最近在设计bootstrap开关,发现有很多可靠性问题需要考虑,但有些是“假”的,有些则需特别注意。
第一个问题,是Vgb超压,即gate和bulk之间的电压大于core电压,而且不止发生在switch,在bootstrap内部也存在,看起来会有可靠性问题,但我们通常认为它是“假”的。虽然fab官方不会给出明确答复,但我们可以做如下分析:输入信号vin被bootstrap到vdd+vin加在gate上作为switch的控制电压,在bootstrap时候,source/drain电压大小为vin,gate电压大小为vdd+vin, bulk为0V,栅氧下方处于强反型,沟道电位为vin,gate oxide承受(vdd+vin)-vin=vdd(未超压),沟道到衬底的耗尽层承受vin电压,所以switch不会有问题,因此我们认为这是一个“假”超压,之所以加个引号,是因为这是有前提的,即vin不能大于vdd,而实际上vin是vin+vcm,可能会超过vdd引起可靠性问题,需要检查和分析,一般遇到这种情况,把bootstrap switch的bulk在bootstrap时接到最高电位,reset时接到gnd即可。
第二个问题,Vdb超压,说的是drain端和bulk之间的电压超过core电压。这发生在hold模式,reset时有一个nmos会下拉到地,它确实有可靠性的问题,需要引起我们重视,做好防超压的保护措施。一种方法是,比如使用DNW管让bulk接到source,同时外加pmos钳位,可避免该问题。
上面文字只是简单做个记录,具体细节不做过多解释。