通用串行总线开关电路及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子技术领域，具体涉及一种通用串行总线开关电路及电子设备。


背景技术：

2.静电放电(electrostatic discharge，esd)是造成大多数的电子元件或电子系统受到过度电性应力(electrical overstress，eos)破坏的主要因素。这种破坏会导致半导体元件受到永久性的毁坏，因而影响集成电路(integrated circuits，ics)的电路功能，而使得电子产品工作不正常，因此，电子产品，比如usb开关，需要满足标准iec-41000-2中关于esd的要求。esd主要划分为四种放电模式：人体模型(human-body-model，hbm)，机器模型(machine-model，mm)，组件充电模型(charged-device-model，cdm)，iec模型(international-electrotechnical-commission，iec)。其中前三种放电模型为器件级，主要保证ic在制造过程中不受损坏。iec模型为系统级esd测试，用于模拟现实世界中的用户终端esd事件。
3.usb(通用串行总线)开关的dp/dm端口容易遭遇到系统级esd冲击事件，损坏芯片及后级设备(后级设备为低压端口)。如何提高usb开关的系统级esd保护能力是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种通用串行总线开关电路及电子设备，以解决现有的通用串行总线开关电路系统级esd保护能力较弱的问题。
5.本技术提供一种通用串行总线开关电路，包括：驱动控制模块，用于在所述开关电路上电后获取输入信号，并在所述输入信号满足预设条件时经预设时间后输出第一开关控制信号；开关模块，第一端与所述驱动控制模块的输入端连接、第二端与所述驱动控制模块的输出端连接，所述开关模块用于在接收到所述第一开关控制信号时断开；钳位控制模块，用于在所述开关电路上电时输出钳位控制信号；第一钳位模块，与所述开关模块的第三端和所述钳位控制模块的输出端连接，用于根据所述钳位控制信号控制所述第一钳位模块的输出端与所述第三端断开连接，所述第三端用于连接外部设备。
6.可选的，还包括第二钳位模块；所述第二钳位模块与所述开关模块的第二端连接，用于在所述开关模块断开后将所述第二端的电压钳位至预设钳位电压。
7.可选的，还包括第三钳位模块；所述第三钳位模块与所述开关模块的第一端连接，用于吸收所述第一端的静电能量。
8.可选的，所述第二钳位模块包括：第一钳位单元和开关单元；所述第一钳位单元的一端与所述开关模块的第二端连接、另一端与所述开关单元的第一端口连接，所述开关单元的第二端口与所述开关模块的第二端连接，所述开关单元的第三端口接地，用于在所述开关模块的第二端电压大于预设击穿电压时输出击穿信号；所述开关单元，用于在接收到所述击穿信号时控制所述开关单元的第二端口与第三端口导通。
9.可选的，所述开关模块包括至少第一功率器件和第二功率器件；
10.所述第一功率器件的第一连接端用于获取所述输入信号、所述第一功率器件的第二连接端和所述第二功率器件的第二连接端均与所述驱动控制模块的输出端连接，所述第一功率器件的第三连接端和所述第二功率器件的第三连接端连接，所述第一功率器件的第一连接端用于连接所述第一钳位模块。
11.可选的，所述驱动控制模块包括第二钳位单元和驱动单元；
12.所述第二钳位单元，输入端与所述第一功率器件的第一连接端连接、输出端与所述驱动单元的一端和所述第一功率器件的第二连接端连接，所述驱动单元的另一端与所述第一功率器件的第三连接端连接。
13.可选的，所述第一钳位单元包括至少一钳位二极管；
14.所述钳位二极管的负极与所述开关模块的第二端连接、正极与所述开关单元的第一端口连接。
15.可选的，所述开关单元包括至少第一开关器件和第一电阻；
16.所述第一开关器件的控制端与所述钳位二极管的正极和所述第一电阻的一端连接、第一开关端与所述开关模块的第二端连接、第三端和所述第一电阻的另一端均与地连接。
17.可选的，所述第二钳位单元包括：至少一隔直电容、第二电阻和至少一第二开关器件；
18.所述隔直电容的一端与所述第一功率器件的第一连接端连接、另一端与所述第二电阻的一端和所述第二开关器件的控制端和第一端连接；所述第二开关器件的第二端与所述第一功率器件的第三连接端连接。
19.可选的，所述驱动单元包括：驱动子单元和隔离子单元；
20.驱动子单元的第一输入端与所述第二钳位单元的输出端连接、第二输入端连接参考电压信号，所述参考电压信号的值为负值、第一输出端与所述第一功率器件的第三连接端连接，用于输出栅端驱动电压；
21.隔离子单元，与所述驱动子单元的第二输出端连接，所述隔离子单元的输出端与所述第一功率器件的第二连接端连接形成中间节点，用于根据控制信号输出所述参考电压信号，并防止所述参考电压信号形成抽载电流。
22.可选的，所述钳位控制模块包括：包括至少一第三开关器件和一反相器；
23.所述第三开关器件的控制端连接基准电压、第一端接地、第二与所述反相器的输入端和电压源连接；所述反相器的输出端与所述第一钳位模块的输入端连接。
24.可选的，所述第一钳位模块包括：至少一第一钳位电容、第一钳位电阻和第四开关器件；
25.所述第一钳位电容的一端和所述第四开关器件的第二端均与所述开关模块的第二端连接、所述第一钳位电容的另一端与所述第一钳位电阻的一端和所述第四开关器件的控制端连接，所述第一钳位电阻的另一端与所述第四开关器件的第一端连接。
26.可选的，所述第三钳位模块包括：至少一第二钳位电容、第二钳位电阻和第五开关器件；
27.所述第二钳位电容的一端和所述第五开关器件的第二端均与所述开关模块的第
一端连接、所述第二钳位电容的另一端与所述第二钳位电阻的一端和所述第五开关器件的控制端连接，所述第二钳位电阻的另一端与所述第五开关器件的第一端连接。
28.本技术还提供一种电子设备，包括所述的通用串行总线开关电路。
29.本技术提供的一种通用串行总线开关电路及电子设备，通过驱动控制模块在所述开关电路上电后获取输入信号，并在所述输入信号满足预设条件时经预设时间后输出第一开关控制信号，开关模块在接收到所述第一开关控制信号时断开；钳位控制模块在所述开关电路上电时输出钳位控制信号；第一钳位模块根据所述钳位控制信号控制所述第一钳位模块的输出端与所述第三端断开连接，以断开与外部设备的连接，钳位控制模块可以在上电时控制第一钳位模块关断，防止在开关模块断开前形成开关模块第三端至第一钳位模块的静电能量泄放路径，避免了第三端电压快速升高，保护了与开关模块的第三端连接的后级设备，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护能力。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的结构示意图；
32.图2为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的结构示意图；
33.图3为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的结构示意图；
34.图4为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的系统级esd的结构示意图；
35.图5为本技术一实施例的第二钳位模块的电路结构示意图；
36.图6为本技术一实施例的第二钳位单元的电路结构示意图；
37.图7为本技术一实施例的驱动单元的电路结构示意图；
38.图8为本技术一实施例的第一时钟控制信号clk和第二时钟控制信号clkb的关系图；
39.图9为本技术一实施例的钳位控制模块的电路结构示意图；
40.图10为本技术一实施例的第一钳位模块的电路结构示意图；
41.图11为本技术一实施例的第二钳位模块的电路结构示意图。
具体实施方式
42.如背景技术描述，usb(通用串行总线)开关的dp/dm端口容易遭遇到系统级esd冲击事件，损坏芯片及后级设备(后级设备为低压端口)。为了提高usb开关的系统级esd保护能力，本技术提出一种解决方案，可以实现系统级esd保护，减少了后级设备受到的esd冲击，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护能力。
43.下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
44.请参看图1，为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的结构示意图。
45.本实施例的通用串行总线开关电路，包括：驱动控制模块1、开关模块2、钳位控制模块3和第一钳位模块4。
46.驱动控制模块1，用于在所述开关电路上电后获取输入信号，并在所述输入信号满足预设条件时经预设时间后输出第一开关控制信号。
47.开关模块2，第一端dp与所述驱动控制模块1的输入端连接、第二端与所述驱动控制模块1的输出端连接，所述开关模块2用于在接收到所述第一开关控制信号时断开。
48.钳位控制模块3，用于在所述开关电路上电时输出钳位控制信号。
49.第一钳位模块4，与所述开关模块2的第三端d1p和所述钳位控制模块3的输出端连接，用于根据所述钳位控制信号控制所述第一钳位模块4的输出端与所述第三端d1p断开连接，所述第三端用于连接外部设备。
50.本实施例的通用串行总线开关电路，通过驱动控制模块1在所述开关电路上电后获取输入信号，并在所述输入信号满足预设条件时经预设时间后输出第一开关控制信号，开关模块2在接收到所述第一开关控制信号时断开；钳位控制模块3在所述开关电路上电时输出钳位控制信号；第一钳位模块4根据所述钳位控制信号控制所述第一钳位模块4的输出端与所述第三端断开连接，以断开与外部设备的连接，钳位控制模块3可以在上电时控制第一钳位模块4关断，防止在开关模块2断开前形成开关模块2第三端至第一钳位模块4的静电能量泄放路径，避免了d1p端电压快速升高，保护了与开关模块2的第三端连接的后级设备，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护能力。
51.优选的，钳位控制模块3的输入端用于接收电源电压vcc，在通用串行总线开关电路上电时，钳位控制模块3接收到的电源电压vcc时会大于预设电压，该预设电压大于0.5v(伏特)，此时，钳位控制模块3会输出钳位控制信号。在其他可选的实施例中，当通用串行总线开关电路正常工作没有esd事件时，钳位控制模块3也可以根据驱动控制模块输出的信号输出钳位控制信号控制第一钳位模块断开与开关模块第三端的连接。
52.请参看图2，为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的结构示意图。
53.在上述图1的基础上，本实施例的通用串行总线开关电路，还包括第二钳位模块5。
54.所述第二钳位模块5与所述开关模块2的第二端连接，用于在所述开关模块2断开后将所述第二端的电压钳位至预设钳位电压。由于，开关模块2在接收到所述第一开关控制信号断开后，开关模块2的第二端处无放电路径，第二端的电压无法泄放，会使得开关模块2中的器件被打坏，第二钳位模块5在所述开关模块2断开后将所述第二端的电压钳位至预设钳位电压，可以避免d1p端电压快速升高，进一步保护开关模块2内部的电路器件，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护的稳定性。
55.本实施例的通用串行总线开关电路，第二钳位模块5在所述开关模块2断开后将所述第二端的电压钳位至预设钳位电压，可以对开关模块2的第二端的电压进行电压钳位，可以在开关模块2关断后给开关模块2的第二端处提供放电路径，将开关模块2的第二端电压进行泄放，防止了开关模块2内部的电路器件被击穿，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护的稳定性。
56.请参看图3，为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的结构示意图。
57.在上述图2的基础上，本实施例的通用串行总线开关电路，还包括第三钳位模块6，
所述第三钳位模块6与所述开关模块2的第一端连接，用于吸收所述第一端的静电能量，可以进一步吸收开关模块2的第一端的静电能量，可以在d1p端电压快速升高的基础上，进一步保护开关模块内部的电路器件。
58.在可选的另一种实施方式中，第二钳位模块包括：第一钳位单元和开关单元。所述第一钳位单元的一端与所述开关模块的第二端连接、另一端与所述开关单元的第一端口连接，所述开关单元的第二端口与所述开关模块的第二端连接，所述开关单元的第三端口接地，用于在所述开关模块的第二端电压大于预设击穿电压时输出击穿信号；所述开关单元，用于在接收到所述击穿信号时控制所述开关单元的第二端口与第三端口导通。通过第一钳位单元和开关单元可以形成开关模块2第三端至第一钳位模块4的静电能量泄放路径，避免了d1p端电压快速升高，保护了与开关模块2的第三端连接的后级设备。
59.在可选的另一种实施方式中，所述驱动控制模块包括第二钳位单元和驱动单元。所述第二钳位单元，输入端与所述第一功率器件的第一连接端连接、输出端与所述驱动单元的一端和所述第一功率器件的第二连接端连接，所述驱动单元的另一端与所述第一功率器件的第三连接端连接。通过第二钳位单元和驱动单元可以精准地驱动开关模块。
60.在可选的另一种实施方式中，所述驱动单元包括：所述驱动单元包括：驱动子单元和隔离子单元；驱动子单元的第一输入端与所述第二钳位单元的输出端连接、第二输入端连接参考电压信号，所述参考电压信号的值为负值、第一输出端与所述第一功率器件的第三连接端连接，用于输出栅端驱动电压；隔离子单元，与所述驱动子单元的第二输出端连接，所述隔离子单元的输出端与所述第一功率器件的第二连接端连接形成中间节点，用于根据控制信号输出所述参考电压信号，并防止所述参考电压信号形成抽载电流。
61.下面以一具体实施例介绍本技术的通用串行总线开关电路的进行系统级esd测试的具体过程：
62.请参看图4，为本技术一实施例的通用串行总线开关电路的系统级esd的结构示意图。
63.图4中d1为dp端口外置tvs管，用于泄放静电能量；d1p为输出端，与输出端d1p连接的是后级设备100。
64.本实施例的usb开关电路，包括：第二钳位单元11、驱动单元12、第一钳位模块4、第二钳位模块5、第三钳位模块6、钳位控制模块3。开关模块包括至少第一功率器件和第二功率器件；所述第一功率器件的第一连接端用于获取所述输入信号、所述第一功率器件的第二连接端和所述第二功率器件的第二连接端均与所述驱动控制模块的输出端连接，所述第一功率器件的第三连接端和所述第二功率器件的第三连接端连接，所述第一功率器件的第一连接端用于连接所述第一钳位模块。第一功率器件和第二功率器件包括任意开关器件，比如nmos晶体管、pmos晶体管、三极管等。通过第一功率器件和第二功率器件可以实现高速开关切换，实现高速数据传输。
65.本实施例中，第一功率器件和第二功率器件分别为第一nmos晶体管m1和第二nmos晶体管m2。
66.第一钳位模块4包括低压esd钳位电路，用于泄放d1p低压端口的esd静电能量；第二钳位模块5为栅端钳位电路，第三钳位模块6包括高压eds钳位电路，用于泄放dp高压端口的esd静电能量。第二钳位单元11包括rc钳位电路。第一钳位模块4的esd触发电压低于外部
tvs管的触发电压。
67.高压eds钳位电路为dp高压端口esd器件；低压esd钳位电路为d1p低压端口esd器件，内部采用rc钳位的方式，该模块esd触发电压低于外部tvs管触发电压；第二钳位单元11为dp端口的速率检测模块，当dp端口见esd冲击时，第二钳位单元11根据检测的信号速率通过控制驱动单元12关断功率器件m1和m2。
68.本技术的usb开关电路进行系统级esd测试的具体过程为：当dp端口见esd冲击时，第二钳位单元11响应控制信号关断功率管m1和m2；m1和m2的驱动单元12，当usb开关电路上电时，dp端口遭受系统级esd冲击时，由于第二钳位单元11响应时间需在1ns以上，且usb开关电路输出端第一钳位模块4的esd触发电压低于usb开关输入端外部tvs管d1的esd触发电压，此时外部d1还未工作，由于上电时，钳位控制模块3已经发出钳位控制信号bg_ok控制低压esd钳位与d1p端点断开连接，因此在该1ns以内，断开了功率管m1、m2至低压esd钳位、输出端d1p的静电能量泄放路径；避免了在该1ns内节点mid和输出端d1p端电压快速升高，避免了打坏后级设备风险。
69.1ns后第二钳位单元11响应控制信号将功率管m1和m2关断，通过第二钳位模块5，对m1和m2的栅端电压进行钳位，当栅端电压高于所设定的钳位电压时，打开第二钳位模块5中的泄放管，对m1和m2的栅端电压进行泄放电流，进行电压钳位电压。由于节点mid增加了泄放电路径，因此节点mid端电压得以泄放，消除了功率管m1和m2被击穿的风险。
70.本技术的通用串行总线开关电路，钳位控制模块3可以在上电时控制第一钳位模块4关断，防止在功率器件m1和m2关断前形成功率器件m1和m2至第一钳位模块4的静电能量泄放路径，避免了d1p端电压快速升高，保护了后级设备；另外，第二钳位模块5可以对节点mid端的电压进行电压钳位，可以将功率器件m1和m2关断后给节点mid处提供放电路径，将节点mid端电压进行泄放，防止了功率器件m1和m2被击穿，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护能力。
71.在一种实施方式中，所述第一钳位单元包括至少一钳位二极管；所述钳位二极管的负极与所述开关模块的第二端连接、正极与所述开关单元的第一端口连接。在一种实施方式中，该钳位二极管为齐纳二极管，齐纳二极管的数量可以是一个也可以多少。在其他可选的实施方式中，所述第一钳位单元还包括其他元件，比如普通二极管或电容、电阻等滤波器件。通过使用钳位二极管进行钳位可以方便电路设计，减少电路面积。
72.在一种实施方式中，所述开关单元包括至少第一开关器件和第一电阻；所述第一开关器件的控制端与所述钳位二极管的正极和所述第一电阻的一端连接、第一开关端与所述开关模块的第二端连接、第三端和所述第一电阻的另一端均与地连接。第一开关器件包括nmos晶体管、pmos晶体管、三极管或其他开关器件。在其他可选的实施方式中，所述开关单元还包括其他器件，比如滤波功能的器件。通过使用第一开关器件实现电路泄放，可以方便电路设计。
73.请参看图5，本技术一实施例的第二钳位模块的电路结构示意图。
74.本实施例的第二钳位模块包括：第一钳位单元51和开关单元52；
75.第一钳位单元包括51包括钳位二极管d5、第一二极管d2、第二二极管d3、第三二极管d4；所述开关单元52包括一个第一开关器件和第一电阻r1，第一开关器件包括第三晶体管m3。
76.第一二极管d2的正极与m1的栅极连接、负极依次与d3、d4连接，d4的负极与d5的负极连接，d5的正极与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端接地。第三晶体管m3的栅端与d5的正极连接，源端或漏端分别与m1的栅极和地连接。
77.在dp端口遭遇系统级esd冲击时，由于输出端低压esd钳位受钳位控制信号bg_ok使能关断，因此不存在功率管路径泄放静电能量；另外，当第二钳位单元11响应的1ns以内，dp端口电压通过功率管m1寄生电容耦合至栅端电压，当栅端电压高于栅端钳位电压时，m3泄放管打开，对栅端电荷进行快速泄放；此时功率管m1处于饱和区，mid端电位受栅端电压限制，vmid＝vgate-vth；因此，通过对功率管栅端进行钳位，可以间接控制vmid端电压和d1p端电压，防止mid端节点和d1p端电压见高压；之后第二钳位单元11响应，关断功率管m1和m2。
78.本实施例的第二钳位模块可以对功率管gate端进行快速钳位，间接对mid端节点和d1p端节点钳位；进一步降低功率管和后级设备被打坏的风险。
79.在可选的另一种实施方式中，所述第二钳位单元包括：至少一隔直电容、第二电阻和至少一第二开关器件；所述隔直电容的一端与所述第一功率器件的第一连接端连接、另一端与所述第二电阻的一端和所述第二开关器件的控制端和第一端连接；所述第二开关器件的第二端与所述第一功率器件的第三连接端连接。通过隔直电容在高频下短路特性，可以在输入端dp端口电压耦合至第二电阻上，第二开关器件打开，将gate端节点和mid端节点短接，实现第一功率器件和第二功率器件的快速关断，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护能力。
80.请参看图6，本技术一实施例的第二钳位单元的电路结构示意图。
81.本实施例的第二钳位单元包括隔直电容c1、第二电阻r2和第二开关器件。第二开关器件包括nmos晶体管m4。所述隔直电容c1的一端与所述m4的源极连接、另一端与所述第二电阻r2的一端和m4的栅极和第一端连接；m4的漏极与所述第一功率器件的第三连接端连接。dp为端口输入io，gate端为功率管栅端节点，mid端为功率管中间节点。
82.本实施例的第二钳位单元，当输入端dp见系统级esd时，该端口电压快速上升，通过隔直电容c1在高频下短路特性，可以在输入端dp端口电压耦合至第二电阻r2上，r2压降大于nmos晶体管m4下拉管阈值电压时，nmos晶体管m4打开，将gate端节点和mid端节点短接，实现第一功率开关管m1的快速关断，提高了通用串行总线开关电路系统级esd保护能力。
83.请参看图7，本技术一实施例的驱动单元的电路结构示意图。
84.本实施例的驱动单元12包括：驱动子单元121和隔离子单元122。
85.本实施例中，所述驱动子单元121包括第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3和第四开关s4。
86.所述第一开关s1的一端与所述储能电容c
fly
的下极板连接、另一端用于获取所述参考电压信号neg；所述第二开关s2的一端用于获取所述输入电压信号lv1，另一端与所述储能电容c
fly
的上极板和第四开关s4的一端连接，第四开关s4的领域端与外部开关器件的栅端连接，所述第三开关s3的一端与所述储能电容c
fly
的下极板连接，另一端与中间节点mid连接。
87.第一开关s1、第二开关s2受第一时钟控制信号clk控制，第三开关s3和第四开关s4
受第二时钟控制信号clkb控制，请参看图8。
88.请参看图8，第一时钟控制信号clk和第二时钟控制信号clkb的关系图。
89.图8，可以看出第一时钟控制信号clk和第二时钟控制信号clkb的频率相等、相位相反。在所述第三开关s3和第四开关s4根据所述第二时钟控制信号clkb断开时、所述第一开关s1和所述第二开关s2根据所述第一时钟控制信号clk导通；所述第三开关s3和第四开关s4根据所述第二时钟控制信号clkb导通时、所述第一开关s1和所述第二开关s2根据所述第一时钟控制信号clk断开。
90.本实施例的驱动单元12的具体工作原理如下：lv1为ldo(低压线性稳压器)的输出电压，电压值为3.5v，neg为负压电荷泵的输出电压，电压值为-1.5v。为了保证低压下导通阻抗，通过产生-1.5v的neg电压作为功率管m1和m2的栅极驱动电路1的参考电压信号，可以在低压下给功率管m1和m2提供足够的栅-源端电压vgs。
91.当clk为低电平、clkb为高电平时，s1/s2开关闭合导通，s3/s4开关断开，储能电容c
fly
进行电荷存储，存储的电荷量q＝c
fly
*(lv1 neg)。当clkb翻为低电平时，s3/s4开关闭合导通，此时中间节点mid的节点电压传输至储能电容c
fly
下极板，节点v1的电压与中间节点mid的节点电压相等，即v1＝vmid。利用电容电荷不能突变特性，所以储能电容c
fly
上极板电压v2＝vmid (lv1 neg)，功率管m1和m2的栅-源端之间的电压vgs则为lv1 neg，增大了栅-源端之间的电压vgs，降低了导通阻抗。
92.但是，该驱动单元12工作过程中会形成neg对mid端的抽载电流，该neg的存在相当于中间节点mid连接一个电流源，会产生一个抽载电流，该抽载电流流经r1电阻，导致端口dp/dm出现负压现象。该抽载电流产生原因包括两方面：一方面为：当clk为低电平时，储能电容c
fly
下极板电压v1＝neg＝-1.5v，当clk翻为高电平时，mid端对储能电容c
fly
下极板进行充电，最终使得v1＝vmid；在该过程中可等效为neg对mid端进行拉载；另一方面为：clk与clkb时钟有交叠区间时，会形成mid-neg通路，同样可等效为neg对mid端进行拉载。
93.为了解决上述问题，驱动单元12进一步包括隔离子单元122；隔离子单元122包括晶体管m5和晶体管m6；所述晶体管m5的控制端和所述晶体管m6的控制端均与所述中间节点mid连接，所述第一开关器件m1的第二端与所述第二开关器件m2的第二端和所述驱动模块的第二输出端均连接，所述第一开关器件m1的第一端与电源电压vcc连接，所述晶体管m6的第一端与地连接。在其他可选的实施例中，晶体管m5和晶体管m6的数量可以为多个。通过在mid端节点和v1端节点之间增加源跟随电路，该源跟随电路包括源跟随器，对两节点进行屏蔽隔离，可以消除neg对mid端抽载电流影响。
94.请参看图9，本技术一实施例的钳位控制模块的电路结构示意图。
95.本实施例的钳位控制模块包括：包括第三开关器件m7、反相器inv和电阻r3；所述第三开关器件m7的控制端连接基准电压vref、第一端接地、第二与所述反相器inv的输入端和通过电阻r3与电压源vcc连接；所述反相器inv的输出端与所述第一钳位模块的输入端连接。在其他可选的实施方式中，电阻r3可以省略，钳位控制模块还可以包括多个第三开关器件m7和反相器inv。第三开关器件m7为nmos晶体管。
96.本实施例的钳位控制模块中，基准电压vref可以是芯片内部基准电，也可以是通过外部控制器提供的电压，当该基准电压vref大于第三开关器件m7的nmos阈值时，第三开关器件m7打开，对va端节点进行下拉，经反相器inv后输出高电平钳位控制信号bg_ok，电路
设计简单。
97.请参看图10，本技术一实施例的第一钳位模块的电路结构示意图。
98.本实施例的第一钳位模块包括：第一钳位电容c11、第一钳位电阻r11和第四开关器件；第四开关器件包括nmos晶体管m8。
99.所述第一钳位电容c11的一端和nmos晶体管m8的漏极均与所述开关模块的第二端，即输出端d1p，连接、所述第一钳位电容c11的另一端与所述第一钳位电阻r11的一端和nmos晶体管m8的栅极连接，所述第一钳位电阻r11的另一端与nmos晶体管m8的源极连接。
100.本实施例的第一钳位模块，当输出端d1p端口见esd事件时，d1p端口电压快速上升，通过第一钳位电容c11耦合至第一钳位电阻r11上，nmos晶体管m8下拉管打开对d1p端口esd能量进行放电，实现钳位的效果。通过第一钳位电容c11、第一钳位电阻r11和nmos晶体管m8实现对输出端d1p的钳位，钳位准确性高，电路简单。
101.请参看图11，本技术一实施例的第二钳位模块的电路结构示意图。
102.本实施例的第二钳位模块包括：第二钳位电容c12、第二钳位电阻r12和第五开关器件；第五开关器件包括nmos晶体管m9。
103.所述第二钳位电容c12的一端和nmos晶体管m9的漏极均与所述开关模块的第一端，即输入端dp，连接、所述第二钳位电容c12的另一端与所述第二钳位电阻r12的一端和nmos晶体管m9的栅极连接，所述第二钳位电阻r12的另一端与nmos晶体管m9的源极连接。
104.本实施例的第二钳位模块，当输入端dp端口见esd事件时，dp端口电压快速上升，通过第二钳位电容c12耦合至第二钳位电阻r12上，nmos晶体管m9下拉管打开对dp端口esd能量进行放电，实现钳位的效果。通过第二钳位电容c12、第二钳位电阻r12和nmos晶体管m9实现对输入端dp的钳位，钳位准确性高，电路简单。
105.本技术的实施例还提供一种包括上述通用串行总线开关电路的电子设备，例如开关器件等。该电子设备采用上述的通用串行总线开关电路，实现了电子设备的esd保护，提高了电子设备的稳定性。
106.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。