80以及連接至第二控制輸入74的第二輸出82的第二電壓放大器電路76。這可保護(hù)應(yīng)用電路42免受正或負(fù)電流注入的影響。第二控制輸入74可被布置為使得在第一電勢(shì)低于第二電勢(shì)且第二電壓放大器76 在第三輸入78上接收第三電勢(shì)以及在第四輸入80上接收低于第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)，或在第一電勢(shì)高于第二電勢(shì)且第二電壓放大器76在第三輸入78上接收第三電勢(shì)以及在第四輸入 80上接收高于第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)，使第二電流106流過第二導(dǎo)線70。因此所提供的保護(hù)電路的實(shí)施例可根據(jù)供應(yīng)線路的電勢(shì)以及注入電流的方向來將注入電流導(dǎo)向進(jìn)入相對(duì)的供應(yīng)線路中，或使其進(jìn)入第一或第二供應(yīng)線路44，46。保護(hù)電路50可包括第二偏移電壓源84，其連接在第一供應(yīng)線路44和第四輸入80 之間。這可以施加電壓電平，其與第一供應(yīng)線路的電勢(shì)相比具有相對(duì)的偏移。由第二偏移電壓源84提供的相對(duì)偏移例如可與由第一偏移電壓源66提供的相對(duì)偏移相同。例如，第二供應(yīng)線路46的第二電勢(shì)可以是+5V，且第一偏移電壓電平可以是高50mV，且第一供應(yīng)線路44的第一電勢(shì)可以是OV地電勢(shì)，且第二偏移電壓電平可以是比OV低50mV。但是，也可將不同的偏移電壓電平施加至第一和第二電壓放大器電路58，76。保護(hù)電路可包括第一二極管86，其具有連接至至少一個(gè)端子48的第一陽極88以及連接至第二供應(yīng)線路46的第一陰極90 ；和/或第二二極管92，其具有連接至至少一個(gè)端子48的第二陰極94以及連接至第一供應(yīng)線路44的第二陽極96。雖然在引腳48和第一供應(yīng)線路44或第二供應(yīng)線路46之間產(chǎn)生至少為Vbe的電壓降(其例如是約0. 7V)的情況下可激活寄生二極管，但如果注入電流超過保護(hù)的選擇電平，則有目的地在引腳48和供應(yīng)線路44，46之間布置的二極管可用作次級(jí)保護(hù)機(jī)構(gòu)。但是，電路設(shè)計(jì)者可對(duì)連接至引腳48的外部電路進(jìn)行電流限制，以便避免出現(xiàn)超出可接受的電流注入的計(jì)劃范圍的情況。
現(xiàn)在參考圖3，其示出在電子裝置的端子處注入的電流對(duì)在端子處感測(cè)的電壓的示意圖。該示意圖示出在接收正的第二電勢(shì)或電源電壓電平112和地電勢(shì)110的電子裝置的引腳處的注入電流Iin的水平對(duì)電壓電平Vin(即引腳48和具有地電勢(shì)的供應(yīng)線路之間的電壓降)的一個(gè)示例。對(duì)應(yīng)于圖2中所示的電子裝置的實(shí)施例，將兩個(gè)相對(duì)的偏移電壓電平115，117提供給電子電路。如果電流通過連接的外部電路被推進(jìn)電路中，則引腳或端子處的電勢(shì)會(huì)因此改變，以致由外部連接的電路驅(qū)動(dòng)的注入電流流過引腳。所述保護(hù)電路可限制引腳48處的電勢(shì)Vin，以便寄生內(nèi)部雙極結(jié)構(gòu)不會(huì)被或很少被激活。因此不存在或很少存在少數(shù)載流子的注入，和不會(huì)發(fā)生或很少發(fā)生電源電壓電平的變化。但是，如果電壓降超過第一電壓放大器 58的第一輸入處以及第二電壓放大器76的第三輸入處的輸入電勢(shì)的上限或下限114，116， 則會(huì)發(fā)生到相對(duì)的供應(yīng)線路的電流注入。所提供的電路可通過選擇電壓放大器電路的增益和所采用的開關(guān)晶體管的跨導(dǎo)來選擇Iin增大的陡度。因此，通過選擇相對(duì)偏移電壓115， 117，放大器增益和晶體管跨導(dǎo)，保護(hù)電路具有能夠抵抗任意所需等級(jí)的注入電流。當(dāng)破壞性電流注入或電源電壓電平升高開始時(shí)，Vin的最小值120和最大值118表示所述機(jī)制的極限。對(duì)于現(xiàn)有電子電路而言，圖2中所示的端子或引腳48的輸入阻抗例如可以非常大或無限大，只要輸入電勢(shì)處于電源電平的上限和下限之間即可，即，第一和第二供應(yīng)線路的電勢(shì)。選擇偏移可允許只要輸入電壓電平保持在界限之內(nèi)保護(hù)電路不被激活。 在電流注入時(shí)，引腳處的電勢(shì)會(huì)升高超過電源電平的上限或下限(例如地電平)，直至所注入的電流被電子電路消耗為止。所示保護(hù)電路會(huì)小心在引腳電勢(shì)Vin發(fā)生以下情況對(duì)于正電流而言，分別處于在上限114和上限加IVbe的最大值118之間，以及在下限116和下限減 IVbeW最小值120之間，在此處任何寄生雙極結(jié)構(gòu)都會(huì)開始啟動(dòng)。注入電流的容許量由圖3 中所示的輸入傳遞函數(shù)Iin/Vin定義，其在Vin電平114和118以及116和120之間分別具有陡度，其足夠大使得最大值118在上限114加IVbe之下以及最小值116在下限116減IVbe 之上。這可通過選擇適當(dāng)?shù)牡谝换虻诙妷悍糯笃?8，76的增益和/或開關(guān)或通過(pass) 晶體管M，72的尺寸來實(shí)現(xiàn)。保護(hù)電路例如可執(zhí)行為使得超過最大值118或最小值120的電流注入可以被控制 (例如通過二極管86，92或通過外部電流限制)。為了能調(diào)整保護(hù)電路以使其適應(yīng)電流注入的不同情況，電子電路40可以被提供為使得第一電壓放大器電路58具有可調(diào)增益。但是放大器58，76可都具有可調(diào)增益；且甚至可調(diào)整偏移電壓?，F(xiàn)在參考圖4，其示出運(yùn)輸工具126的示意圖，該運(yùn)輸工具1 包括具有引擎控制單元122的安全關(guān)鍵性系統(tǒng)124，而該引擎控制單元122具有電子裝置40。引擎控制單元 (ECU) 122可包括如上所述的電子電路。ECU可以是安全關(guān)鍵性系統(tǒng)的一部分。安全關(guān)鍵性系統(tǒng)IM可包括E⑶或如上所述的電子電路。且運(yùn)輸工具1 例如可包括安全關(guān)鍵性系統(tǒng)或ECU或如上所述的電子電路40。運(yùn)輸工具1 例如可以是車輛、飛機(jī)、船舶、直升機(jī)等等。安全關(guān)鍵性系統(tǒng)IM例如可包括ECU 122。引擎控制單元(ECU)或引擎控制模塊(ECM)是電子控制單元，其能控制內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)。ECU例如可控制注入進(jìn)各個(gè)氣缸的燃油量。ECU例如還可控制點(diǎn)火定時(shí)、可變閥定時(shí)(VVT)、渦輪增壓器保持的升壓水平(使用在渦輪增壓車輛中)以及其他外圍設(shè)備。但是，在非自動(dòng)環(huán)境下也可以發(fā)現(xiàn)其中可能的未補(bǔ)償電流注入可能影響裝置運(yùn)行的安全關(guān)鍵性系統(tǒng)?；蛘?，自動(dòng)安全關(guān)鍵性系統(tǒng)例如可以是車輛安全系統(tǒng)。安全關(guān)鍵性系統(tǒng)可包括座椅位置控制系統(tǒng)、照明、風(fēng)擋刮水器、防盜控制器、電子氣候控制、制動(dòng)系統(tǒng)或電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)例如可包括防滑剎車系統(tǒng)(ABS)、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD)、 轉(zhuǎn)彎制動(dòng)控制(CBC)系統(tǒng)等等。電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)例如可包括電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)、牽引控制系統(tǒng)(TCS)或防滑調(diào)整系統(tǒng)(ASR)、自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)、正向碰撞警告(FCW)系統(tǒng)等等。但是，所提供的具有保護(hù)以免受電流注入影響的電子裝置還可用作其他車輛系統(tǒng)， 例如儀表板。例如，任何包括多電源的設(shè)備都會(huì)由于電壓電平高于或低于允許電源電平而遭受電流注入。例如，使用不同電壓以運(yùn)行電動(dòng)機(jī)或泵以及用于諸如處理器的電子電路的諸如洗衣機(jī)的家用電器可包括上述電子電路，用以防護(hù)電流注入。在上述說明書中，已經(jīng)參考本發(fā)明的實(shí)施例的特定示例說明了本發(fā)明。但顯而易見的是，雖然本發(fā)明的原理已經(jīng)結(jié)合特定設(shè)備在上文進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)清楚地理解，上述說明僅是示例性的，且不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，且在不脫離隨附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的廣義精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明作出各種變型和改變。例如，連接可以是適于從相應(yīng)節(jié)點(diǎn)、單元或裝置例如通過中間裝置來傳送信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)例如通過中間裝置傳送至相應(yīng)節(jié)點(diǎn)、單元或裝置的任意類型的連接。因此，除非暗示或明確規(guī)定，否則連接例如可以是直接連接或間接連接。此外，導(dǎo)線可以與所示示例中不同的方式實(shí)現(xiàn)。而且，裝置可以是物理分布于多個(gè)設(shè)備之上，但是整體上功能性地操作為單一裝置。例如，圖2中所示的電子裝置的示例可利用多個(gè)保護(hù)電路或所示保護(hù)電路與其他保護(hù)電路的組合實(shí)現(xiàn)。電子裝置可實(shí)現(xiàn)為任意半導(dǎo)體材料或材料組合的襯底上的半導(dǎo)體裝置，所述材料例如是砷化鎵、鍺硅、硅、單晶硅等，以及上述材料的組合。雖然本發(fā)明基于特定導(dǎo)電類型或電勢(shì)極性進(jìn)行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到導(dǎo)電類型和電勢(shì)極性可以顛倒。但是也可能存在其他變型、變化和替換例。因此本說明書和附圖應(yīng)被視為說明性的而非限制性的。在權(quán)利要求中，括號(hào)內(nèi)的任意參考標(biāo)號(hào)不應(yīng)解釋為對(duì)權(quán)利要求的限制。詞語“包括”不排除存在權(quán)利要求中所列的元件或步驟之外的其他元件或步驟。此外，本文不加術(shù)語 “一個(gè)”應(yīng)定義為一個(gè)或一個(gè)以上。而且，權(quán)利要求中的諸如“至少一個(gè)”和“一個(gè)以上”的引導(dǎo)性短語的使用不應(yīng)解釋為暗示通過不定冠詞“一個(gè)”引入另一要求保護(hù)的元素將包含這種引導(dǎo)性要求保護(hù)的元素的任意特定權(quán)利要求限制為僅包含一個(gè)這種元素的發(fā)明，即使在相同的權(quán)利要求包括引導(dǎo)性短語“至少一個(gè)”或“一個(gè)或一個(gè)以上”以及諸如“一個(gè)”的不定冠詞時(shí)也是如此。這也適用于定冠詞的使用。除非另行規(guī)定，否則諸如“第一”和“第二” 術(shù)語用于任意區(qū)分利用這種術(shù)語進(jìn)行描述的元素。因此，這些術(shù)語不一定旨在表示這些元素的暫時(shí)或其他優(yōu)先性。事實(shí)上，記載在相互不同的權(quán)利要求中的某些方案并不表示它們的組合不能用于有利的方面。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置(40)，包括: 應(yīng)用電路(42)；具有第一電勢(shì)的第一供應(yīng)線路G4)； 具有不同于所述第一電勢(shì)的第二電勢(shì)的第二供應(yīng)線路G6)； 具有第三電勢(shì)并連接至所述應(yīng)用電路的至少一個(gè)端子G8)；以及用于保護(hù)所述應(yīng)用電路免受注入電流影響的保護(hù)電路(50)；所述保護(hù)電路包括 連接在所述至少一個(gè)端子和所述第一供應(yīng)線路之間的第一導(dǎo)線(52)，所述第一導(dǎo)線包括具有第一控制輸入(56)的第一開關(guān)(54)；以及第一電壓放大器電路(58)，所述第一電壓放大器電路(58)具有 連接至所述至少一個(gè)端子的第一輸入(60)、 連接至所述第二供應(yīng)線路的第二輸入(62)、以及連接至所述第一控制輸入的第一輸出(64)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路，其中，所述第一控制輸入被布置為當(dāng)所述第一電勢(shì)低于所述第二電勢(shì)，并且所述第一電壓放大器在所述第一輸入接收所述第三電勢(shì)且在所述第二輸入接收低于所述第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)，或當(dāng)所述第一電勢(shì)高于所述第二電勢(shì)，并且所述第一電壓放大器在所述第一輸入接收所述第三電勢(shì)且在所述第二輸入接收高于所述第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)， 使第一電流流過所述第一導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子電路，其中，所述第一或所述第二供應(yīng)線路是具有地電勢(shì)的接地線路。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中，所述保護(hù)電路包括連接在所述第二供應(yīng)線路和所述第二輸入之間的第一偏移電壓源(66)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中，所述應(yīng)用電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) (68)。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中，所述保護(hù)電路包括連接在所述至少一個(gè)端子和所述第二供應(yīng)線路之間的第二導(dǎo)線(70)，所述第二導(dǎo)線包括具有第二控制輸入(74)的第二開關(guān)m ；以及第二電壓放大器電路(76)，所述第二電壓放大器電路(76)具有 連接至所述至少一個(gè)端子的第三輸入(78)、 連接至所述第一供應(yīng)線路的第四輸入(80)、以及連接至所述第二控制輸入的第二輸出(82)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子電路，其中，所述第二控制輸入被布置為當(dāng)所述第一電勢(shì)低于所述第二電勢(shì)，并且所述第二電壓放大器在所述第三輸入上接收所述第三電勢(shì)且在所述第四輸入上接收低于所述第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)，或當(dāng)所述第一電勢(shì)高于所述第二電勢(shì)，并且所述第二電壓放大器在所述第三輸入上接收所述第三電勢(shì)且在所述第四輸入上接收高于所述第三電勢(shì)的電勢(shì)時(shí)， 使第二電流流過所述第二導(dǎo)線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電子電路，其中，所述保護(hù)電路包括連接在所述第一供應(yīng)線路和所述第四輸入之間的第二偏移電壓源(84)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中，所述保護(hù)電路包括具有連接至所述至少一個(gè)端子的第一陽極(88)以及連接至所述第二供應(yīng)線路的第一陰極(90)的第一二極管(86)和/或具有連接至所述至少一個(gè)端子的第二陰極(94)和連接至所述第一供應(yīng)線路的第二陽極(96)的第二二極管(92)。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中，所述第一開關(guān)是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中，所述第一電壓放大器電路具有可調(diào)增 ο
12.一種引擎控制單元(EOT) (122)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電子電路。
13.一種安全關(guān)鍵性系統(tǒng)(IM)，包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的ECU或根據(jù)權(quán)利要求1 至11中任一項(xiàng)所述的電子電路。
14.一種運(yùn)輸工具(1 )，包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的安全關(guān)鍵性系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求12所述的ECU或根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電子電路。
15.一種家用電器，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電子電路。
全文摘要
一種電子裝置(40)，包括應(yīng)用電路(42)；具有第一電勢(shì)的第一供應(yīng)線路(44)；具有不同于所述第一電勢(shì)的第二電勢(shì)的第二供應(yīng)線路(46)；具有第三電勢(shì)并連接至所述應(yīng)用電路的至少一個(gè)端子(48)；以及用于保護(hù)所述應(yīng)用電路免受注入電流影響的保護(hù)電路(50)；所述保護(hù)電路包括連接在所述至少一個(gè)端子和所述第一供應(yīng)線路之間的第一導(dǎo)線(52)，所述第一導(dǎo)線包括具有第一控制輸入(56)的第一開關(guān)(54)；以及具有連接至所述至少一個(gè)端子的第一輸入(60)、連接至所述第二供應(yīng)線路的第二輸入(62)、以及連接至所述第一控制輸入的第一輸出(64)的第一電壓放大器電路(58)。
文檔編號(hào)H02H7/20GK102474094SQ200980160740
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者胡貝特·博德, 莫羅·賈科米尼 申請(qǐng)人:St微電子公司, 飛思卡爾半導(dǎo)體公司