專利名稱：電壓檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路，該電路檢測低電壓工作的任意端子間的電壓。
背景技術(shù)：
作為電壓檢測電路，附圖6的電路方框所示的電路是公知的(例如，參考JP-A 1-245165，1至3頁和附圖2)。也就是說，端子11和10與任意端子連接以便被檢測。在附圖6中，電池1與端子11和10連接從而檢測電池1兩端之間的電壓。分壓電阻器13和14連接在端子11和10之間。比較器16的輸入端與分壓電阻器13和14的節(jié)點相連，并且與參考電壓15相連。比較器16的輸出端與反相器電路17相連。輸出電路20的輸出端與輸出端子12相連。
輸出電路20由反相器電路構(gòu)成，該反相器電路由p溝道MOS晶體管18(下文稱為“p溝道MOS晶體管”)和n溝道MOS晶體管19(下文稱為“n溝道MOS晶體管”)組成。
通過比較器16對分壓電阻器13和14的節(jié)點電壓Va與參考電壓15的電壓Vb進(jìn)行比較來進(jìn)行電壓檢測。也就是說，在比較器16反相時的電壓是Va＝Vb。在這個例子中，由于分壓電阻器13和14的值以及電池1兩端之間的電壓而使Va改變。假定電阻器13的電阻為R1，電阻器14的電阻為R2，并且電池1兩端之間的電壓為V1，電池1兩端之間的檢測電壓根據(jù)Va＝R2/(R1+R2)×V1＝Vb用以下表達(dá)式(1)表示。
檢測電壓＝(R1+R2)/R2×Vb …(1)也就是說，當(dāng)電池1兩端之間的電壓高于從表達(dá)式(1)獲得的電壓時，比較器16的輸出變成高電平，并且當(dāng)電池1兩端之間的電壓低于從表達(dá)式(1)獲得的電壓時，比較器16的輸出變成低電平。比較器16的輸出經(jīng)過反相器電路17和構(gòu)成反相器的輸出電路20，然后被輸出到輸出端12。換句話說，根據(jù)比較器16的輸出是高電平還是低電平來檢測電池1兩端之間的電壓是高于還是低于檢測電壓成為可能。
一般來說，如附圖6所示，構(gòu)成反相器的輸出電路的輸出在電壓等于或者低于它的工作電壓時是易變的。這是因為構(gòu)成輸出電路20的p溝道MOS晶體管18和n溝道MOS晶體管19二者都是增強(qiáng)型晶體管，因此晶體管不能導(dǎo)通，除非在晶體管的柵極和源極之間施加等于或高于晶體管的閾值電壓的電壓。
也就是說，由于p溝道MOS晶體管18和n溝道MOS晶體管19二者在電壓等于或者低于晶體管的閾值電壓時是處于關(guān)斷狀態(tài)的，輸出端12的電壓是易變的。
附圖7表示當(dāng)通過附圖6所示的傳統(tǒng)的電壓檢測電路的電池電壓1的電壓V1隨著橫坐標(biāo)軸變化時在縱坐標(biāo)軸上的輸出端12的電壓V12。使用檢測電壓的邊界將輸出端12的電壓分成高電平和低電平。在附圖7的區(qū)域A中，輸出端12的輸出必須為低電壓電平(以后稱為“低電平”)，因為輸出端12的電壓必然是低于檢測電壓的電池電壓。但是，由于該電壓低于閾值電壓，附圖6中示出的n溝道MOS晶體管19不能導(dǎo)通，并且輸出端12不能輸出低電平。
換句話說，當(dāng)電壓檢測電路用于任意系統(tǒng)的復(fù)位信號時，在所檢測到的電壓為低的情況下，在附圖7的區(qū)域A中系統(tǒng)方判斷電壓檢測電路輸出高電平，其結(jié)果是擔(dān)心系統(tǒng)故障。
傳統(tǒng)的電壓檢測電路存在這樣的問題，即在工作電壓或低于工作電壓時電壓檢測電路的輸出電壓是易變的，因而提供一個精確的電壓檢測輸出是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
在上述情況下，本發(fā)明利用相關(guān)技術(shù)來解決上述問題，因此本發(fā)明的目的是即使在電壓檢測電路的工作電壓時或低于工作電壓時也可進(jìn)行精確的電壓檢測輸出。
為了完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明，將耗盡型MOS晶體管加入到電壓檢測電路的輸出端，從而即便是電壓檢測電路處于工作電壓或低于工作電壓時也能提供精確的電壓檢測輸出。
根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路包括連接于電池的正極的第一端；連接于電池負(fù)極的第二端；分壓電路，對電池兩端的電壓進(jìn)行分壓；參考電壓電路，它產(chǎn)生參考電壓；比較器，根據(jù)參考電壓電路的輸出和分壓電路的輸出而輸出信號。同時，電壓檢測電路包括第一輸出電路，它連接在第一端和第二端之間并且根據(jù)比較器的輸出信號而輸出信號；輸出端輸出第一輸出電路的輸出信號；同時第二輸出電路根據(jù)第一端和第二端的信號而將一信號輸出到輸出端。在該電壓檢測電路中，第二輸出電路根據(jù)電池的電壓值改變輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路，第二輸出電路包括耗盡型n溝道MOS晶體管和耗盡型p溝道MOS晶體管，它們以串聯(lián)的方式連接于輸出端與第一端和第二端之一之間。此外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路，將基于第一端電壓的信號輸入到該耗盡型p溝道MOS晶體管的柵極，同時將基于第二端電壓的信號輸入到該耗盡型n溝道MOS晶體管柵極。
根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路，第一輸出電路包括增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管和增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管，它們以串聯(lián)的方式連接于第一端和第二端之間。此外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路，將基于比較器的輸出的信號輸入到該增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管與該增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管之間。另外，在根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路中，耗盡型n溝道MOS晶體管和耗盡型p溝道MOS晶體管的任何閾值電壓的絕對值大于增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管和增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管的任何閾值電壓的絕對值。


從下面的詳細(xì)描述及結(jié)合附圖，本發(fā)明的目的和有益效果將變得顯而易見。
附圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電壓檢測電路的簡圖。
附圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電壓檢測電路的工作的示意性簡圖。
附圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電壓檢測電路的簡圖。
附圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電壓檢測電路的工作的示意性簡圖。
附圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的電壓檢測電路的簡圖。
附圖6是表示傳統(tǒng)的電壓檢測電路的簡圖；以及附圖7是表示傳統(tǒng)的電壓檢測電路的工作的示意性簡圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參考附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
附圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電壓檢測電路的簡圖。圖1和6之間的區(qū)別在于耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡p溝道MOS晶體管22連接于輸出端12?；倦妷簷z測工作與傳統(tǒng)的電壓檢測電路的相同。
當(dāng)電池1兩端之間的電壓V1低于增強(qiáng)型MOS晶體管18和19的閾值電壓時，耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22二者導(dǎo)通，導(dǎo)致輸出端12的輸出變成低電平。
在該例子中，當(dāng)耗盡型p溝道MOS晶體管22的閾值的絕對值與增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管19的閾值的絕對值相等或比之略大時，在電池兩端的其可使耗盡型p溝道MOS晶體管22斷開的電壓V1之前，增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管19導(dǎo)通，因此輸出端12的電壓電平可以保持在低電平。
此外，當(dāng)電池1兩端之間的電壓V1逐漸升高，耗盡型p溝道MOS晶體管22在短時間內(nèi)關(guān)斷，同時通過耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22將輸出端12降低到低電平的通路變?yōu)楦咦杩共⑶也黄鹱饔谩Ｔ谶@種情況下，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路等同于傳統(tǒng)的電壓檢測電路。
當(dāng)電池1的電壓V1進(jìn)一步逐漸升高時，在短時間內(nèi)電壓V1成為該電壓檢測電路的檢測電壓，并且在這個電壓處，輸出端12的電壓從低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖健?br> 當(dāng)改變?yōu)楦唠娖街?，由于耗盡型n溝道MOS晶體管21關(guān)斷，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路等同于傳統(tǒng)的電壓檢測電路。
附圖2表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路中電池1兩端之間的電壓V1隨著橫坐標(biāo)軸變化時在縱坐標(biāo)軸上的輸出端12的電壓V12。在附圖2的區(qū)域B中，由于耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22導(dǎo)通，輸出端12的電壓保持在低電平。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路消除了在低電壓時間內(nèi)的電壓檢測電路的易變的區(qū)域(不確定的輸出區(qū)域)而沒有增加電壓檢測電路的消耗電流，并且在電壓為高時執(zhí)行與傳統(tǒng)的電壓檢測電路相同的工作。
附圖3表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電壓檢測電路。附圖3與附圖1的區(qū)別在于除去了反相器電路17，比較器16的輸出連接于輸出電路20的輸入端，并且以串聯(lián)的方式連接到耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22的電子元件連接在輸出端12和端子11之間，也就是電池1的正極。
此外，在附圖3中，由于沒有提供反相器17，與附圖1的情況相比，根據(jù)電池1兩端之間的電壓而使輸出端12的低電平和高電平倒置。也就是，當(dāng)電池1兩端之間的電壓為檢測電壓或低于檢測電壓時輸出端12變成高電平，反之當(dāng)電池1兩端之間的電壓為檢測電壓或高于檢測電壓時輸出端12變成低電平。
當(dāng)電池1兩端之間的電壓V1低于增強(qiáng)型MOS晶體管18和19的閾值電壓時，耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22二者導(dǎo)通，導(dǎo)致輸出端12的輸出變成高電平。
在該例子中，當(dāng)耗盡型n溝道MOS晶體管21的閾值的絕對值等于或略微大于增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管18的閾值的絕對值時，在電池兩端的其可使耗盡型n溝道MOS晶體管21關(guān)斷的電壓V1之前，增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管18可以導(dǎo)通，因此輸出端12的電壓電平可以保持在高電平。
此外，當(dāng)電池1兩端之間的電壓V1逐漸升高，耗盡型n溝道MOS晶體管21在短時間內(nèi)關(guān)斷，同時通過耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22將輸出端12抬高到高電平的通路變?yōu)楦咦杩共⑶也黄鹱饔?。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路等同于傳統(tǒng)的電壓檢測電路。
當(dāng)電池1的電壓V1進(jìn)一步逐漸升高時，在短時間內(nèi)電壓V1成為該電壓檢測電路的檢測電壓，并且在這個電壓處，輸出端12的電壓從高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖健?br> 當(dāng)改變?yōu)榈碗娖街螅捎诤谋M型p溝道MOS晶體管22關(guān)斷，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路等同于傳統(tǒng)的電壓檢測電路。
附圖4表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路中電池1兩端之間的電壓V1隨著橫坐標(biāo)軸的變化時在縱坐標(biāo)軸上的輸出端12的電壓V12。在附圖4的區(qū)域B中，由于耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22導(dǎo)通，輸出端12的電壓保持在高電平。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測電路消除了在低電壓時間內(nèi)的電壓檢測電路的易變的區(qū)域而沒有增加電壓檢測電路的消耗電流，并且在電壓為高時進(jìn)行與傳統(tǒng)的電壓檢測電路相同的工作。
附圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第三個實施例的電壓檢測電路的簡圖。附圖1和附圖5的區(qū)別在于耗盡型n溝道MOS晶體管31和耗盡型p溝道MOS晶體管32連接到比較器16的輸出端。
當(dāng)電池1的電壓為低并且等于或低于比較器16的工作電壓時，不能總是保證比較器16的輸出變成精確值。如果當(dāng)比較器16的輸出必然為低電平時電池1兩端之間的電壓為低并且比較器16輸出高電平，反相器電路17根據(jù)接收該輸出而輸出低電平，同時輸出電路20將輸出高電平。也就是，增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管18導(dǎo)通。
但是，由于輸出端12與耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22相連，輸出端12降到低電平，同時增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管18、耗盡型n溝道MOS晶體管21和耗盡型p溝道MOS晶體管22產(chǎn)生一個通路，該通路提供在端子11和10之間的導(dǎo)電，因此允許無效電流流過。同樣地，因為根據(jù)增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管18的導(dǎo)通電阻、耗盡型n溝道MOS晶體管21的導(dǎo)通電阻和耗盡型p溝道MOS晶體管22的導(dǎo)通電阻來確定端子12處的輸出電壓，所以不能保持低電平。作為它的對策，將耗盡型n溝道MOS晶體管31和耗盡型p溝道MOS晶體管32加到比較器16的輸出端，并且在比較器16的工作電壓或低于比較器16的工作電壓時間內(nèi)，比較器16的輸出被確定為低電平，因此當(dāng)電池1的電壓為低時，確保使輸出端12進(jìn)入低電平。
正如上面所描述的，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)電壓檢測電路在低電壓工作時，能夠消除易變的區(qū)域。
正如上面所描述的，根據(jù)本發(fā)明，存在這種效果，即由于在低電壓時間內(nèi)消除了易變的區(qū)域而無需增加消耗電流，可以防止由于錯誤電壓檢測信號(例如，系統(tǒng)的復(fù)位信號)的故障。
權(quán)利要求
1.一種電壓檢測電路，包括第一端，連接于電池的正極；第二端，連接于電池的負(fù)極；分壓電路，其對電池兩端之間的電壓進(jìn)行分壓；參考電壓電路，其產(chǎn)生參考電壓；比較器，根據(jù)參考電壓電路的輸出和分壓電路的輸出而輸出信號；第一輸出電路，其連接于第一端和第二端之間并且根據(jù)比較器的輸出信號而輸出信號；輸出端，其輸出來自于第一輸出電路的輸出信號；以及第二輸出電路，根據(jù)來自于第一端和第二端的信號而將信號輸出到輸出端；其中第二輸出電路根據(jù)電池的電壓值改變輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測電路，其中第二輸出電路包括耗盡型n溝道MOS晶體管和耗盡型p溝道MOS晶體管，它們以串聯(lián)的方式連接在輸出端和第一端與第二端之一之間，其中基于第一端的電壓的信號輸入到耗盡型p溝道MOS晶體管的柵極，以及其中基于第二端的電壓的信號輸入到耗盡型n溝道MOS晶體管的柵極。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓檢測電路，其中第一輸出電路包括增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管和增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管，它們以串聯(lián)的方式連接在第一端和第二端之間，其中基于比較器的輸出的信號輸入到增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管和增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管的柵極，以及其中耗盡型n溝道MOS晶體管和耗盡型p溝道MOS晶體管的任何閾值電壓的絕對值大于增強(qiáng)型n溝道MOS晶體管和增強(qiáng)型p溝道MOS晶體管的任何閾值電壓的絕對值。
全文摘要
為了防止在電池電壓為低時電壓檢測電路的輸出電壓變得易變化。電壓檢測電路包括連接于電池的正極的第一端；連接于電池的負(fù)極的第二端；對電池兩端之間的電壓進(jìn)行分壓的分壓電路；產(chǎn)生參考電壓的參考電壓電路；比較器，它根據(jù)參考電路的輸出及分壓電路的輸出而輸出信號；第一輸出電路，它連接在第一端和第二端之間并且根據(jù)比較器的輸出信號而輸出信號；輸出端，它輸出來自第一輸出電路的輸出信號；以及第二輸出電路，它根據(jù)來自第一端和第二端的信號而將一信號輸出到輸出端，其中第二輸出電路根據(jù)電池的電壓值來改變輸出信號。
文檔編號G01R31/36GK1510424SQ200310120459
公開日2004年7月7日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月14日
發(fā)明者須藤稔 申請人:精工電子有限公司