负载开关、芯片及电子设备的制作方法

本公开的实施例涉及集成电路，具体地，涉及负载开关、芯片及电子设备。

背景技术：

1、图1是一种常用的负载开关100的示例性电路图。具体的工作原理为：在in端输入有效输入电压时，即输入电压大于等于0.7v时，若使能信号en为高，电荷泵给两个功率管(mn1、mn2)的栅极电压充电，实现功率开关管的导通，此时out端电压等于in端的电压；若使能信号en为低，需要功率管关断，根据电路原理，此时mn0导通，mn0可以将功率管栅极电压进行泄放，实现功率管的关断。

2、对于上述图1中的负载开关，在in端输入无效输入电压时，即输入电压小于0.7v(晶体管的阈值电压)时，正常情况下，功率开关管不会导通。而当out端有高于in端的瞬态电压输入时，该电压会通过功率管mn2的漏极与栅极之间的极间电容耦合到功率管的栅极，这时，由于in端输入电压小于0.7v，根据电路原理，即使en为低，mn0也无法导通，因此功率管的栅极的电压无法通过mn0进行泄放。功率管的栅极的电压会使功率管mn1有电流通过，整个过程相当于out端到in端有反向电流，即出现输出端到输入端的反向直通，导致使能信号为低时功率管输出端与输入端无法有效截止。

技术实现思路

1、本文中描述的实施例提供了一种负载开关、芯片及电子设备，为了解决在输入电压无效时负载开关出现输出端到输入端的反向直通的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种负载开关，包括：功率管电路、使能控制电路、驱动电路，其中，所述功率管电路的输入端接收输入电压、输出端输出输出电压、驱动端耦接所述驱动电路，被配置为通过晶体管的开通和截止实现所述负载开关的开关功能；所述使能控制电路，被配置为在所述输入电压大于等于阈值电压时，根据使能信号、所述输入电压以及第一使能控制模块中的第一晶体管控制所述功率管电路中晶体管的开通和关断；在所述输入电压小于阈值电压时，根据使能信号、所述输入电压以及第二使能控制模块中的第二晶体管将所述驱动端的电压泄放来阻止所述输出端与所述输入端的反向直通；所述驱动电路，被配置为向所述驱动端提供使所述功率管电路的晶体管充分导通的栅极驱动电压。

3、可选的，所述第二使能控制模块还包括：第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、正相施密特触发器，其中，所述第二晶体管的第一极耦接所述驱动端，所述第二晶体管的第二极耦接接地端，所述第二晶体管的控制极分别耦接所述第四晶体管的第一极、所述第五晶体管的第一极；所述第三晶体管的第一极耦接所述第四晶体管的第二极，所述第三晶体管的第二极耦接接地端，所述第三晶体管的控制极耦接所述正相施密特触发器的输出端；所述第五晶体管的第二极耦接所述输出端，所述第四晶体管的控制极耦接所述第五晶体管的控制极，所述第四晶体管的控制极和所述第五晶体管的控制极都接收所述输入电压；所述正相施密特触发器的输入端接收所述使能信号，所述正相施密特触发器的第一电压输入端接收所述输入电压，所述正相施密特触发器的第二电压输入端耦接接地端。

4、可选的，所述第一使能控制模块还包括：反相施密特触发器，其中，所述第一晶体管的第一极耦接所述驱动端，所述第一晶体管的第二极耦接接地端，所述第一晶体管的控制极耦接所述反相施密特触发器输出端；所述反相施密特触发器的输入端接收所述使能信号，所述反相施密特触发器的第一电压输入端接收所述输入电压，所述反相施密特触发器的第二电压输入端耦接接地端。

5、可选的，所述第一使能控制模块还包括：反相器，其中，所述第一晶体管的第一极耦接所述驱动端，所述第一晶体管的第二极耦接接地端，所述第一晶体管的控制极耦接所述反相器的输出端；所述反相器的输入端耦接所述正相施密特触发器的输出端，所述反相器的第一电压输入端接收所述输入电压，所述反相器的第二电压输入端耦接接地端。

6、可选的，所述第四晶体管为n型晶体管，所述第五晶体管为p型晶体管。

7、可选的，所述阈值电压为所述功率管电路中的晶体管、所述第一晶体管、所述第二晶体管的晶体管阈值电压。

8、可选的，所述功率管电路包括：第六晶体管、第七晶体管，其中，所述第六晶体管的第一极接收所述输入电压，所述第七晶体管的第一极输出所述输出电压，所述第六晶体管的第二极耦接所述第七晶体管的第二极，所述第六晶体管的控制极耦接所述第七晶体管的控制极；所述第六晶体管的控制极和所述第七晶体管的控制极作为所述驱动端。

9、可选的，所述驱动电路包括：电荷泵，所述电荷泵的输出端分别耦接所述驱动端、所述第一晶体管的第一极、所述第二晶体管的第一极。

10、根据本公开的第二方面，提供了一种芯片，包括根据第一方面中任一项所述的负载开关。

11、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括第二方面所述的芯片。

12、本公开的实施例的负载开关、芯片及电子设备中的负载开关，包括功率管电路、使能控制电路、驱动电路，其中，功率管电路的输入端接收输入电压、输出端输出输出电压、驱动端耦接驱动电路，被配置为通过晶体管的开通和截止实现负载开关的开关功能；使能控制电路，被配置为在输入电压大于等于阈值电压时，根据使能信号、输入电压以及第一使能控制模块中的第一晶体管控制功率管电路中晶体管的开通和关断；在输入电压小于阈值电压时，根据使能信号、输入电压以及第二使能控制模块中的第二晶体管将驱动端的电压泄放来阻止输出端与输入端的反向直通；驱动电路，被配置为向驱动端提供使功率管电路的晶体管充分导通的栅极驱动电压。可以看到，本公开实施例中的负载开关中的使能控制电路可以在输入电压小于阈值电压时，根据使能信号、输入电压以及第二使能控制模块中的第二晶体管将驱动端的电压泄放来阻止输出端与输入端的反向直通，因此对于现有的负载开关中存在的在输入电压无效且存在out端高于in端的瞬态电压时，耦合到功率管的栅极的电压可以通过第二晶体管进行泄放，从而防止输出端到输入端的反向直通，进而避免使能信号为低时功率管输出端与输入端无法有效截止的问题。

技术特征：

1.一种负载开关，其特征在于，包括：功率管电路、使能控制电路、驱动电路，

2.根据权利要求1所述的负载开关，其特征在于，所述第二使能控制模块还包括：第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、正相施密特触发器，

3.根据权利要求1所述的负载开关，其特征在于，所述第一使能控制模块还包括：反相施密特触发器，

4.根据权利要求2所述的负载开关，其特征在于，所述第一使能控制模块还包括：反相器，

5.根据权利要求2所述的负载开关，其特征在于，所述第四晶体管为n型晶体管，所述第五晶体管为p型晶体管。

6.根据权利要求1中所述的负载开关，其特征在于，所述阈值电压为所述功率管电路中的晶体管、所述第一晶体管、所述第二晶体管的晶体管阈值电压。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的负载开关，其特征在于，所述功率管电路包括：第六晶体管、第七晶体管，

8.根据权利要求1-6中任一项所述的负载开关，其特征在于，所述驱动电路包括：电荷泵，

9.一种芯片，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的负载开关。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求9所述的芯片。

技术总结
本公开的实施例提供一种负载开关、芯片及电子设备，负载开关包括：功率管电路、使能控制电路、驱动电路，其中，功率管电路，被配置为通过晶体管的开通和截止实现负载开关的开关功能；使能控制电路，被配置为在输入电压大于等于阈值电压时，根据使能信号、输入电压以及第一使能控制模块中的第一晶体管控制功率管电路中晶体管的开通和关断；在输入电压小于阈值电压时，根据使能信号、输入电压以及第二使能控制模块中的第二晶体管将驱动端的电压泄放来阻止输出端与输入端的反向直通；驱动电路，被配置为向驱动端提供使功率管电路的晶体管充分导通的栅极驱动电压。解决了现有的负载开关在输入端电压无效时，输出端到输入端反向直通的问题。

技术研发人员：林克龙,于翔
受保护的技术使用者：圣邦微电子（北京）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13