一种具有输出短路保护功能的输出驱动电路

摘要

本申请涉及一种具有输出短路保护功能的输出驱动电路，包括信号输入端IN、第一PMOS晶体和第一NMOS晶体管和信号输出端OUT，所述第一PMOS晶体和所述第一NMOS晶体管的栅极均与所述信号输入端IN连接，所述第一PMOS晶体和所述第一NMOS晶体管的漏极均与所述信号输出端OUT连接，还包括：一第一保护电路，所述第一保护电路用于所述信号输出端OUT输出高电平并连接外部电路的低电平时，增大所述第一保护电路导通电阻，以降低短路电流；一第二保护电路，所述第二保护电路用于所述信号输出端OUT输出低电平并连接外部电路的高电平时，增大所述第二保护电路导通电阻，以降低短路电流。本发明避免导电多余物导致的输出引脚短路以及解决了引起芯片受损的问题。

说明书

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种具有输出短路保护功能的输出驱动电路。

背景技术

驱动电路，一般位于主电路和控制电路之间，是用来对控制电路的信号进行放大的中间电路，即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管。驱动电路的基本任务，就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号，对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号，以保证器件按要求可靠导通或关断。

集成电路的输出驱动电路可以等效为晶体管导通电阻较小的反相器，如图2所示，可以为外部负载电容CL提供较大的驱动电流。但是，如果发生设计不当或集成电路的输出引脚上出现导电多余物，两个输出驱动电路的输出端OUT可能会短接在一起，当两个信号输出端OUT的输出电平不同时，A和B的输出端OUT会发生短路，造成芯片受损。目前的解决方法是加强设计检查，尽量减少该设计错误，但仍然解决不了导电多余物导致的输出引脚连接短路，进而导致芯片受损的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免导电多余物导致的输出引脚短路以及引起芯片受损的具有输出短路保护功能的输出驱动电路。

本发明技术方案如下：

一种具有输出短路保护功能的输出驱动电路，包括信号输入端IN、第一PMOS晶体和第一NMOS晶体管和信号输出端OUT，所述第一PMOS晶体和所述第一NMOS晶体管的栅极均与所述信号输入端IN连接，所述第一PMOS晶体和所述第一NMOS晶体管的漏极均与所述信号输出端OUT连接，还包括：

一第一保护电路，所述第一保护电路的一端与所述第一PMOS晶体管的源极连接，所述第一保护电路的另一端还与一电源供电端VDD连接，所述第一保护电路用于所述信号输出端OUT输出高电平并连接外部电路的低电平时，增大所述第一保护电路导通电阻，以降低短路电流；

一第二保护电路，所述第二保护电路的一端与所述第一NMOS晶体管的源极连接，所述第二保护电路的另一端接地，所述第二保护电路用于所述信号输出端OUT输出低电平并连接外部电路的高电平时，增大所述第二保护电路导通电阻，以降低短路电流。

具体而言，所述第一保护电路包括第一开关管和第一反相器，所述第一开关管的第一端与所述第PMOS晶体管的源极和所述第一反相器的输入端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一反相器的输出端连接，第一开关管的第三端与所述电源供电端VDD连接。

具体而言，所述第一开关管为第二PMOS晶体管，所述第一开关管的第一端为漏极，所述第一开关管的第二端为栅极，所述第一开关管的第三端为源极。

具体而言，所述第二保护电路包括第二开关管和第二反相器，所述第二开关管的第一端与所述第一NOMS晶体管的源极和所述第二反相器的输入端连接，所述第二开关管的第二端与所述第二反相器的输出端连接，第二开关管的第三端接地。

具体而言，所述第二开关管为第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管的第一端为漏极，所述第二NMOS晶体管的第二端为栅极，所述第二NMOS晶体管的第三端为源极。

本发明实现技术效果如下：

上述具有输出短路保护功能的输出驱动电路，依次通过设置第一保护电路，并使所述第一保护电路的一端与所述第一PMOS晶体管的源极连接，所述第一保护电路的另一端还与一电源供电端VDD连接，通过所述第一保护电路，使所述信号输出端OUT输出高电平并连接外部电路的低电平时，增大所述第一保护电路导通电阻，以降低短路电流；还通过设置第二保护电路，使所述第二保护电路的一端与所述第一NMOS晶体管的源极连接，所述第二保护电路的另一端接地，进而使所述信号输出端OUT输出低电平并连接外部电路的高电平时，增大所述第二保护电路导通电阻，以降低短路电流，进而避免导电多余物导致的输出引脚短路以及引起芯片受损的问题。

附图说明

图1为一个实施例中具有输出短路保护功能的输出驱动电路的电路图；

图2为一个现有技术中的驱动电路的电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种具有输出短路保护功能的输出驱动电路，包括信号输入端IN、第一PMOS晶体和第一NMOS晶体管和信号输出端OUT，所述第一PMOS晶体和所述第一NMOS晶体管的栅极均与所述信号输入端IN连接，所述第一PMOS晶体和所述第一NMOS晶体管的漏极均与所述信号输出端OUT连接。

所述具有输出短路保护功能的输出驱动电路还包括以下电路：

一第一保护电路，所述第一保护电路的一端与所述第一PMOS晶体管的源极连接，所述第一保护电路的另一端还与一电源供电端VDD连接，所述第一保护电路用于所述信号输出端OUT输出高电平并连接外部电路的低电平时，增大所述第一保护电路导通电阻，以降低短路电流；

一第二保护电路，所述第二保护电路的一端与所述第一NMOS晶体管的源极连接，所述第二保护电路的另一端接地，所述第二保护电路用于所述信号输出端OUT输出低电平并连接外部电路的高电平时，增大所述第二保护电路导通电阻，以降低短路电流。

综上所述，本发明所述具有输出短路保护功能的输出驱动电路，依次通过设置第一保护电路，并使所述第一保护电路的一端与所述第一PMOS晶体管的源极连接，所述第一保护电路的另一端还与一电源供电端VDD连接，通过所述第一保护电路，使所述信号输出端OUT输出高电平并连接外部电路的低电平时，增大所述第一保护电路导通电阻，以降低短路电流；还通过设置第二保护电路，使所述第二保护电路的一端与所述第一NMOS晶体管的源极连接，所述第二保护电路的另一端接地，进而使所述信号输出端OUT输出低电平并连接外部电路的高电平时，增大所述第二保护电路导通电阻，以降低短路电流，进而避免导电多余物导致的输出引脚短路以及引起芯片受损的问题。

在一个实施例中，所述第一保护电路包括第一开关管和第一反相器，所述第一开关管的第一端与所述第PMOS晶体管的源极和所述第一反相器的输入端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一反相器的输出端连接，第一开关管的第三端与所述电源供电端VDD连接。

在一个实施例中，所述第一开关管为第二PMOS晶体管，所述第一开关管的第一端为漏极，所述第一开关管的第二端为栅极，所述第一开关管的第三端为源极。

在一个实施例中，所述第二保护电路包括第二开关管和第二反相器，所述第二开关管的第一端与所述第一NOMS晶体管的源极和所述第二反相器的输入端连接，所述第二开关管的第二端与所述第二反相器的输出端连接，第二开关管的第三端接地。

在一个实施例中，所述第二开关管为第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管的第一端为漏极，所述第二NMOS晶体管的第二端为栅极，所述第二NMOS晶体管的第三端为源极。

进一步地说，本发明所述具有输出短路保护功能的输出驱动电路正常工作时的工作原理如下：

首先，在输出端口OUT未发生短路使，工作原理如下：

当信号输入端IN为低电平时，第一PMOS晶体管导通，第一NMOS晶体管截止，此时第一反相器输入高电平，输出低电平，第二PMOS晶体管导通，第二反相器输入低电平，输出高电平，第二NMOS晶体管导通。由于第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管均导通，虽然第二NMOS晶体管也导通，但第一NMOS晶体管截止，所以信号输出端OUT为高电平。

当信号输入端IN为高电平时，第一PMOS晶体管截止，第一NMOS晶体管导通，此时第一反相器输入高电平，输出低电平，第二PMOS晶体管导通，第二反相器输入低电平，输出高电平，第二NMOS晶体管导通。由于第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管均导通，虽然第二PMOS晶体管也导通，但第一PMOS晶体管截止，所以信号输出端OUT为低电平。

另一种情况为输出端口OUT发生短路，此时仍然分两种情况，一种为当输出端口OUT输出高电平但与外部电路的低电平短路连接时，第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管会通过大电流，第二PMOS晶体管的漏极电压降低，第一反相器的输出电平升高，则第二PMOS晶体管的导通电阻增大，从而使整个输出驱动电路的导通电阻增大，降低短路电流，实现输出短路保护。

另一种为当输出端口OUT输出低电平但与外部电路的高电平短路连接时，第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管会通过大电流，第二NMOS晶体管的漏极电压升高，第一反相器的输出电平降低，则第二NMOS晶体管的导通电阻增大，从而使整个输出驱动电路的导通电阻增大，降低短路电流，实现输出短路保护。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。