隔离架构

摘要

本主题技术提供了一种架构，该架构将电路的两个接口与隔离通信元件隔离，同时还保护隔离通信元件上的显着大于隔离通信元件的ESD额定值和/或可以连续重复的过应力瞬变，例如静电放电(ESD)和其他电过应力(EOS)瞬变。本主题技术使用具有隔离接口的双管芯实施方式提供隔离，隔离接口包括每个管芯中的隔离桶，或者使用包含管芯中的两个隔离桶的单个管芯提供隔离。两个管芯包括连接在一起并相对于任何信号或地浮动的相应衬底。隔离使得在侧面之间存在大约数百伏的大偏移电压。相对较大，每个隔离桶可以处理大量能量。

权利要求

1.用于将多个接口与电过应力瞬变隔离的装置，包括：

与第一电压域相关联的第一集成电路器件；和

与第二电压域相关联的第二集成电路器件，所述第二集成电路器件设置在与所述第一集成电路器件不同的管芯上；以及隔离通信元件，耦合到所述第一集成电路器件和第二集成电路器件，并配置成在所述第一集成电路器件与所述第二集成电路器件之间提供信令和电隔离，其中通过由击穿电压设定的电压钳限定信令和电隔离的额定电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一集成电路器件耦合到第一地且所述第二集成电路器件耦合到从所述第一地偏移的第二地。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述隔离通信元件包括第一电阻分压器或者第二电阻分压器中的一个或多个，所述第一电阻分压器耦合到所述第一集成电路器件上的接收器的输入并且配置成将输入信号分成较小的电平，所述第二电阻分压器耦合到所述第二集成电路器件上的接收器的输入并配置成将输入信号分成较小的电平。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一电阻分压器被配置以将来自所述第二集成电路器件的发射器的第一电压衰减成到所述第一集成电路器件的所述接收器的第二电压。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二电阻分压器被配置以将来自所述第一集成电路器件的发射器的第一电压衰减成到所述第二集成电路器件的所述接收器的第二电压。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一集成电路器件包括第一电压钳，所述第一电压钳配置成当所述第二电压域相对于所述第一电压域负偏移时限制来自所述第二集成电路器件的电压，并且其中所述第二集成电路器件包括第二电压钳，所述第二电压钳配置成当第一电压域相对于第二电压域负偏移时限制来自第一集成电路器件的电压。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一电压钳和所述第二电压钳中的每一个包括击穿二极管。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一电压钳通过导电连接耦合到所述第二电压钳。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一集成电路器件的衬底经由导电连接和浮动耦合到所述第二集成电路器件的衬底。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述隔离通信元件包括利用双向信令或单向信令的至少一个变压器，其中，所述至少一个变压器耦合到所述第一集成电路器件的发射器和所述第二集成电路器件的接收器。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述隔离通信元件包括利用双向信令或单向信令的至少一个电容元件，其中，所述至少一个电容元件耦合到所述第一集成电路器件的发射器和所述第二集成电路器件的接收器。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一集成电路器件的第一电源和第一地之间的第一电位差是第一电压，其中所述第二集成电路器件的第二电源相对于第一集成电路器件的第一地之间的第二电位差是第二电压，其中所述第二电压不同于所述第一电压。

13.用于将多个接口与电过应力瞬变隔离的装置，包括：

第一集成电路管芯，

第二集成电路管芯；

第一隔离桶，与第一电压域相关联并设置在所述第一集成电路管芯上；和第二隔离桶，与第二电压域相关联并设置在所述第二集成电路管芯上，以及隔离通信元件，耦合到所述第一隔离桶内的第一电路和所述第二隔离桶内的第二电路，并配置成在所述第一隔离桶与所述第二隔离桶之间提供信令和电隔离，其中信令和电隔离的额定电压由击穿电压设定的电压钳限定。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一集成电路管芯包括第一电压钳，所述第一电压钳配置成将第一电压限制到所述第一隔离桶与所述第一集成电路管芯的衬底之间的接合部处的击穿电压，其中所述第二集成电路管芯包括第二电压钳，所述第二电压钳配置成将第二电压限制到第二隔离桶与第二集成电路管芯的衬底之间的接合部处的击穿电压，并且其中所述第一电压钳通过导电连接耦合到第二电压钳。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一电压钳和所述第二电压钳中的每一个包括击穿二极管。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述第一隔离桶耦合到所述第一电压钳的第一击穿二极管的第一端子，并且其中，所述第二隔离桶耦合到所述第二电压钳的第二击穿二极管的第一端子，并且其中所述第一集成电路管芯的衬底耦合到第一击穿二极管的第二端子，并且其中所述第二集成电路管芯的衬底耦合到第二击穿二极管的第二端子。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第一隔离桶配置成使用所述第一击穿二极管容忍施加在所述第一隔离桶与所述第一集成电路管芯的所述衬底之间的接合部上的击穿电压，并且其中所述第二隔离桶配置成使用第二击穿二极管容忍施加在第二隔离桶与所述第二集成电路管芯的衬底之间的接合部上的击穿电压。

18.用于将多个接口与电过应力瞬变隔离的装置，包括：

衬底；

第一集成电路器件，设置在衬底上；

第二集成电路器件，设置在衬底上；以及

隔离通信元件，耦合到所述第一集成电路器件和所述第二集成电路器件，并配置成在第一集成电路器件与第二集成电路器件之间提供信令和电隔离，其中通过由击穿电压设定的电压钳定义信令和电隔离的额定电压。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述第一集成电路器件包括在第一隔离桶内的第一电路，并且所述第二集成电路器件包括在第二隔离桶内的第二电路，并且其中，所述隔离通信元件耦合到所述第一隔离桶内的所述第一电路和第二隔离桶内的第二电路，并且配置成在第一隔离桶与第二隔离桶之间提供信令和电隔离。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一集成电路器件包括第一电压钳，所述第一电压钳配置成将第一电压限制到在所述第一隔离桶与所述衬底之间的接合部处的击穿电压，其中所述第二集成电路器件包括第二电压钳，所述第二电压钳配置成将第二电压限制到第二隔离桶与衬底之间的接合部处的击穿电压，并且其中所述第一电压钳经由衬底耦合到所述第二电压钳。

说明书

隔离架构

技术领域

[0001] 本说明书一般涉及电路，更具体地说，涉及隔离架构。

背景技术

[0002] 在接口电路中，理想的特征是电子隔离，其中电路容许多个接口之间的电压的偏移和干扰。另一个理想的特征是对包括静电放电(ESD)在内的电过应力(EOS)瞬变的鲁棒性。然而，一些具有相对大的隔离电压额定值的隔离电路仍然容易受到穿过隔离屏障的ESD瞬变的损害，特别是当连续经历重复放电时。通常，隔离通信元件是电路的ESD额定值中的“薄弱环节”。

发明内容

[0003] 本主题技术提供了一种架构，该架构将电路的两个接口与隔离通信元件隔离，同时还防止隔离通信元件上的过应力事件，例如ESD和其他EOS瞬变。该架构保护隔离通信元件免受ESD瞬态电压的影响，该ESD瞬态电压可以显着大于隔离通信元件的额定电压，和/或可以连续重复。本主题技术使用双管芯实施方式提供隔离，该双管芯实施方案包括隔离元件(片外或片上)，在每个管芯上额定用于高电压的隔离管，以及连接在一起的浮动管芯衬底。在该实施方式中，每个隔离桶的额定电压为150V。整体隔离使其接口之间存在大约数百伏的大偏移电压。在一些实施方式中，隔离桶可以跨越集成电路管芯的几乎整个尺寸并且可以在EOS事件期间处理大量能量，

[0004] 根据本公开的实施方案，提供了一种用于将多个接口与电过应力瞬变隔离的装置。该装置包括与第一电压域相关联的第一集成电路器件，以及与第二电压域相关联的第二集成电路器件，其中第二集成电路器件设置在与第一集成电路器件不同的管芯上。该装置包括隔离通信元件，该隔离通信元件耦合到第一集成电路器件和第二集成电路器件，并且配置成在第一集成电路器件与第二集成电路器件之间提供信令和电隔离，其中由击穿电压设定的电压钳限定信令和电隔离的额定电压。

[0005] 根据本公开的实施方案，提供了一种用于将多个接口与电过应力瞬变隔离的装置。该装置包括第一集成电路管芯和第二集成电路管芯。该装置包括：第一隔离桶，其与第一电压域相关联并且设置在第一集成电路管芯上；以及第二隔离桶，其与第二电压域相关联并且设置在第二集成电路管芯上。该装置还包括隔离通信元件，其耦合到第一隔离桶内的第一电路和第二隔离桶内的第二电路，并且配置成在第一隔离桶与第二隔离桶之间提供信令和电隔离，其中信令和电隔离的额定电压由击穿电压设定的电压钳限定。

[0006] 根据本公开的实施方案，提供了一种用于将多个接口与电过应力瞬变隔离的装置。该装置包括衬底、设置在衬底上的第一集成电路器件以及设置在衬底上的第二集成电路器件。该装置还包括隔离通信元件，其耦合到第一集成电路器件和第二集成电路器件，并且配置成在第一集成电路器件与第二集成电路器件之间提供信令和电隔离，其中信令和电隔离的额定电压由击穿电压设定的电压钳限定。

附图说明

[0007] 在所附权利要求中阐述了主题技术的某些特征。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。

[0008] 图1示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有多个集成电路管芯的隔离架构的实施例的示意图。

[0009] 图2示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有电阻隔离通信元件的隔离架构的实施例的示意图。

[0010] 图3示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有变压器隔离通信元件的隔离架构的实施例的示意图。

[0011] 图4示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有单个集成电路管芯的隔离架构的实施例的示意图。

具体实施方式

[0012] 以下阐述的详细描述旨在作为主题技术的各种配置的描述，并且不旨在表示可以实践主题技术的唯一配置。附图并入本文并构成详细描述的一部分。详细描述包括用于提供对主题技术的透彻理解的具体细节。然而，主题技术不限于本文阐述的具体细节，并且可以使用一个或多个实施方式来实践。在一个或多个实例中，结构和组件以框图形式示出，以避免模糊本主题技术的概念。

[0013] 本主题公开提供了一种架构，其将电路的两个接口与隔离通信元件隔离，同时还防止隔离通信元件上的诸如静电放电(ESD)和其他电过应力(EOS)瞬变的过应力瞬变。该架构保护隔离通信元件免受ESD电压瞬变的影响，该ESD电压瞬变可以显着大于隔离通信元件的额定电压，和/或可以连续重复。例如，本主题技术涉及一种应用，该应用隔离通信总线的两侧，该通信总线的两侧可以容忍在连接到通信总线的器件的两个接地端子之间达到预定量的电压差(例如，+/-150V)。在一些实施方式中，总线是I2C(内部集成电路)总线。但是，隔离架构不限于I2C。例如，总线可以是系统管理总线(或SMBus)或由通用输入/输出(GPIO)信号组成。

[0014] 隔离收发器的各种架构可具有隔离电压源(例如，VCC)和接地(例如，GND)引脚。在一些传统方法中，电流隔离器可能依靠隔离电压来避开EOS，但隔离通信元件上的ESD额定值可能无法与接口引脚本身保持同步。而且，随着电荷随着每次冲击在隔离通信元件中累积，隔离通信元件可以容易地易受到连续重复的多次ESD冲击的影响。本主题技术提供了一种在两个接口之间隔离的架构，同时还在隔离通信元件上防止诸如ESD之类的过应力瞬变。例如，主题技术提供了支持侧面之间的150V电平移位的隔离架构。在传统的信号隔离方法中，在隔离通信元件上具有显着的ESD额定值是不常见的。与传统的信号隔离方法相比，本主题技术在隔离通信元件上提供了实质的ESD额定值。本主题技术还提供了使用具有相对小的封装的集成电路封装。在这方面，与诸如更大的全电流隔离架构的传统信号隔离方法相比，主题技术是更小的解决方案。

[0015] 本主题技术提供优于传统隔离架构的若干其他优点。例如，对于双管芯实施方式，钳位完全没有骤回(例如，降低钳位电压的寄生双极器件击穿机制)，消除了ESD冲击导致的损坏的可能性，同时在两侧之间的由低阻抗强制或保持的接地偏移的情况下操作。本主题技术还与传统的IC工艺技术兼容，例如BCD(双极互补金属氧化物半导体(CMOS)，双扩散金属氧化物半导体(DMOS))或BiCMOS(双极CMOS)。在一些方面，不需要更昂贵的工艺技术选项，例如高压场效应晶体管(FET)结构或绝缘体上硅(SOI)。

[0016] 在一些实施例中，主题技术允许I/O卡插入带电背板而不会损坏数据和时钟总线。当建立连接时，主题技术可以提供双向缓冲，保持背板和接口电路隔离。在一些实施方式中，隔离架构可实施为缓冲器和/或加速器，其中隔离架构可支持总线(例如，I2C或SMBus)中的+/-150V地电平移位。在一些方面，隔离架构可以支持包括隔离通信元件上的至少+/-
20kV HBM(人体模型，hurnan-body-model)ESD。

[0017] 在一个实施方案中，本主题技术包括两个集成电路管芯，它们在相对小的IC封装中彼此靠近共存。本主题技术使用具有隔离(片外或片上)的双管芯实施方式来提供隔离，隔离包括每个管芯中的隔离桶。在该实施方式中，两个管芯用相应的浮动衬底实现，相应的浮动衬底仅连接到彼此。在一些实施方式中，第一IC管芯上的第一衬底耦合到第二IC管芯上的第二衬底。相对于相应的隔离桶和封装，为浮动衬底提供隔离。在一些方面，隔离使得大偏移电压能够以100伏特(例如，150V)的量级在侧面之间共存。在一些实施方式中，隔离桶包含n型材料(例如，掺杂剂)。隔离桶通常可以指“n型桶”或“n型阱”。隔离桶形成在不同类型材料(例如，p型掺杂剂)的衬底中。在这种情况下，n型桶掺杂剂浓度可以足够高以抵消掺杂p型衬底。在一些实施方式中，隔离桶可以跨越集成电路管芯的整个尺寸，因此，隔离桶可以处理大量的能量。在一些实施方式中，隔离桶是超高压(UHV)桶。在其他实施方式中，隔离桶是高压桶或中压桶。

[0018] 本主题公开提供了一种包括两个集成电路管芯的隔离架构。在一些实施方式中，每一管芯具有p型衬底。隔离架构还包括两个额定为到它们各自的衬底的超高压(UHV)击穿电压的n型桶。在一些实施方式中，每个桶(例如，每个管芯一个)包含用于隔离通信元件的一侧的电路。隔离架构还包括两个收发器，它们通过隔离通信元件相互发信号。两个管芯的衬底连接在一起并相对于所有其他信号“浮动”。

[0019] 在另一实施方案中，本主题技术包括单个集成电路管芯，其中隔离器件包含在类似小IC封装中的管芯内。例如，隔离架构可以在单个IC管芯上实现，在其各自的电压下具有两个单独的隔离桶，并且衬底是浮动的。在此实施方式中，不需要两个不同管芯之间的额外连接。

[0020] 图1示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的隔离架构100的示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实施方式可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。

[0021] 隔离架构100包括第一集成电路管芯110、第二集成电路管芯120和隔离通信元件块130。第一集成电路管芯110包括隔离桶112和第一桶-衬底击穿二极管114。隔离桶112包括输入/输出(I/O)电路接口116和信号收发器118。第二集成电路管芯120包括隔离桶122和第二桶-衬底击穿二极管124。隔离桶122包括I/O电路接口126和信号收发器128。在一些实施方式中，隔离桶112和122中的每一个包括n型材料(例如，n型掺杂剂)。隔离桶112和122通常可以指“n型桶”或“n型阱”。隔离桶112和122可以形成在不同类型材料(例如，p型掺杂剂)的衬底中。在这种情况下，n型桶掺杂剂浓度可以足够高以过度补偿p型衬底的掺杂。在其他实施方式中，隔离桶112和122中的每一个包括p型材料(例如，p型掺杂剂)，并且每个管芯110和120的衬底包括n型材料(例如，n型掺杂剂)。

[0022] 在图1中，信号接口111表示用于第一IC管芯的第一电源115(例如，VCC1)和用于第一IC管芯的第一地117(例如，GND1)之间的双向信令。信号接口111的信令限制在两个电压电平(例如，VCC1，GND1)之间。在一些方面，目标是使信令(例如，111)遍历两个IC管芯110和120以及隔离通信元件130到达另一侧(例如，121)。另一侧包括信号接口121，其表示处于它们各自的电平的用于第二IC管芯的第二电源125(例如，VCC2)和用于第二IC管芯的第二接地127(例如，GND2)之间的双向信令。在该实施例中，两个接地GND1(例如，117)和GND2(例如，127)可以彼此分离，使得它们移动数百伏特并且隔离通信元件(例如，130)从一侧到另一侧承载内部信令(例如，113,123)。在图1中，第一地117和第二地127可以相对于彼此浮动。在一些实施方式中，第一电源115与第一电压域(例如，相对于GND1的+5V)相关联，且第二电源125与第二电压域(例如，相对于GND1的+125V)相关联。在这方面，第一电压域和第二电压域与不同的电压相关联。

[0023] 在一些实施方式中，每一隔离技术对接口之间容忍的电压具有限制。主题技术允许数百伏的分离。在这方面，隔离通信元件130可以提供静态电压分离或者可以提供临时发生的足够分离。在一些实施方式中，隔离通信元件130可通过不同装置实施，例如使用电阻元件或电感变压器。在其他实施方式中，隔离通信元件130可以用电容元件实现。例如，隔离通信元件130可以替代地包括跨越隔离接口的电容器的信令。例如，隔离通信元件130可以包括诸如二氧化硅的氧化物材料，以在两侧之间提供电容隔离，使得氧化物的厚度可以确定隔离通信元件130上提供的隔离量。

[0024] 在一些实施方案中，第一集成电路管芯110包括p型衬底且第一隔离桶112包括n型材料。如图1中所示，第一隔离桶112在节点119处连接到第一电源115(例如，VCC1)。因为第一隔离桶112是超高压额定桶，所以它可以处理到衬底的p型材料的反向偏压，直至对应于两侧之间隔离的目标量的电压(例如，150V)。在这方面，具有n型材料的第一隔离桶可以从p型衬底提升约150V。在一些实施方式中，第二集成电路管芯120还包括p型衬底且第二隔离桶122还包括n型材料。第二集成电路管芯120与第二隔离桶122一起包括特征并且分别与第一集成电路管芯110和第一隔离桶112类似地操作。

[0025] 第一桶-衬底击穿二极管114由第一隔离桶112与第一集成电路管芯110的衬底之间的接合部(以下称为“桶–衬底结”)形成。在一些实施方式中，第一桶-衬底击穿二极管114的阳极端子是p型衬底，并且二极管114的阴极端子是n型隔离桶112。第一桶-衬底击穿二极管114的这些端子中的一个(例如，阴极)可以在比另一个端子(例如，阳极)明显更高的电压(例如，120V)下操作，以在两个不同的电压域之间操作并且用作在较低的电压向操作的侧面的电压钳。在本公开中，p型衬底壁在正向二极管下降电压内跟随具有最低电位桶的接地端子。

[0026] 在一些实施方式中，第二地127(例如，GND2)可相对于第一地117(例如，GND1)设定为正电压，其可在量值上大。例如，第一电源115(例如，VCC1)相对于第一地117(例如，GND1)设置为5V，并且第二电源125(例如，VCC2)相对于第二地127(例如，GND2)设置为5V，并且第二地(例如，GND2)相对于第一地117(例如，GND1)为+120V。在一些方面，第二电源125(例如，VCC2)相对于第二地127(例如，GND2)保持恒定，即使第二地127(例如，GND2)相对于第一地117(例如，GND1)改变也是如此。换句话说，在每一侧的VCC(例如，115,125)与GND(例如，
117,127)之间可以存在电压源，并且那些电压源是固定的并且可以相对于彼此移位。第一电源115、第二电源125和第二接地127相对于第一地117的电压可以设置为与参考图1描述的值不同的值，而不脱离本公开的范围。

[0027] 如果第二地127(GND2)电压相对于第一地117(GND1)变得足够正，则它将被二极管114和124钳位或限制。在一些实施方式中，每个二极管114和124是齐纳二极管。在一些实施方式中，二极管114和124中的每一者具有反向击穿电压，其设定为+150V且正向偏压为+
0.7V。

[0028] 在一些方面，两个接口之间的隔离电压额定值由桶-衬底(TUB-SUB)击穿电压设定。换句话说，隔离通信元件130上的BSD保护主要由TUB-SUB击穿电压设置的钳位限定。因为钳位电压很高(例如，150V)，所以在ESD冲击期间由该钳位消耗的功率也很高。然而，与标准低压ESD钳位相比，ESD钳位每宽度ESD电流(例如，IESD/WCLAMP)的相对较低，因为宽度可以很大-基本上是整个集成电路管芯的周长。另外，功率密度(例如，与VCLAMP*IESD/ACLAMP'成比例，其中ACLAMP'是主动钳位放电的硅的有效面积)相对较低，因为ACLAMP'相对较大。因为通过隔离桶(例如，112,122)的尺寸固有地可实现低功率密度，所以可以将ESD网络设计成可靠地钳位在相当高的ESD电平(例如，数十kV)下的放电。

[0029] 在电路被ESD冲击或其他EOS瞬变(例如，能量浪涌)击中时，当在击穿电压下击穿时每个桶-衬底击穿二极管114和124击穿二极管114和124钳位这两个域之间的电压(例如，0V，150V)。在这方面，每个桶-衬底击穿二极管114和124防止EOS瞬变对电路造成任何进一步的损坏。

[0030] 在一些实施方式中，第二地127(例如，GND2)可相对于第一地117(例如，GND1)设定为负电压，其可在量值上大(例如，-120V)。例如，第一电源115(例如，VCC1)相对于第一地117(例如，GND1)设置为5V，并且第二电源125(例如，VCC2)相对于第二地127(例如，GND2)设置为5V，并且第二地(例如，GND2)相对于第一地117(例如，GND1)为-120V。如果第二地127(GND2)电压相对于第一地117(GND1)变得足够负，则它将被桶-衬底击穿二极管114和124钳位或限制。

[0031] 优选的双管芯实施方式在钳位期间消除了NPN骤回。由于两个集成电路管芯之间的金属导体(例如，导线)，所有NPN行为(其需要少数载流子基极传输)被消除。例如，衬底连接(例如，140)提供针对从一侧(例如，第一集成电路管芯110)到另一侧(例如，第二集成电路管芯120)的ESD的保护，如果构成衬底连接140的布线在两个集成电路管芯(例如，110,120)上移除，整个电路可以不钳位ESD冲击。在没有衬底连接140的情况下，完整的ESD冲击电压可以经由信号接口(例如，113,123)传播到电路中的其他较低电压元件，例如收发器接口(例如，118,128)中的接收器。因此，如果导线断裂(或移除)，则会损坏电路中额定电压较低的元件。

[0032] 隔离桶(例如，112,122)配置成容许施加在其SUB-TUB结上的完全击穿电压而不影响其中包含的电路，允许使用标准的低压电路元件。在一些实施方式中，存在单个隔离通信元件。在其他实施方式中，存在多个隔离通信元件。在一些实施方案中，隔离通信元件130集成在集成电路内。在其他实施方式中，隔离通信元件130集成在IC的外部。隔离接口之间的信令在一些实施方式中可以是单端的，或者在其他实施方式中可以是差分的。在一些实施方式中，隔离接口之间的信令可以是全双工的，或者在其他实施方式中可以是半双工的。

[0033] 图2示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有电阻隔离通信元件的示例隔离架构200的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实施方式可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。

[0034] 隔离架构200包括第一集成电路管芯210、第二集成电路管芯220以及隔离通信元件232和234。第一集成电路管芯210包括隔离桶212和桶-衬底击穿二极管214。隔离桶212包括I/O电路接口216和信号收发器218。第二集成电路管芯220包括隔离桶222和桶-衬底击穿二极管224。隔离桶222包括I/O电路接口226和信号收发器228。如图所示，隔离通信元件232和234每个都包括电阻分压器(以下分别称为“电阻分压器232”和“电阻分压器234”)。

[0035] 桶-衬底击穿二极管214的阴极端子耦合到隔离桶212。桶-衬底击穿二极管214的阳极端子耦合到第一集成电路管芯210的衬底。桶-衬底击穿二极管224的阴极端子耦合到隔离桶222。桶-衬底击穿二极管224的阳极端子耦合到第一集成电路管芯220的衬底。

[0036] 信号收发器218包括发射器218-1和接收器218-2。在一些方面，接收器218-1是具有滞后特性的接收器。信号收发器228包括发射器228-1和接收器228-2。在一些方面，接收器228-2是具有滞后特性的接收器。

[0037] 在图2中，隔离架构200描绘了具有非电隔离的示例实施方式。在该实施例中，隔离通信元件包括在第一集成电路管芯210内部的电阻分压器232，其将源自发射器228-1的信号的电压分压为接收器218-2处的较小电压，以及在第二集成电路管芯220内部的电阻分压器234，其将源自发射器218-1的信号的电压分压为接收器228-2处的较小电压。

[0038] 在一些实施方式中，发射器218-1和228-1是差分发射器。在一些实施方式中，接收器218-2和228-2是差分接收器。如图2所示，发射器218-1的第一输出(例如，235-1)耦合到接收器228-2的第一输入(例如，235-2)，发射器218-1的第二输出(例如，236-1)耦合到接收器228-2的第二输入(例如，236-2)。发射器228-1的第一输出(例如，237-1)耦合到接收器218-2的第一输入(例如，237-2)，发射器228-1的第二输出(例如，238-1)耦合到接收器218-
2的第二输入(例如，238-2)。

[0039] 电阻分压器232用于移位到达隔离接口的输入信令(例如，237-1,238-1)的电压电平。在一些方面，收发器218包括具有滞后的接收器，该滞后仅能够接受相对小的电压。在该实施例中，电阻分压器232工作以将来自第二集成电路管芯220的相对大的电压(例如，+125V)降低到第一集成电路210中的接收器可接受的较小电压(例如，+1V)。在一些方面，电阻分压器232用作电压衰减器。

[0040] 图3示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有变压器隔离通信元件的隔离架构300的示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实施方式可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。图3中描绘的一些元件与图2中所示的那些非常相似，因此，将参考图3讨论与图2不同的元件。

[0041] 隔离架构300包括第一集成电路管芯310、第二集成电路管芯320以及隔离通信元件块332和334。第一集成电路管芯310包括隔离桶312和桶-衬底击穿二极管314。隔离桶312包括I/O电路接口316和信号收发器318。第二集成电路管芯320包括隔离桶322和桶-衬底击穿二极管324。隔离桶322包括I/O电路接口326和信号收发器328。

[0042] 在图3中，隔离通信元件332和334表示电流隔离数据接口的配置。隔离通信元件332和334分别包括变压器。隔离通信元件332和334配置成从第一电压变换到第二电压。在一些方面，第一电压与第一域相关联，第二电压与第二域相关联。在一些方面，第一域具有小于第二域的电压(例如，+120V)的电压(例如，0V)。在其他方面，第一域具有的电压(例如，+120V)大于第二域的电压(例如，0V)。在图3中，过电压在变压器上下降。因此，由于变压器是AC耦合的，所以从一侧到另一侧没有DC路径。不需要电阻分压器，因为过电压会在变压器上全部下降。在一些方面，变压器可以处理与变压器的绝缘特性设计用于处理的电压一样多的电压。在一些实施方式中，隔离通信元件332和334可使用电容器、光耦合器、GMR(巨磁电阻器)或许多其它类型的隔离器。

[0043] 图4示出了根据本主题技术的一个或多个实施方式的具有单个集成电路管芯的隔离架构400的示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实施方式可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。图4中描绘的一些元件与图3中所示的那些非常相似，因此，将参考图4讨论与图3不同的元件。

[0044] 隔离架构400包括集成电路管芯410和隔离通信元件430。集成电路管芯410包括第一隔离桶412、第一隔离桶422、第一桶-衬底击穿二极管414和第二桶-衬底击穿二极管424。第一隔离桶412包括I/O电路接口416和信号收发器418。第二隔离桶422包括170电路接口
426和信号收发器428。在一些实施方式中，隔离通信元件430包括一个或多个变压器。在一个实施方式中，隔离通信元件430包括在第一隔离桶412与第二隔离桶422之间具有半双工信令的单个变压器。在另一实施方式中，隔离通信元件430包括在第一隔离桶412与第二隔离桶422隔离桶之间具有单向信令的单个变压器。

[0045] 在一些实施方式中，可使用经设计以在ESD冲击期间抑制(或至少限制)NPN骤回的布局将桶结合到单个集成电路管芯(例如，410)上。例如，桶可以被广泛分离，它们之间的空间填充有氧化物基绝缘体(例如，ISO)，SOI(绝缘体上硅)或类似的重掺杂p+层。

[0046] 在其他实施方式中，隔离桶(例如，112,122)可以使用类似地抑制NPN骤回的处理技术集成到单个集成电路管芯上。在一些实施方式中，ESD钳位(例如，桶-衬底击穿二极管114,124)可位于与电路管芯不同的集成电路管芯上，其衬底类似地连接且浮动。

[0047] 提供先前的描述是为了使所属领域的技术人员能够实践本文中所描述的各种方面。对于本领域技术人员来说，对这些方面的各种修改是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其他方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示的方面，而是与符合语言权利要求的全部范围一致，其中对单数元素的引用并非旨在表示“一个且仅一个”，除非具体如此陈述，而是表示“一个或多个”。除非另外特别说明，否则术语“一些”是指一个或多个。标题和副标题(如果有的话)仅用于方便，并不限制本主题公开。

[0048] 谓词“配置成”并不意味着对主题的任何特定的有形或无形修改，而是旨在可互换地使用。例如，配置成监视和控制操作或组件的处理器还可以意味着处理器被编程为监视和控制操作，或者处理器可操作以监视和控制操作。同样地，配置成执行代码的处理器可以被解释为被编程为执行代码或可操作以执行代码的处理器。

[0049] 诸如“方面”之类的短语并不暗示这样的方面对于主题技术是必要的，或者这样的方面适用于主题技术的所有配置。与一方面有关的公开内容可适用于所有配置或一个或多个配置。诸如方面的短语可以指代一个或多个方面，反之亦然。像“配置”这样的短语并不暗示这种配置对于主题技术是必不可少的，或者这种配置适用于主题技术的所有配置。与配置有关的公开内容可以适用于所有配置或一个或多个配置。诸如配置的短语可以指代一个或多个配置，反之亦然。

[0050] 本文使用词语“实施例”来表示“用作实施例或说明”。本文中描述为“实施例”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更优选或更具优势。

[0051] 本领域普通技术人员已知或以后将知道的贯穿本公开内容所描述的各个方面的元件的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在由权利要求涵盖。此外，无论在权利要求中是否明确地叙述了这样的公开内容，本文所公开的内容都不旨在献给公众。，任何权利要求元素均不得根据35U.S.C，§112，第六段的规定解释，除非使用短语“用于…手段(means for)”明确叙述该元素，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“用于…步骤(step for)”叙述该元素。此外，在“包含(include)”、“具有(have)”或类似术语在说明书或权利要求书中使用的范围内，这样的术语旨在以类似于术语“包括(comprise)”的方式是包含性的，如“包括”在被用作权利要求中的过渡词时所解释的那样。