TW201937341A

TW201937341A - 負電壓偵測及電壓突波保護

Info

Publication number: TW201937341A
Application number: TW108104711A
Authority: TW
Inventors: 黎兆宏; 吳紅兵
Original assignee: 美商半導體組件工業公司
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2019-09-16
Also published as: US10811866B2; CN110196348A; US20190267792A1

Abstract

在一通用態樣中，一種電路能包括一參考電流產生器，該參考電流產生器經組態以產生代表一臨限電壓的一第一電流信號。該電路也能包括一電流比較器，該電流比較器經組態以鏡像該第一電流信號、產生代表一已接收電壓的一第二電流信號、及比較該第二電流信號與該第一電流信號。該電流比較器也能經組態以當該第二電流信號與該第一電流信號的該比較指示該已接收電壓小於該臨限電壓時，提供在一第一邏輯值的一偵測信號以指示該已接收電壓低於該臨限電壓。

Description

負電壓偵測及電壓突波保護

本說明書相關於用於偵測負電壓的電路。更具體地說，本揭露相關於能用於保護電子裝置（例如，系統，其他電路等）免於負電壓、同時也耐受正電壓及負電壓突波的電路。

電裝置及系統（諸如，消費性電子裝置）能易於為施加至此種裝置及系統之電壓上的變化所損壞。例如，在某些情況下，對裝置的信號終端（例如，資料終端等）施加負電壓能對裝置的電路系統導致損壞。偵測電路能用於偵測此種負電壓並指示（例如，經由中斷信號）負電壓的發生，或偵測。然後能採取保護措施以回應此種中斷信號而保護裝置免於可由負電壓導致的損壞。

然而，用於偵測負電壓之電路的目前實施方案具有缺點。例如，此種偵測電路的目前實施方案可能不能耐受能發生在正對其實施負電壓偵測之信號終端上的正及負電壓變化。此種電壓變化能對偵測電路及/或已實作偵測電路以保護其的電路裝置導致損壞。此種偵測電路的目前實施方案也能具有非所要的靜態電力消耗，例如，當負電壓不存在於正藉由此種偵測電路對其監視負電壓的信號終端上時。

在另一通用態樣中，一種電路能包括一第一電流比較器，其經組態以基於代表一已接收電壓的一第一電流信號與代表一第一臨限電壓的一第二電流信號的一比較而產生一啓用信號。該電路也能包括一參考電流產生器，該參考電流產生器經組態以回應於該啓用信號而產生代表一第二臨限電壓的一第三電流信號，該第二臨限電壓小於該第一臨限電壓。該電路能進一步包括一第二電流比較器，該第二電流比較器經組態以鏡像該第三電流信號、且比較該第三電流信號與該第一電流信號。該第二電流比較器也能經組態以當該第三電流信號與該第一電流信號的該比較指示該已接收電壓小於該第二臨限電壓時，提供在一第一邏輯值的一偵測信號以指示該已接收電壓低於該第二臨限電壓。

在另一通用態樣中，一種操作一電路的方法能包括藉由一電流產生器產生代表一臨限電壓的一第一電流信號、藉由一電流比較器鏡像該第一電流信號、藉由該電流比較器產生代表一已接收電壓的一第二電流信號、並藉由該電流比較器比較該第二電流信號與該第一電流信號。該方法也能包括當該第二電流信號與該第一電流信號的該比較指示該已接收電壓小於該臨限電壓時，藉由該電流比較器提供在一第一邏輯值的一偵測信號以指示該已接收電壓低於該臨限電壓。

本揭露相關於用於偵測負電壓的方法，例如，電路和關聯方法。此種電路及方法能實作在能統稱為裝置的許多電子裝置及系統中。例如，本文描述的實施方案能實作在通用序列匯流排(universal serial bus, USB)切換器中以偵測共同信號引腳（諸如，USB切換器之共同（例如，主機側）埠上的資料引腳(DP/DM)）上的負電壓。

在某些實施方案中，當使用本文揭示的實施方案偵測到非所欲的負電壓時，能將指示負電壓的發生或偵測的中斷信號發送至已於其上偵測到負電壓的關聯裝置，諸如，USB切換器的控制器或處理器。回應於此中斷信號，裝置能採取適當行動以保護該裝置及/或連接至於其上偵測到負電壓之該裝置的裝置。例如，在USB切換器的實施方案中，USB切換器的控制器或處理器能接收中斷信號，並回應於中斷信號，能停用切換器的共同埠以防止所偵測的負電壓傳送至與共同埠連接的裝置（例如，電腦、平板電腦等），其能防止對切換器及/或任何連接裝置的損壞。

雖然本揭露具體地指關於在USB切換器的上下文中用於負電壓偵測的方法，該等方法也能實作在其他裝置中以偵測負電壓，並提供此種偵測的對應指示，所以能採取適當行動以保護於其上偵測到負電壓的裝置，以及能被此種負電壓所不利地影響的任何操作地連接的裝置。

在某些實施方案（諸如，USB切換器）中，負電壓偵測電路（諸如，本文描述的該等負電壓偵測電路）能用於偵測也能經受寬廣範圍的直流(direct-current, DC)電壓及/或直流電壓突波之信號終端上的負電壓。例如，在某些實施方案中，能將USB切換器指定、額定等成耐受彼等的共同資料引腳、切換器的其他USB埠切換至其的共同USB埠的此種DP及DM資料引腳上的±24伏特(V) DC。另外，在一些實施方案中，能將USB切換器指定成耐受共同資料引腳上的±24V DC電壓突波。揭示及描述於本文中的負電壓偵測電路實施方案能夠偵測信號終端（諸如，共同資料引腳）上的負電壓（例如，-1 V），並提供指示負電壓之偵測的信號，同時耐受上文提及的電壓範圍及電壓突波而不損壞所發生之負電壓偵測電路的元件。

此外，本文描述的負電壓偵測電路的實施方案能在一般操作期間（例如，當未偵測到負電壓且不存在電壓突波時）以非常低（例如，零或接近零）的靜態電力消耗操作。另外，如本文所描述的，此種負電壓偵測電路能使用遲滯實作，其在偵測負電壓時能防止關聯偵測或中斷信號的振盪。例如，能實作在數百毫伏特(mV)之範圍中的偵測遲滯以防止此種振盪。

圖1A係繪示其中的電流比較器用於負電壓偵測的電路100的方塊圖。如圖1A所示，電路100包括電壓選擇方塊105、啓用方塊110、電流產生器方塊115、及電流比較器方塊120。在電路100中，電壓選擇方塊105能組態成從供應電壓VCC及施加在信號終端109上的電壓VCOM選擇較低的電壓（例如，其能稱為最負電壓），該供應電壓能係能提供在終端107上之用於電路100之元件的供應電壓，其中電路100組態成監視信號終端109（諸如，USB切換器的共同資料引腳、DP、或DM）上的電壓，並偵測所選擇的電壓是否低於負電壓偵測臨限。在一實例實施方案中，電路100能組態成偵測-1.0 V的負電壓。為討論及說明的目的，將在以下討論中參考本實例實施方案。在某些實施方案中，能使用本文描述的方法偵測其他電壓位準、負電壓位準、或另外的電壓位準。

如圖1A所示，在電路100中，電壓選擇器方塊105與啓用方塊110耦接。在電路100組態成偵測-1 V之負電壓的上述實例中，啓用方塊110可組態成產生啓用信號。啓用信號能在由電壓選擇方塊105供應及/或選擇給啓用方塊110的電壓（例如，最負電壓）低於啓用臨限電壓時產生，其中啓用臨限電壓大於或更正於負電壓偵測臨限，諸如，此實例中的-1 V。例如，此實例中的啓用臨限電壓能係-0.9 V。亦即，若由電壓選擇方塊105提供或選擇的電壓（例如，作為最負電壓）小於或等於-0.9 V，啓用方塊110能組態成產生提供至電流產生器方塊115及電流比較器方塊120以啓用、導通等該等方塊的啓用信號（其能係邏輯「1」enable信號或邏輯「0」enable#信號）。電流產生器方塊115及電流比較器方塊120能繼而組態成偵測由電壓選擇方塊105提供的電壓是否下降成低於-1 V的負電壓偵測臨限。

在一些實施方案中，在電路100偵測到小於或等於負電壓偵測臨限的負電壓之前或之後，若由電壓選擇方塊105選擇及提供的電壓增加至高於啓用臨限，啓用方塊110能將enable信號從邏輯「1」改變或切換至邏輯「0」，且對於enable#信號反之亦然，其能停用電流發生器方塊115及電流比較器方塊120。進一步，在一些實施方案中，在偵測到小於或等於負電壓偵測臨限的負電壓之前或之後，能將啓用方塊110的啓用臨限設定成較高，例如，比上文提及的電壓較不負的電壓（諸如，設定在‑0.6 V），例如，以便允許為負電壓偵測實作遲滯，諸如本文所描述的。

在電路100中，當由啓用方塊110啓用時，電流產生器方塊115能產生與負電壓偵測臨限（例如，此實例中的-1 V）對應的參考電流。電流比較器120能組態成鏡像由電流產生器方塊115產生的參考電流，並也組態成比較鏡像電流與代表、對應於等由電壓選擇方塊105選擇及提供至電流比較器方塊120之電壓（例如，最負電壓）的電流。

在電路100中，若由電壓選擇方塊105提供至電流比較器120的電壓變成等於或小於負電壓偵測臨限，電流比較器120能在信號終端122上提供指示已偵測到小於或等於負電壓偵測臨限之負電壓的信號。能將在信號終端122上的該信號（例如，作為中斷信號）提供至於其上偵測到負電壓之裝置的控制器及/或提供至與在其上偵測到負電壓之裝置耦接的一或多個裝置。回應於指示負電壓之偵測的信號，能採取一或多個行動（諸如，打開開關、斷電電路或裝置等）以保護能為該負電壓所不利地影響（例如，損壞）的裝置及/或電路系統。

在一些實施方案中，負電壓偵測臨限及對應的參考電流能係第一負電壓偵測臨限及第一參考電流。在此種實施方案中，回應於指示負電壓之偵測的信號，基於第一負電壓偵測臨限，電流比較器120能組態成產生代表比第一負電壓偵測電壓更大（例如，更不負）的第二負電壓偵測臨限的第二參考電流。例如，繼續上述實例，第二負電壓偵測臨限能係-0.7 V，其會導致負電壓偵測以300 mV的遲滯實施，例如，在此實例中，第一負電壓偵測臨限係-1.0 V且第二負電壓偵測臨限係-0.7 V。

在此種方法中，啓用方塊100能組態成使得啓用臨限係在比第二負電壓偵測臨限更不負的電壓，至少在電流產生器產生第二參考電流時。當由電壓選擇方塊105提供的電壓係在遲滯電壓範圍內（例如，在第一負電壓偵測臨限與第二負電壓偵測臨限之間的電壓範圍中）時，此種方法能防止啓用方塊110停用電流產生器方塊115及電流比較器方塊120。

圖1B係繪示包括圖1A之負電壓偵測電路100的USB切換器150的方塊圖。如圖1B所示，切換器150能包括複數個切換USB埠155至160。雖然僅顯示二個切換USB埠，如圖1B所指示的，切換器150能包括額外的切換USB埠。切換器150也包括埠切換器165、共同USB埠170、及控制器175。控制器175能基於與交換USB埠155至160連接之USB裝置的操作而組態成操作埠切換器165以改變該等USB裝置的何者與共同USB埠170耦接。因此，切換器150能允許連接至切換USB埠155至160的複數個USB裝置與經由共同USB埠170耦接至切換器150的主機裝置通訊。

如圖1B所示，切換器150能包括負電壓偵測電路100，該負電壓偵測電路能與共同USB埠170及控制器175耦接。在一些實施方案中，能連接負電壓偵測電路100以偵測共同USB埠170之信號終端（例如，共同USB埠170的資料引腳DP及/或DM）上的負電壓。在一些實施方案中，切換器150能包括用於正針對負電壓之發生被監視的各信號終端的負電壓偵測電路100的多個實例。

在切換器150中，回應於偵測到小於或等於切換器150之負電壓偵測臨限的負電壓，負電壓偵測電路100能將指示負電壓之偵測的信號（諸如，中斷信號）提供至控制器175。回應於接收到指示負電壓之偵測的信號，控制器175能採取一或多個行動以防止來自所偵測之負電壓的不利影響。此種行動能包括，例如，引導埠切換器165以將所有切換USB埠155至160從共同USB埠170斷開，其能防止所偵測的負電壓傳送至與共同USB埠170連接的裝置（例如，主機計算裝置），並防止任何潛在產生的損壞。

圖2至圖6係繪示電路200的示意圖式，該電路能實作圖1A的負電壓偵測電路100。在圖2至圖6的各者中，將電路200顯示成具有具體指示之電路200的各別方塊，其包括圖1A所示之負電壓偵測電路100的該等方塊的實施方案，例如，圖2中的電壓選擇方塊、圖3中的啓用方塊、圖4中的參考電流產生器方塊、及圖5中的電流比較器方塊。除了相關於圖2至圖5指示及描述之圖1的電路100的方塊的實施方案外，圖6以指示電壓箝位器方塊的方式繪示電路200。雖然圖2至圖6之各者的各別討論係針對對應圖式指示的特定方塊，在各種描述中依需要參考其他方塊的參考數字及元件。

圖2係繪示具有電壓選擇方塊210被識別之電路200的示意圖。如下文所討論的，並進一步相關於繪示於圖9A至圖11D中的模擬結果，電路200的電壓選擇方塊210也能為電路200實作於其中的裝置（諸如，切換器150）提供對高於供應電壓之電壓的高電壓保護。

如圖2所示，電壓選擇方塊210能包括能將供應電壓VCC施加於其上的終端215，及將來自針對負電壓而被監視的信號終端（諸如，圖1B之USB切換器150中的共同埠170的共同資料引腳（例如，DP或DM））的電壓VCOM施加於其上的終端220。電路200的電壓選擇方塊210也能包括電阻器225，該電阻器能操作為供應電流(ICC)限制電阻器，及電阻器230，該電阻器能操作為靜電放電(electrostatic discharge, ESD)保護電阻器，以幫助保護電路200免於（至少）終端220上的大瞬態電壓。圖2的電壓選擇方塊210也包括齊納二極體235及高電壓n型金屬氧化物半導體(n-type metal-oxide semiconductor, NMOS)電晶體240。

如相關於電路100之電壓選擇方塊105於上文討論的，電路200的電壓選擇方塊210能組態成在施加在終端215的VCC與施加在終端220上的VCOM之間選擇較低的電壓（例如，最負電壓），並將所選擇的電壓作為電壓VRAIL提供在終端245上，如圖2所指示的。例如，當VCOM小於VCC時，NMOS電晶體240將以其線性模式操作，且通過電阻器230而具有一些電壓降的VCOM將作為VRAIL施加至終端245。

然而，當VCOM大於VCC時，因為齊納二極體235、NMOS電晶體240將VRAIL終端245箝位至約VCC減NMOS電晶體240的臨限電壓，防止高電壓（例如，在上文討論的實例中多達24 V DC）施加至電路200的其他方塊（諸如，啓用方塊及電流比較器方塊）。齊納二極體235能箝位NMOS電晶體240的閘極至源極電壓，以保護NMOS電晶體240的閘極免於損壞。在一些實施方案中，能使用其他方法以箝位NMOS電晶體240的閘極至源極電壓。例如，能使用複數個串聯連接的PN二極體或其他電壓箝位電路以取代齊納二極體235。

由於電路200組態成偵測VCOM何時小於或等於負電壓臨限、在VCOM超過VCC時，將VRAIL箝位至VCC，在實施方案中，其（能在2.5 V至5 V的範圍中）不禁止電路200偵測此種負電壓並也能保護電路200及任何連接裝置免於此種高VCOM電壓。

圖3係具有啓用方塊300被識別之圖2的電路200的示意圖。如圖3所示，啓用方塊300包括電流源305（諸如，提昇電阻器）、用於提供與啓用方塊300的臨限電壓對應之電壓（其能稱為啓用臨限）的終端310、及組態成在其閘極終端上接收代表啓用臨限電壓之電壓的NMOS電晶體315。在一些實施方案中，施加在終端310上的電壓能基於正常操作點（諸如，大於零的VCOM）及給定的負臨限電壓判定。例如，為減少正常操作期間（例如，當VCOM大於0 V時）的電力耗散，能選擇施加在終端310上的電壓以確保NMOS電晶體315在正常操作期間斷開。此外，當VCOM小於第二負電壓偵測臨限（例如，遲滯臨限）時，能選擇施加在終端310上的電壓，以確保啓用方塊提供邏輯1啓用信號，以啓用圖4的參考電流產生器方塊及圖5的電流比較器方塊500。換言之，應將施加在終端310上的電壓選擇成使得NMOS電晶體在正常操作期間斷開，並使得NMOS電晶體315在VCOM小於或等於遲滯臨限時導通。

啓用方塊300也能包括能調控啓用方塊300的下拉電流（例如，來自VRAIL）的電阻器320及325。在一些實施方案中，能省略電阻器320。

當橫跨NMOS電晶體315的閘極終端310及VRAIL終端245施加的NMOS電晶體315的閘極至源極電壓大於電晶體315的臨限電壓時（例如，當VCOM變得足夠負且到達啓用臨限電壓時），電晶體315將導通，導致啓用方塊300之反相器330的輸入終端改變至邏輯低，導致反相器330之輸出終端335上的啓用信號ENB改變至邏輯高，如本文所討論的，其將啓用電路200的參考電流產生器方塊及電流比較器方塊。

相反地，當NMOS電晶體315的閘極至源極電壓小於電晶體315的臨限電壓時（例如，當VCOM變得足夠正且更正於啓用臨限電壓時），電晶體315將斷開，導致啓用方塊300之反相器330的輸入終端改變至邏輯高，導致反相器330之輸出終端335上的啓用信號ENB改變至邏輯低，如本文所討論的，其將停用電路200的參考電流產生器方塊及電流比較器方塊。

如圖3所示，能將終端335上的信號ENB施加至啓用方塊335的p型金屬氧化物半導體(p-type metal-oxide semiconductor, PMOS)電晶體340的閘極終端。當信號ENB改變至邏輯高時，PMOS電晶體340將斷開，導致VCC不再施加至電路200之電流比較器方塊的提昇側。如本文所描述的，諸如，就至少圖4和圖5所描述的，阻止VCC施加至電流比較器方塊的提昇側使電流比較器方塊能結合參考電流產生器方塊偵測負電壓。

如也於圖3所示的，啓用方塊300包括電壓VC1存在於其上的終端345。在某些情況下，例如，對於負VCOM電壓，VC1能使用，例如，於圖6所示之電路200的示意圖中指示並於下文描述的電壓箝位器方塊箝位。顯示於圖3之啓用方塊300內的二極體係電壓箝位器方塊的一部分，且因此未相關於圖3描述，而替代地相關於圖6描述。

圖4係具有參考電流產生器方塊400被識別之圖2的電路200的示意圖。如圖4所示，參考電流產生器方塊400能包括NMOS電晶體402，該NMOS電晶體具有耦接至終端335的其閘極終端，啓用信號ENB在該終端上從圖3的啓用方塊300傳送。因此，當信號ENB係邏輯高時，NMOS電晶體402導通，其使電路200的參考電流產生器方塊400能產生用於負電壓偵測的參考電流。當信號ENB係低時，電晶體402斷開且因為沒有參考電流產生，參考電流產生器方塊400具有零，或接近零的靜態電力耗散。

電路200的參考電流產生器方塊400，如圖4所示，包括終端405，代表第一負電壓偵測臨限的電壓能在該終端上施加至NMOS電晶體415的源極終端。繼續上述實例，施加到終端405的電壓可與-1 V的第一負電壓偵測臨限（然而，在某些實施方案中，施加到終端405的電壓可不同於第一負電壓偵測臨限，諸如，基於在電路200中施加的其他電壓、其他電晶體的臨限等）對應。

如圖4所示，NMOS電晶體415的閘極終端與終端425耦接，能將信號DTCT#施加至該終端上，其中DTCT#係藉由電路200的電流比較器（如圖5中所指示）產生的信號，當DTCT#係邏輯高時，該電流比較器指示等於或小於第一負電壓偵測臨限的負電壓（例如，VRAIL電壓）尚未或目前未被電路200偵測到。在此情況下，終端405上之代表第一負電壓偵測臨限的電壓將通過電晶體415傳送。當DTCT#改變至邏輯低時，指示等於或小於第一負電壓偵測臨限的負電壓已偵測到，電晶體415將斷開，阻止終端405上的電壓通過電晶體415傳送。

與終端405、電晶體415、及終端425上的DTCT#信號合作，參考電流產生器方塊400也包括終端410，在該終端上代表第二負電壓偵測臨限（例如，遲滯負電壓偵測臨限）的電壓能施加至NMOS電晶體425的源極終端。繼續上述實例，施加至終端410的電壓可與-0.7 V的第二負電壓偵測臨限對應，以實作用於負電壓偵測的遲滯，在某些實施方案中，施加到終端410的電壓可不同於基於在電路200中施加的其他電壓、其他電晶體的臨限等的第二負電壓偵測臨限。

NMOS電晶體420的閘極終端與終端430耦接，能將與信號DTCT#反相的信號DTCT施加在該終端上，其中DTCT係由圖5中指示的電流比較器產生。DTCT在邏輯高時指示電路200偵測到等於或小於第一負電壓偵測臨限的負VRAIL電壓。在此情況下，終端410上代表第二（遲滯）負電壓偵測臨限的電壓將通過電晶體420傳送，而終端405上的電壓由電晶體415所阻擋。

當DTCT從邏輯高改變至邏輯低時，此能指示不再偵測到等於或小於第二（遲滯）負電壓偵測臨限的負電壓。在此情況下，電晶體420將斷開，阻止終端410上的電壓通過電晶體420傳送。然而，如上文提及的，電晶體415然後將回應於DTCT#從邏輯零改變至邏輯1而導通。使用DTCT及DTCT#信號，如上文所述，參考電流產生器410能藉由在產生代表第一負電壓偵測臨限的第一參考電流與產生代表第二負電壓偵測臨限（諸如，遲滯臨限）的第二電流之間切換而實作具有遲滯的負電壓偵測。

在電路200中，參考電流產生器方塊400也包括為參考電流產生器方塊400提供電流源的PMOS電晶體440，其中所產生的參考電流流過NMOS電晶體435、電阻器445、及用於啓用參考電流產生器方塊400的NMOS電晶體402。當DTCT#係邏輯高時，由參考電流產生器方塊400產生的參考電流能藉由將施加至終端405的電壓（此代表第一負電壓偵測臨限）與NMOS電晶體435的臨限之間的差除以電阻器445的電阻而判定。當DTCT係邏輯高時，由參考電流產生器方塊400產生的參考電流能藉由將施加至終端410的電壓（此代表第二（遲滯）負電壓偵測臨限）與NMOS電晶體435的臨限之間的差除以電阻器445的電阻而判定。能將用於電路200中之負電壓偵測的遲滯量判定為施加至終端405之電壓與施加至終端410的電壓之間的差。

圖5係具有電流比較器方塊500被識別之圖2的電路的示意圖。如圖5所示，電流比較器方塊500包括操作為參考電流產生器方塊400之PMOS電晶體440的電流鏡的PMOS電晶體505。亦即，PMOS電晶體505可鏡像由參考電流產生器方塊400產生的參考電流，例如，當電流比較器方塊500及參考電流產生器方塊400由啓用方塊300的信號ENB啓用時。

如圖5所示，電流比較器也包括與NMOS電晶體515的閘極、電阻器520、及電阻器525耦接的終端510。在一些實施方案中，能省略電阻器520。施加至終端510的電壓，連同由參考電流產生器方塊400使用以產生參考電流的電壓，判定由電流比較器方塊500使用的負電壓偵測臨限。為使用電路200準確地偵測負電壓或其他電壓，參考電流產生器方塊400的NMOS電晶體435及電流比較器的NMOS電晶體515應在彼等的操作參數、尺寸、實體佈局等上緊密地匹配。又，在此實例實施方案中，針對電流比較的準確性，參考電流產生器方塊400的電阻器445與電流比較器的電阻器525應在阻抗尺寸、物理佈局等上緊密地匹配。

在電路200的電流比較器方塊500中，若通過NMOS電晶體515及電阻器525的下拉電流大於從參考電流產生器方塊400鏡像的提昇電流，終端430上的DTCT信號將改變至邏輯高且終端425上的DTCT#信號將改變至邏輯低，指示小於或等於目前負電壓偵測臨限（例如，如藉由電流比較器方塊500的提昇電流所代表的，如藉由PMOS電晶體505所鏡像的）的負電壓已由電路200偵測到。相反地，若通過NMOS電晶體515及電阻器525的下拉電流小於從參考電流產生器方塊400鏡像的提昇電流，終端430上的DTCT信號（例如，來自反向器540）將改變至邏輯低且終端425上的DTCT#信號（例如，來自反向器530及535）將改變至邏輯高，指示小於或等於目前負電壓偵測臨限（例如，如藉由電流比較器方塊500的提昇電流所代表的，如藉由PMOS電晶體505所鏡像的）的負電壓未被或不再被電路200偵測到。

也如圖5所示的，電流比較器方塊500包括電壓VC2存在於其上的終端545。在某些情況下，諸如，對於負VCOM電壓，VC2連同啓用方塊300中的VC1能使用，例如，於圖6所示之電路200的示意圖中指示並於下文描述的電壓箝位器方塊箝位。顯示於圖5之電流比較器方塊500內的二極體係電壓箝位器方塊的一部分，且因此未就圖5來描述，而替代地就圖6來描述。

圖6係具有電壓箝位器方塊600被識別之圖2的電路的示意圖。如圖6所示，電壓箝位器方塊600包括第一二極體610及第二二極體615，彼等耦接在電接地與電晶體315及515的各別汲極終端之間。如圖9A至圖11D之電路200的模擬結果所示，二極體610及615在負VRAIL及負VCOM電壓操作以分別箝位終端345及545的電壓，以分別保護電晶體315和515免於此種負VRAIL及負VCOM電壓。例如，在一些實施方案中，二極體610及615能分別將電晶體315及515的汲極終端箝位至約負二極體臨限，例如，約-0.7 V。

圖7A至圖11D係繪示圖2至圖6之電路200的實施方案在各種操作條件中的模擬結果（例如，電壓，電流、及/或時序）的曲線圖。因此，進一步參考該等圖式討論模擬結果。顯示在圖7A至圖11D之模擬結果中的值（例如，電壓、電流、時間）能係從電路200之實施方案的模擬得到的實際或經驗值，或在一些情況下，能係正規化值。例如，在某些實施方案中，顯示於圖7A至圖11D之模擬結果中的值能與先前討論的實例對應，其中負電壓偵測電路（諸如，電路200）係使用-1 V的第一負電壓偵測臨限及-0.7 V之用於遲滯的第二負偵測臨限實作。也如圖9A至圖11D之模擬結果所示，此實例實施方案的電路200耐受±24 V DC的電壓（例如，諸如在USB切換器之共同埠的資料引腳上的VCOM電壓），以及耐受±24 V DC電壓（例如，VCOM突波）。對於圖7A至圖11D中的模擬結果曲線圖之群組的各者，將施加至各別群組之各群組的共同時間尺度包括在各群組的最底部曲線圖。

圖7A至圖7C係繪示顯示圖2至圖6之電路200的負電壓偵測及遲滯的模擬結果的曲線圖。圖7A係包括跡線715的曲線圖710，該跡線繪示用於藉由電路200於其上實施負電壓偵測之VCOM的電壓，諸如上文所討論的。圖7B係包括跡線725的曲線圖720，該跡線顯示與由電路200針對圖7A中的VCOM的跡線715的負電壓偵測對應的信號DTCT。圖7C係顯示用於電路200之與圖7A及圖7B的負電壓偵測對應的供應電流之一跡線735之曲線圖730。

在圖7A至圖7C中，顯示代表第一及第二負電壓偵測臨限的參考電壓V1及V2。在圖7A中，以通過圖7A至圖7C之對應垂直線繪示的V1及V2代表當VCOM與該等各別電壓V1及V2相交時的時間點。例如，V1指示在包括在圖7C中的時間尺度上的時間點，其中從正改變至負之VCOM的跡線715橫跨（例如，滿足）第一負偵測臨限（例如，上述實例中的-1 V），且電路200藉由圖7B中之從邏輯低改變至邏輯高之跡線725的信號DTCT指示負電壓的偵測。V2指示在包括在圖7C中的時間尺度上的時間點，其中從負改變至正之VCOM的跡線715橫跨（例如，滿足）第二（遲滯）負偵測臨限（例如，上述實例中的-0.7 V），且電路200藉由圖7B中之從邏輯高改變至邏輯低之跡線725的信號DTCT指示不再偵測到負電壓。

如圖7C所示，除了電流峰740、745、750、及755之外，電路200的供應電流在零或接近零。在此實例中，電流峰740及745分別與啓用方塊300啓用及停用電路200之參考電流產生器400及電流比較器500對應。在此實例中，電流峰750及755分別與用於將DTCT在峰750從低改變至高及在峰755從高改變至低的切換電流對應。

圖8A至圖8B係繪示顯示圖2至圖6之電路200的負電壓偵測的模擬結果的曲線圖810及820。與圖7A至圖7C的時間尺度及圖7A至圖7C中之VCOM之更加平緩的斜率相比，圖8A及圖8B中的模擬結果顯示當負電壓係以更加精細的時間尺度偵測並使用VCOM之更加陡峭的垂直邊緣時的VCOM及DTCT的信號跡線。

繼續先前實例，針對圖8A及圖8B中之電路200的模擬結果，第一負電壓偵測臨限係-1 V且第二（遲滯）負電壓偵測臨限係-0.7 V。圖8A包括顯示在電路200之實施方案中，以0 V開始、切換至-1.5 V，然後切換回0 V之VCOM的跡線815。圖8B包括在電路200中之信號DTCT的跡線825，其中當與圖8A中的跡線815比較時，跡線825繪示回應於VCOM從0 V改變至-1.5 V的切換延遲D1。當與圖8A中的跡線815比較時，圖8B中的DTCT信號的跡線825也繪示回應於VCOM從-1.5 V改變至0V的切換延遲D2。

在與圖8A及圖8B中的模擬結果對應之電路200的實施方案中，時間尺度能係微秒(µs)，而圖7A至圖7D中的時間尺度能係毫秒(ms)。因此，如圖8A及圖8B所示，切換延遲D1能約係0.2 µs，而切換延遲D2能約係0.4 µs。

圖9A至圖9E係繪示圖2至圖6的電路200在電壓範圍（例如，VCOM電壓的範圍）中的操作之模擬結果的曲線圖910、920、930、940、及950。在圖9A至圖9E的模擬中，約5 V的供應電壓VCC係在所繪示的時間週期上施加至電路200的終端215。

圖9A的曲線圖910包括繪示VCOM在一段時間在電壓範圍（例如，從約-24 V至+24 V）中的跡線915。圖9B的曲線圖920包括繪示電路200中之在顯示於圖9A中之VCOM的範圍中的VRAIL之跡線925。如圖9A及圖9B所示，當VCOM約係-24 V時，VRAIL也約係-24 V。隨著VCOM增加，VRAIL也增加，例如，與VCOM對應，直到VCOM變為大於VCC。如圖9A及圖9B所示，當VCOM超過VCC時，即使VCOM係在所繪示的時間週期的結束到達約+24 V，VRAIL能藉由電壓選擇電路210箝位在約5 V。

圖9C及圖9D的曲線圖930及940分別包括繪示電路200中的VC1的跡線935及繪示該電路中的VC2的跡線945。如圖9A、圖9C、及圖9D所示，當VCOM約係-24 V時，VC1 345能藉由電壓箝位器方塊600的二極體610箝位在約-1.1 V，而VC2能藉由電壓箝位器方塊600的二極體615箝位在約-1.6 V。如上文所提及的，由於將大的負VCOM電壓（例如，相對於電路200的供應電壓）施加至電路200的終端220，諸如，施加至USB切換器中的共同USB埠的共同資料引腳，VC1及VC2的此種箝位能防止電路200的電晶體315及515損壞。也如圖9A、圖9C、及圖9D所示，一旦VCOM增加至箝位電壓VC1及VC2，該等箝位電壓隨VCOM增加，直到將VRAIL箝位在VCC為止，如圖9B所示，其也將VC1及VC2箝位在約VCC。

圖9E的曲線圖950包括繪示電路200的供應電壓在繪示於圖9A中的VCOM的範圍中的跡線955。如圖9A及圖9E所示，在此實例中有約0.3毫安培的供應電壓，當VCOM約係-24 V時，該電流由於電壓選擇方塊210、參考電流產生器方塊400、及電流比較器500啓用而係靜態電流。由於VCOM增加（變得較不負），供應電流減少，如圖9A及圖9E所示，直到電流峰960發生為止，其中電流峰960能將從信號DTCT切換所產生的電流從邏輯高切換至邏輯低，並切換由啓用方塊300停用之參考電流產生器方塊400及電流比較器500所產生的電流。

圖10A至圖10D係繪示圖2至圖6的電路200回應於正電壓(VCOM)突波的操作之模擬結果的曲線圖1010、1020、1030、及1040。圖10A的曲線圖1010包括繪示從0 V至約24 V，然後指數地衰減回零之VCOM的電壓突波的跡線1015。圖10B的曲線圖1020包括繪示回應於圖10A的電壓突波的VRAIL的跡線1025。圖10C的曲線圖1030包括繪示回應於圖10A的電壓突波的VC1的跡線1035。圖10D的曲線圖1040包括繪示回應於圖10A的電壓突波的VC2的跡線1045。如圖10A至圖10D所示，當VCOM從0 V遽增至24 V時，電壓VRAIL、VC1、及VC2的各者增加，直到彼等由電壓選擇方塊210箝位在VCC為止，諸如已於上文所討論的。也如圖10A至圖10D所示，當VCOM指數地從24 V衰減至0 V時，將電壓VRAIL、VC1、及VC2的各者保持箝位在VCC，直到VCOM衰減至小於VCC為止。一旦VCOM已衰減至小於VCC，電壓VRAIL、VC1、及VC2也與VCOM對應地衰減。

圖11A至圖11D係繪示圖2至圖6的電路200回應於負電壓(VCOM)突波的操作之模擬結果的曲線圖1110、1120、1130、及1140。圖11A的曲線圖1110包括繪示從0 V至約-24 V，然後指數地增加回零之VCOM的電壓突波的跡線1115。圖11B的曲線圖1120包括繪示回應於圖11A的電壓突波的VRAIL的跡線1125。圖11C的曲線圖1130包括繪示回應於圖11A的電壓突波的VC1的跡線1135。圖11D的曲線圖1140包括繪示回應於圖11A的電壓突波的VC2的跡線1145。如圖11A至圖11D所示，當VCOM從0 V遽減至-24 V時，VRAIL跟隨VCOM，同時VC1及VC2減少，直到彼等分別藉由電壓箝位器方塊600的二極體610及615箝位在，例如，相關於圖9C及圖9D於上文討論之用於VC1及VC2的箝位電壓為止。也如圖11A至圖11D所示，當VCOM指數地從-24 V增加至0 V時，VRAIL與VCOM對應地指數地增加，同時VC1及VC2由於電晶體315及515之各別閘極至源極電壓上的減少（例如，由於VCOM和VRAIL變得較不負）而緩慢地增加。

圖12A及圖12B係繪示能實作在圖1A及圖2至圖6的電路中之用於偵測負電壓之方法1200及1250的流程圖。在某些實施方案中，方法1200及1250可彼此結合實施。例如，方法1250能結合方法1200實作，以實作具有遲滯的負電壓偵測，諸如已於本文所描述的。另外，為了說明的目的，舉實例而言，方法1200及1250進一步參考電路200描述。

在圖12A中，方法1200能包括，在方塊1205，藉由參考電流產生器400產生代表第一（負電壓偵測）臨限電壓的第一電流信號。在方塊1210，方法1200能包括藉由電流比較器500來鏡像第一電流信號。在方塊1215，方法1200能包括藉由電流比較器500產生代表已接收電壓的第二電流信號。在方塊1220，方法1200能包括藉由電流比較器500比較第二電流信號與第一電流信號。在方塊1225，方法能包括，若在方塊1220比較第二電流信號與第一電流信號指示已接收電壓小於第一臨限電壓，藉由電流比較器500提供在第一邏輯值的偵測信號以指示已接收電壓低於第一臨限電壓。

如上所提及的，圖12B的方法1250能結合圖12A的方法1200實作，例如，以在例如電路200中實作具有遲滯的負電壓偵測。在圖12B的方塊1255，方法1250能包括回應於偵測信號指示已接收電壓小於第一臨限電壓，藉由參考電流產生器400產生代表第二負電壓偵測臨限電壓（例如，遲滯臨限電壓）的第三電流信號。第二臨限電壓能大於（例如，更不負於）第一臨限電壓。在方塊1260，方法1250能包括藉由電流比較器500而鏡像第三電流信號。在方塊1265，方法1250能包括藉由電流比較器200而比較對應於已接收電壓的第二電流信號與第三電流信號。在方塊1270，方法1250能包括，若比較第二電流信號與第三電流信號指示已接收電壓大於第二臨限電壓：提供在第二邏輯值的偵測信號以指示已接收電壓大於第二臨限電壓；及停用電流比較器500。方塊1270也能包括若比較第二電流信號與第三電流信號指示已接收電壓大於第二臨限電壓，停用參考電流產生器400。

本文描述的各種設備及技術可使用各種半導體處理及/或封裝技術實作。一些實施例可使用與半導體基材關聯的各種類型半導體處理技術實作，包括但不限於，例如，矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)、及/或等等。

也將瞭解當元件（諸如，層、區域、或基材）稱為在另一元件上、連接至另一元件、電連接至另一元件、耦接或電耦接至另一元件時，其可直接在另一元件上、連接或耦接至另一元件、或可存在一或多個中間元件。相反地，當元件被稱為直接在另一元件或層上、直接連接至或直接耦接至另一元件或層時，則無中間元件或層存在。

雖然用語直接在…上(directly on)、直接連接至(directly connected to)、或直接耦接至(directly coupled to)可能不在實施方式各處使用，但可如此稱呼顯示為直接在…上、直接連接至、或直接耦接至的元件。本申請案之申請專利範圍可經修改成敘述在本說明書中描述或圖式中所展示之例示性關係。

當用於本說明書中時，單數形式可包括複數形式，除非在內文中明確指示特定情況。除了圖式中所描繪之定向之外，空間相對用語（例如，之上(over)、上方(above)、上部(upper)、下(under)、底下(beneath)、下方(below)、下部(lower)等）旨在涵蓋裝置在使用中或操作中的不同定向。在一些實施方案中，相對用語上方(above)及下方(below)分別地包括垂直上方及垂直下方。在一些實施方案中，用語相鄰(adjacent)可包括側向相鄰於或水平相鄰於。

雖然所描述之實施方案的某些特徵已如本文所描述而說明，但所屬技術領域中具有通常知識者現將想到許多修改、替換、改變及均等物。因此，應當理解，隨附申請專利範圍旨在涵蓋落於實施例範圍內的所有此類修改及改變。應當理解，其等僅以實例（非限制）方式呈現，並且可進行各種形式及細節改變。本文所描述之設備及/或方法之任何部分可以任何組合進行組合，除了互斥組合之外。本文所描述之實施例可包括所描述之不同實施例之功能、組件及/或特徵的各種組合及/或子組合。

100‧‧‧電路

105‧‧‧電壓選擇方塊

107‧‧‧終端

109‧‧‧信號終端

110‧‧‧啓用方塊

115‧‧‧電流產生器方塊

120‧‧‧電流比較器方塊

122‧‧‧信號終端

150‧‧‧USB切換器

155‧‧‧切換USB埠

160‧‧‧切換USB埠

165‧‧‧埠切換器

170‧‧‧共同USB埠

175‧‧‧控制器

200‧‧‧電路

210‧‧‧電壓選擇方塊

215‧‧‧終端

220‧‧‧終端

225‧‧‧電阻器

230‧‧‧電阻器

235‧‧‧齊納二極體

240‧‧‧高電壓n型金屬氧化物半導體(NMOS)電晶體

245‧‧‧終端

300‧‧‧啓用方塊

305‧‧‧電流源

310‧‧‧終端

315‧‧‧NMOS電晶體

320‧‧‧電阻器

325‧‧‧電阻器

330‧‧‧反相器

335‧‧‧輸出終端

340‧‧‧p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體

345‧‧‧終端

400‧‧‧參考電流產生器方塊

402‧‧‧NMOS電晶體

405‧‧‧終端

410‧‧‧終端

415‧‧‧NMOS電晶體

420‧‧‧NMOS電晶體

425‧‧‧終端

430‧‧‧終端

435‧‧‧NMOS電晶體

440‧‧‧PMOS電晶體

445‧‧‧電阻器

500‧‧‧電流比較器方塊

505‧‧‧PMOS電晶體

510‧‧‧終端

515‧‧‧NMOS電晶體

520‧‧‧電阻器

525‧‧‧電阻器

545‧‧‧終端

600‧‧‧電壓箝位方塊

610‧‧‧第一二極體

615‧‧‧第二二極體

710‧‧‧曲線圖

715‧‧‧跡線

720‧‧‧曲線圖

725‧‧‧跡線

740‧‧‧電流峰

745‧‧‧電流峰

750‧‧‧電流峰

755‧‧‧電流峰

810‧‧‧曲線圖

815‧‧‧跡線

820‧‧‧曲線圖

825‧‧‧跡線

910‧‧‧曲線圖

915‧‧‧跡線

920‧‧‧曲線圖

930‧‧‧曲線圖

935‧‧‧跡線

940‧‧‧曲線圖

950‧‧‧曲線圖

955‧‧‧跡線

960‧‧‧電流峰

1010‧‧‧曲線圖

1015‧‧‧跡線

1020‧‧‧曲線圖

1025‧‧‧跡線

1030‧‧‧曲線圖

1035‧‧‧跡線

1040‧‧‧曲線圖

1045‧‧‧跡線

1110‧‧‧曲線圖

1115‧‧‧跡線

1120‧‧‧曲線圖

1125‧‧‧跡線

1130‧‧‧曲線圖

1135‧‧‧跡線

1140‧‧‧曲線圖

1145‧‧‧跡線

1200‧‧‧方法

1205‧‧‧方塊

1210‧‧‧方塊

1215‧‧‧方塊

1220‧‧‧方塊

1225‧‧‧方塊

1250‧‧‧方法

1255‧‧‧方塊

1260‧‧‧方塊

1265‧‧‧方塊

1270‧‧‧方塊

圖1A係繪示將用於負電壓偵測的電流比較器實作於其中之電路的方塊圖。

圖1B係繪示包括圖1A之負電壓偵測電路的切換器的方塊圖。

圖2係繪示電壓選擇方塊被識別的圖1A之負電壓偵測電路的實施方案的示意圖。

圖3係具有啓用方塊被識別之圖2的電路的示意圖。

圖4係具有參考電流產生器方塊被識別之圖2的電路的示意圖。

圖5係具有電流比較器方塊被識別之圖2的電路的示意圖。

圖6係具有電壓箝位器方塊被識別之圖2的電路的示意圖。

圖7A至圖7C係繪示顯示圖1A及圖2至圖6之電路的負電壓偵測及遲滯的模擬結果的曲線圖。

圖8A至圖8B係繪示顯示圖1A及圖2至圖6之電路的負電壓偵測的模擬結果的曲線圖。

圖9A至圖9E係繪示顯示圖1A及圖2至圖6之電路跨電壓範圍的操作的模擬結果的曲線圖。

圖10A至圖10D係繪示顯示圖1A及圖2至圖6的電路回應正電壓突波的操作的模擬結果的曲線圖。

圖11A至圖11D係繪示顯示圖1A及圖2至圖6的電路回應負電壓突波的操作的模擬結果的曲線圖。

圖12A及圖12B係繪示能實作在圖1A及圖2至圖6的電路中之偵測負電壓之方法的流程圖。

各種圖式中的相似參考符號指示相似及/或類似的元件。

Claims

一種電路，其包含：一參考電流產生器，其經組態以產生代表一臨限電壓的一第一電流信號；及一電流比較器，其經組態以：鏡像該第一電流信號；產生代表一已接收電壓的一第二電流信號；比較該第二電流信號與該第一電流信號；及當該第二電流信號與該第一電流信號的該比較指示該已接收電壓小於該臨限電壓時，提供在一第一邏輯值的一偵測信號以指示該已接收電壓低於該臨限電壓。
如請求項1之電路，其進一步包含一電壓選擇器，該電壓選擇器經組態以：選擇該電路的一供應電壓與一外部供應電壓中之較低之一電壓；及將選擇之該電壓作為該已接收電壓提供至該電流比較器，該電壓選擇器包括一電壓箝位器，該電壓箝位器經組態以在該外部供應電壓超過該電路的該供應電壓時，將該已接收電壓箝位至該電路的該供應電壓，及該電壓箝位器包括一齊納二極體。
如請求項1之電路，其中：該臨限電壓係一第一負臨限電壓，該電路進一步包含一啓用電路，該啓用電路經組態以若該已接收電壓小於一第二負臨限電壓，產生一啓用信號以啓用該參考電流產生器，該第二負臨限電壓大於該第一負臨限電壓；且該電流比較器係一第一電流比較器，該啓用電路包括一第二電流比較器，該第二電流比較器經組態以基於代表該已接收電壓的該第二電流信號與代表該第二臨限電壓的一第三電流信號的一比較而產生該啓用信號。
如請求項1之電路，其中該臨限電壓係一第一臨限電壓，該參考電流產生器經進一步組態以回應於該偵測信號指示該已接收電壓小於該第一臨限電壓而產生代表一第二臨限電壓的一第三電流信號，該第二臨限電壓大於該第一臨限電壓，且該電流比較器經進一步組態以：鏡像該第三電流信號；比較代表該已接收電壓的該第二電流信號與該第三電流信號；及回應於該第二電流信號與該第三電流信號的該比較指示該已接收電壓大於該第二臨限電壓：提供在一第二邏輯值的該偵測信號以指示該已接收電壓大於該第二臨限電壓；及停用該電流比較器。
一種電路，其包含：一第一電流比較器，其經組態以基於代表一已接收電壓的一第一電流信號與代表一第一臨限電壓的一第二電流信號的一比較而產生一啓用信號；一參考電流產生器，其經組態以回應於該啓用信號而產生代表一第二臨限電壓的一第三電流信號，該第二臨限電壓小於該第一臨限電壓；及一第二電流比較器，其經組態以：鏡像該第三電流信號；比較該第三電流信號與該第一電流信號；及當該第三電流信號與該第一電流信號的該比較指示該已接收電壓小於該第二臨限電壓時，提供在一第一邏輯值的一偵測信號以指示該已接收電壓低於該第二臨限電壓。
如請求項5之電路，其中該第一臨限電壓及該第二臨限電壓分別係一第一負臨限電壓及一第二負臨限電壓。
如請求項5之電路，其進一步包含一電壓選擇器，該電壓選擇器經組態以：選擇該電路的一供應電壓與一外部供應電壓中之較低之一電壓；及將選擇之該電壓作為該已接收電壓提供至該第一電流比較器及該第二電流比較器，該電壓選擇器包括一電壓箝位器，該電壓箝位器經組態以在該外部供應電壓超過該電路的該供應電壓時，將該已接收電壓箝位至該電路的該供應電壓。
如請求項5之電路，其中：該參考電流產生器經進一步組態以回應於該偵測信號指示該已接收電壓小於該第二臨限電壓而產生代表一第三臨限電壓的一第四電流信號，該第三臨限電壓大於該第二臨限電壓，且該第二電流比較器經進一步組態以：鏡像該第四電流信號；比較代表該已接收電壓的該第一電流信號與該第四電流信號；及若比較該第一電流信號與該第四電流信號指示該已接收電壓大於該第三臨限電壓：提供在一第二邏輯值的該偵測信號以指示該已接收電壓大於該第三臨限電壓；及將一停用信號提供至該電流比較器，該停用信號停用該電流比較器。
一種操作一電路的方法，該方法包含：藉由一電流產生器產生代表一臨限電壓的一第一電流信號；藉由一電流比較器鏡像該第一電流信號；藉由該電流比較器產生代表一已接收電壓的一第二電流信號；藉由該電流比較器比較該第二電流信號與該第一電流信號；及當該第二電流信號與該第一電流信號的該比較指示該已接收電壓小於該臨限電壓時，藉由該電流比較器提供在一第一邏輯值的一偵測信號以指示該已接收電壓低於該臨限電壓。
如請求項9之方法，其進一步包含：選擇該電路的一供應電壓與一外部供應電壓中之一較低電壓；將經選擇之該較低電壓作為該已接收電壓提供至該電流比較器；及當該外部供應電壓超過該電路的該供應電壓時，將該已接收電壓箝位至該電路的該供應電壓。
如請求項9之方法，其中：該臨限電壓係一第一負臨限電壓，該方法進一步包含若該已接收電壓小於一第二負臨限電壓，產生一啓用信號以啓用該電流產生器，該第二負臨限電壓大於該第一臨限電壓；且該電流比較器係一第一電流比較器，該方法進一步包含基於代表該已接收電壓的該第二電流信號與代表該第二負臨限電壓的一電流信號的一比較而藉由一第二電流比較器產生該啓用信號。
如請求項9之方法，其中該臨限電壓係一第一臨限電壓，該方法進一步包含：回應於該偵測信號指示該已接收電壓小於該第一臨限電壓而藉由該電流產生器產生代表一第二臨限電壓的一第三電流信號，該第二臨限電壓大於該第一臨限電壓，藉由該電流比較器鏡像該第三電流信號；藉由該電流比較器比較代表該已接收電壓的該第二電流信號與該第三電流信號；及若比較該第二電流信號與該第三電流信號指示該已接收電壓大於該第二臨限電壓：提供在一第二邏輯值的該偵測信號以指示該已接收電壓大於該第二臨限電壓；及停用該電流比較器。