一種用于晶體管開關的過壓保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型的實施例涉及電子電路，更具體但是并非排它地涉及一種用于晶體管開關的過壓保護電路。
【背景技術】
[0002]晶體管在電子電路中經常作為開關使用，例如USB開關。圖1示出一款現有的電子開關系統10的電路不意圖。電子開關系統10包括NMOS晶體管開關NI (以下簡稱晶體管NI)、開關S1、電流源Il和輸出電容CO。晶體管NI具有供電端IN、輸出端OUT和控制端CTL,其供電端接收供電電壓VIN，其輸出端提供輸出電壓V0UT。開關SI，具有第一端和第二端，其第一端耦接至晶體管NI的控制端CTL，其第二端耦接至接地端。第一電流源II，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一電源端SP1，其第二端耦接至晶體管NI的控制端CTLo輸出電容CO，具有第一端和第二端，其第一端耦接至晶體管NI的輸出端0UT，其第二端耦接至接地端GND。第一電源端SPl通常實接收一個高于供電電壓VIN的第一電壓VSP以使得晶體管NI可以完全導通，例如VSP = VIN+5，或者可以通過一個2倍電荷泵提供VSP=2XVIN?當第一開關SI導通時，晶體管NI的控制端CTL為低電勢，晶體管NI關斷。當第一開關SI關斷時，第一電流源11將晶體管NI的控制端充電至第一電壓VSP，使得晶體管NI完全導通，輸出電壓VOUT近似等于供電電壓VIN。
[0003]由于USB協議為通用標準協議，其工作條件相對比較穩定，供電電壓為+5V，但由于電路失效或者電網電壓的不穩定等容易引起的供電電壓VIN的升高導致輸出電壓VOUT被動升高，這往往會很容易將外接的USB設備損壞。另外，輸出負載電流減小等原因，可以可能造成輸出電壓VOUT被動升高。所以有必要進行研宄開發，提供一種保護晶體管開關，尤其是用于USB接口過壓保護電路。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術中的一個或多個問題，本實用新型提供了一種用于晶體管開關的過壓保護電路。
[0005]在本實用新型的一個方面，提出了一種用于晶體管開關的過壓保護電路，所述晶體管開關具有輸入端、輸出端和控制端，所述過壓保護電路包括:誤差檢測電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至所述晶體管開關的輸出端，其第二輸入端接收參考信號，其輸出端提供誤差放大信號；以及驅動電路，具有電源端、輸入端、輸出端與接地端，其輸入端耦接至所述誤差檢測電路輸出端，其輸出端耦接至所述晶體管開關的控制端，若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一輸入端電壓之差小于第一誤差，所述驅動電路增大所述晶體管開關的導通電阻；其特征在于，所述過壓保護電路還包括負載調整電路，具有電源端、輸入端、輸出端與接地端，其輸入端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端，其輸出端耦接至所述晶體管開關的輸出端，若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一輸入端電壓之差小于第二誤差，所述負載調整電路在晶體管開關的輸出端與所述負載調整電路接地端之間提供第一電阻，其中所述第二誤差大于所述第一誤差。
[0006]在本實用新型的一個方面，所述誤差檢測電路包括誤差放大器，所述誤差放大器電壓增益小于100。
[0007]在本實用新型的一個方面，所述晶體管開關是NMOS晶體管，所述驅動電路包括:第一體管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述晶體管開關的控制端，其第二端耦接至接地端，其控制端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端；以及第一電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一電源端，其第二端耦接至所述第一晶體管的第二端。
[0008]在本實用新型的一個方面，所述第一電源端電壓高于所述晶體管開關輸入端電壓。
[0009]在本實用新型的一個方面，所述晶體管開關是PMOS晶體管，所述驅動電路包括:第一晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至接地端，其控制端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端；第一電流鏡，具有第一端、第二端和電源端，其第一端耦接至所述第一晶體管第一端，其電源端耦接至第二電源端，其第二端耦接至所述晶體管開關的控制端，配置為鏡像所述第一晶體管的電流；以及第一電流源，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一電流鏡的第二端，其第二端耦接至所述接地端。
[0010]在本實用新型的一個方面，其中所述負載調整電路包括:第二晶體管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述接地端，其控制端耦接至所述誤差檢測電路的輸出端；第二電流源，具有第一端、第二端，其第一端耦接至第二電源端，其第二端耦接至所第二晶體管第一端；以及放電電路，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述接地端，其第二端耦接至所述晶體管開關的輸出端，其控制端耦接至所述第二電流源第二端。
[0011]在本實用新型的一個方面，若所述第一晶體管與所述第二晶體管是尺寸匹配的晶體管，所述第一電流源電流大于所述第二電流源電流；若所述第一電流源與所述第二電流源是匹配電流源，所述第一晶體管溝道寬長比小于所述第二晶體管溝道寬長比。
[0012]在本實用新型的一個方面，所述第一電阻的阻值實質固定，數值介于10至100歐姆之間。
[0013]在本實用新型的一個方面，若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一端電壓之差大于第二誤差，所述晶體管開關完全導通；若所述參考信號與所述誤差檢測電路第一端電壓之差小于第二誤差，所述晶體管開關的輸出端電壓被限制于設定電壓。
[0014]在本實用新型的一個方面，所述的過壓保護電路用于USB接口過壓保護。
[0015]利用本實用新型實施例，可以在晶體管開關的供電端供電電壓過高等情況發生時，快速地將晶體管開關的輸出端電壓箝位在設定電壓附近。
【附圖說明】
[0016]下列附圖涉及有關本實用新型非限制性和非窮舉性的實施例的描述。除非另有說明，否則同樣的數字和符號在整個附圖中代表同樣或相似的部分。附圖無需按比例畫出。另夕卜，圖中所示相關部分尺寸可能不同于說明書中敘述的尺寸。為更好地理解本實用新型，下述細節描述以及附圖將被提供以作為參考。
[0017]圖1示出一款現有的電子開關系統10的電路示意圖；
[0018]圖2不出一款根據本實用新型一個實施例的電子開關系統20的電路不意圖；
[0019]圖3示出一款根據本實用新型一個實施例的電子開關系統30的電路示意圖；以及
[0020]圖4示出一款根據本實用新型一個實施例的電子開關系統40的電路示意圖。
[0021]不同附圖中相同的標記表示相同或相似的特征。
【具體實施方式】
[0022]在下文所述的特定實施例代表本實用新型的示例性實施例，并且本質上僅為示例說明而非限制。在說明書中，提及“一個實施例”或者“實施例”意味著結合該實施例所描述的特定特征、結構或者特性包括在本實用新型的至少一個實施例中。術語“在一個實施例中”在說明書中各個位置出現并不全部涉及相同的實施例，也不是相互排除其他實施例或者可變實施例。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0023]下面將參考附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。貫穿所有附圖相同的附圖標記表示相同的部件或特征。
[0024]圖2示出一款根據本實用新型