專利名稱：電子電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子電路，尤其涉及一種通過使用電容器用于升高輸入電壓的升壓電路。
背景技術(shù)：
圖4示出了一種使用電容器的傳統(tǒng)升壓電路。該使用電容器的傳統(tǒng)升壓電路由每個(gè)都與二極管相連接的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)61到65、電容器67到71以及時(shí)鐘發(fā)生器電路72構(gòu)成。該MOSFET 61到65每個(gè)都具有連接到其漏極端的柵極端以及連接到每個(gè)電容器67到71的一個(gè)電極上的源極端，并且每個(gè)電容器67到71的另一個(gè)電極連接到時(shí)鐘發(fā)生器電路72，從而形成一個(gè)電路塊。提供多個(gè)如此形成的電路塊，并且這些電路塊串聯(lián)連接。MOSFET 65的源極端連接到MOSFET 66的漏極端并且也連接到MOSFET 66的柵電極上，并且MOSFET 66的源極端形成傳統(tǒng)電子電路的輸出端。時(shí)鐘發(fā)生器電路72產(chǎn)生彼此相位相差180度的不同的兩個(gè)脈沖信號CLKA和CLKB，并且將這些脈沖信號提供給每個(gè)電容器67到71的一個(gè)電極。
在沒有負(fù)載連接到輸出端O2的狀態(tài)下，將描述使用電容器的傳統(tǒng)升壓電路的操作。提供給輸入端12的電荷通過MOSFET 61到65在電容器67到71中充電。在該情況下，電容器67的一個(gè)電極的電位Vc67-1對應(yīng)于通過從輸入電壓中減去Vf而獲得的值(輸入電壓)-Vf。這里，Vf是MOSFET 61到66中的二極管壓降的量。當(dāng)脈沖信號CLKA將電容器67的一個(gè)電極的電位Vc 67-2增加脈沖信號的峰值(電壓)時(shí)，電容器67的另一個(gè)電極的電位Vc 67-1變?yōu)榉逯?，該峰值對?yīng)于通過將脈沖信號加到輸入電壓減去Vf而獲得的值(輸入電壓)-Vf+(脈沖信號)。此時(shí)，電容器68的一個(gè)電極連接到與脈沖信號CLKA的相位相差180度的不同的脈沖信號CLKB，從而電容器68的一個(gè)電極的電位Vc 68-2處于低電平(接近于地電位的電平)。因此電容器68的一個(gè)電極的電位V 68-1對應(yīng)于相對從電容器67發(fā)送電壓的MOSFET 62的二極管壓降量的值，即，((輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值))-Vf。
另外，當(dāng)脈沖信號CLKB在隨后的步驟中改變處于高電平，并且電容器68的一個(gè)電極的電位V 68-2被增加脈沖信號的峰值(電壓)的量時(shí)，電容器68的另一個(gè)電極的電位Vc 68-1變?yōu)?(輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值))的峰值-Vf+脈沖信號。在隨后的操作中，重復(fù)以上操作，并且在電容器中已經(jīng)充電的電荷電壓被增加并且發(fā)送到隨后的電容器。在圖6示出的電子電路中，輸出端O2的電壓變?yōu)?輸入電壓)-6×Vf+5×(脈沖信號的峰值)。
作為具有與上述相同電路結(jié)構(gòu)的另一實(shí)例，JP 2005-057867 A公開了一種用于防止電子電路中的元件被破壞的電路技術(shù)。
在上述電子電路中，以由電路結(jié)構(gòu)確定的放大率來升高輸入電壓值，而不管輸入電壓值是低或高。由于這個(gè)原因，例如，在圖4示出的升壓電路中，當(dāng)使用在3V電壓將會(huì)損壞的MOSFET并且1V輸入到輸入端12時(shí)，電容器69的一個(gè)電極的電位Vc 69-1超出3V，這引起MOSFET 63和64損壞。從而當(dāng)輸入大于期望電壓的電壓作為輸入電壓時(shí)，不能防止傳統(tǒng)的電子電路損壞。
為了解決以上缺點(diǎn)，到現(xiàn)在為止，以如下這種方式根據(jù)施加到輸入端12的電壓值來控制升壓放大率或升壓步驟的數(shù)量內(nèi)部MOSFET不達(dá)到引起其損壞的電壓，或者當(dāng)將會(huì)引起損壞的電壓輸入內(nèi)部MOSFET時(shí)停止升壓電路的操作。

發(fā)明內(nèi)容
在考慮到以上傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上已經(jīng)進(jìn)行了本發(fā)明，并且因此本發(fā)明具有提供一種電壓限制器電路的目的，當(dāng)?shù)碗妷狠斎氲捷斎攵藭r(shí)該電壓限制器電路用于輸出該輸入電壓，并且當(dāng)高于設(shè)定值的電壓輸入到輸入端時(shí)，該電壓限制器電路調(diào)整輸入電壓到設(shè)定值并且輸出如此調(diào)整的輸入電壓，以便由此防止一部分升壓電路在升壓操作中超過MOSFET的耐受電壓，并且從而能夠阻止元件損壞。
為了獲得以上目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種通過使用電容器用于以固定放大率升高輸入電壓的升壓電路，其中提供輸入電壓限制器電路用于調(diào)整輸入電壓的上限。
通過以上結(jié)構(gòu)，能夠防止一部分升壓電路超過MOSFET的耐受電壓，并因此能夠防止元件被損壞。
在上述根據(jù)本發(fā)明的以上電子電路中，即使當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谧畲箅妷褐档碾妷狠斎氲诫娮与娐窌r(shí)，不存在如下的情況施加等于或高于耐受電壓的電壓到MOSFET而引起對升壓電路中元件的損壞。
同時(shí)，即使當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谧畲箅妷褐档碾妷狠斎氲诫娮与娐窌r(shí)，升壓電路持續(xù)操作，這使得能夠連續(xù)地驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
而且，輸入電壓限制器電路使用耗盡型MOSFET。因此，即使輸入電壓減小的話，恒壓也能夠總是施加到升壓電路。
當(dāng)包括在電子電路中的升壓電路的輸出電壓將要增加到等于或高于在升壓電路內(nèi)的MOSFET耐受電壓時(shí)，輸出電壓限制器電路操作，并因此不會(huì)損壞元件。
即使電子電路包括升壓放大率不同的升壓電路，由于對其提供了輸入電壓限制器電路和輸出電壓限制器電路，在電子電路內(nèi)處理的電壓不增加到等于或高于構(gòu)成電子電路內(nèi)部的MOSFET或電容器的損壞耐受電壓。
電子電路的輸入端和輸出端每個(gè)均與MOSFET相連接，當(dāng)電子電路處于備用模式時(shí)其能夠抑制電流消耗。
當(dāng)電子電路處于備用模式時(shí)，暫停用作升壓電路操作源的振蕩器電路的操作，由此抑制電流消耗。
在電子電路內(nèi)的升壓電路使用具有通過第二升壓電路變高的峰值的時(shí)鐘和電平轉(zhuǎn)換器電路，這使得能夠通過小的驅(qū)動(dòng)器面積而傳送大的電流供應(yīng)性能。換句話說，通過更小的芯片面積能夠獲得大的驅(qū)動(dòng)性能。
輸出電壓限制器電路具有用于打開/關(guān)閉布置在其內(nèi)操作的開關(guān)，并因此甚至在電流消耗大的輸出電壓控制電路中也能夠抑制功率消耗。另外，如此提供的該開關(guān)使得即使輸出電壓限制器的電流消耗大時(shí)升壓電路也能夠穩(wěn)定操作。


在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子電路的示意性結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出根據(jù)該實(shí)施例的輸入電壓限制器電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的恒壓發(fā)生器電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；
圖4是示出傳統(tǒng)升壓電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖5是示出傳統(tǒng)升壓電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖6是示出根據(jù)本實(shí)施例的輸出電壓限制器電路的輸出特性的圖表；圖7是示出根據(jù)另一實(shí)施例的電子電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的升壓電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖9是示出根據(jù)另一實(shí)施例的第二升壓電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖10是示出根據(jù)另一實(shí)施例的電平轉(zhuǎn)換器電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖11是示出根據(jù)另一實(shí)施例的輸出電壓限制器電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖12是示出根據(jù)另一實(shí)施例的電壓檢測器電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；圖13是示出根據(jù)另一實(shí)施例的電壓檢測器電路的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖；以及圖14是示出根據(jù)另一實(shí)施例的應(yīng)用的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)現(xiàn)在，將參照附圖給出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子電路的示意性結(jié)構(gòu)。該電子電路包括用于調(diào)整輸入電壓的上限的輸入電壓限制器電路1和通過使用電容器用于以固定放大率升高輸入電壓的升壓電路2。
如圖2所示，輸入電壓限制器電路1由耗盡型MOSFET 22和恒壓發(fā)生器電路21構(gòu)成。輸入端I1連接到恒壓限制器電路21的電源端D21和耗盡型MOSFET 22的漏極端上。耗盡型MOSFET 22的源極端連接到輸入電壓限制器電路1的輸出端O1上。耗盡型MOSFET 22的柵極端連接到恒壓發(fā)生器電路21的輸出端O21上。
圖3示出恒壓發(fā)生器電路21的實(shí)例。該恒壓發(fā)生器電路21由用作恒流元件的耗盡型MOSFET和用作電阻元件的增強(qiáng)型MOSFET構(gòu)成。恒壓發(fā)生器電路21的電源端D21連接到耗盡型MOSFET 23的漏極端上。耗盡型MOSFET 23的源極端連接到耗盡型MOSFET 23的柵極端、增強(qiáng)型MOSFET 24的漏極端、增強(qiáng)型MOSFET 24的柵極端和恒壓發(fā)生器電路21的輸出端O21。增強(qiáng)型MOSFET 24的源極端連接到增強(qiáng)型MOSFET 25的漏極端和增強(qiáng)型MOSFET 25的柵極端。增強(qiáng)型MOSFET 25的源極端連接到接地端上。
恒壓發(fā)生器電路21的輸出電壓變?yōu)閨耗盡型MOSFET的閾值電壓|+(增強(qiáng)型MOSFET的閾值電壓)×(增強(qiáng)型MOSFET的數(shù)量)。因此，增強(qiáng)型MOSFET 25的源極端像與增強(qiáng)型MOSFET 25連接一樣進(jìn)一步與增強(qiáng)型MOSFET連接，能夠增加恒壓發(fā)生器電路21的輸出電壓。相反，省略增強(qiáng)型MOSFET 25，并且增強(qiáng)型MOSFET 24的源極端連接到接地端，由此使得能夠減小恒壓發(fā)生器電路21的輸出電壓。
升壓電路2例如是使用線圈和電容器的調(diào)整器或者僅僅使用電容器的電荷泵系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，因?yàn)楸景l(fā)明在恒定次數(shù)的升壓操作中有效，所以采用僅僅使用電容器的升壓電路。
之后，將對參照圖4作為升壓電路實(shí)例的電荷泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)給出詳細(xì)描述。
如圖4所示，電荷泵系統(tǒng)的升壓電路由振蕩器電路72、n-溝道MOSFET 61到66和升壓電容器67到71構(gòu)成。n-溝道MOSFET 61到66分別與二極管相連接，并且在升壓電路2的輸入端I2和輸出端O2之間彼此串聯(lián)連接，使得向前方向從輸入端I2指向輸出端O2。分別地，在n-溝道MOSFET 61和n-溝道MOSFET 62之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器67的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET 62和n-溝道MOSFET 63之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器68的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET 63和n-溝道MOSFET 64之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器69的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET 64和n-溝道MOSFET 65之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器70的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET 65和n-溝道MOSFET 66之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器71的一個(gè)電極相連接。升壓電容器67、69和71的另一電極連接到振蕩器電路72的時(shí)鐘A端CLKA，并且升壓電容器68和70的另一電極連接到振蕩器電路72的時(shí)鐘B端CLKB。50％工作的時(shí)鐘信號A從振蕩器電路72的時(shí)鐘A端CLKA輸出，并且在相位上從時(shí)鐘信號A移位180度并且其它狀況完全與時(shí)鐘信號A一致的時(shí)鐘信號B從振蕩器電路72的時(shí)鐘B端CLKB輸出。振蕩器電路72的電源端Dosc連接到升壓電路2的輸入端I2上。由振蕩器電路72輸出的時(shí)鐘信號A和時(shí)鐘信號B的頻率設(shè)定為大約1MHz，并且升壓電容器67到71設(shè)定為大約100pF。因此，升壓電容器67到71能夠與n-溝道MOSFET 61到66和振蕩器電路72一樣在相同芯片內(nèi)形成。
另外，將對參照圖5作為升壓電路一個(gè)實(shí)例的開關(guān)電容器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)給出詳細(xì)描述。該開關(guān)電容器系統(tǒng)升壓電路反復(fù)地彼此連接電容器或者交替并聯(lián)和串聯(lián)地彼此連接電容器和電源，以便由此升高輸入電壓。該開關(guān)電容器系統(tǒng)升壓電路由振蕩器電路57、MOSFET 51到54、轉(zhuǎn)換器55和56、電平轉(zhuǎn)換器電路59和電容器58構(gòu)成。升壓電路的輸入端I2連接到p-溝道MOSFET 51和52的漏極端上，并且p-溝道MOSFET 51的源極端連接到電容器58的一個(gè)電極和n-溝道MOSFET 53的漏極端上。而且，電容器58的另一電極連接到p-溝道MOSFET 52的源極端和p-溝道MOSFET 54的漏極端上。n-溝道MOSFET 53的源極端接地。p-溝道MOSFET 54的源極端連接到升壓電路2的輸出端O2上。p-溝道MOSFET 51的柵極端、n-溝道MOSFET 53的柵極端和轉(zhuǎn)換器55的輸入端I55連接到振蕩器電路57的時(shí)鐘C端CLKC上。電平轉(zhuǎn)換器電路59的輸入端I59連接到振蕩器電路57的時(shí)鐘D端CLKD上。轉(zhuǎn)換器55的輸出端O55連接到p-溝道MOSFET 52的柵極端上，電平轉(zhuǎn)換器電路59的輸出端O59連接到轉(zhuǎn)換器56的輸入端I56上，轉(zhuǎn)換器56的輸出端O56連接到p-溝道MOSFET 54的柵極端上。轉(zhuǎn)換器55的電源端D55連接到升壓電路2的輸入端I2上，并且轉(zhuǎn)換器56的電源端D56和電平轉(zhuǎn)換器電路59的電源端D59連接到升壓電路2的輸出端O2上。
p-溝道MOSFET 54的源極端具有升壓，并且從而必須使得升壓與在輸出端O2處的電壓相同，以便關(guān)斷p-溝道MOSFET 54。然而，從振蕩器電路57輸出的脈沖信號CLKD具有在輸出端O2處電壓一半高的電壓。因此，通過將電平轉(zhuǎn)換器電路59連接到脈沖信號CLKD的端子上能夠?qū)⒏咝盘柕碾妷恨D(zhuǎn)換為輸出端O2的電壓。
在該實(shí)例中，描述了雙升壓電路。可替換地，通過增加電容器數(shù)量或者級聯(lián)地連接圖5所示升壓電路，也能夠使得升壓的倍數(shù)為三倍、四倍等等。
如上所述連接的電子裝置如下操作。
施加給電子電路2的輸入端I1的電壓施加給在輸入電壓限制器電路1中耗盡型MOSFET 22的漏極端和恒壓發(fā)生器電路21的電源端。
圖6示出如下獲得的特性評測施加給耗盡型MOSFET 22的漏極端的電壓和輸出到其源極端的電壓。耗盡型MOSFET 22將已經(jīng)被施加給漏極端的電壓基本上按照原狀輸出到源極端。然而，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂诮o定設(shè)定值的電壓施加給漏極端時(shí)，耗盡型MOSFET 22保持給定設(shè)定值的電壓并且輸出該電壓到源極端。當(dāng)給定電壓施加到耗盡型MOSFET的柵極端時(shí)，獲得圖6所示的特性。出于此原因，通過調(diào)節(jié)從恒壓發(fā)生器電路21輸出的電壓，能夠增加或減小設(shè)定值。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)定值設(shè)定到引起導(dǎo)致構(gòu)成升壓電路2的MOSFET損壞的電壓或更低的(耐受電壓)時(shí)，即使輸入電壓高于構(gòu)成升壓電路2的MOSFET的耐受電壓，設(shè)定值的電壓(＝構(gòu)成升壓電路2的MOSFET的耐受電壓)輸出到輸入電壓限制器電路1的輸出。恒壓發(fā)生器電路21調(diào)節(jié)施加給耗盡型MOSFET 22的柵極端的電壓，使得輸入電壓限制器電路1的輸出等壓或低于構(gòu)成升壓電路2的MOSFET的耐受電壓。通過增加或減小圖3所示增強(qiáng)型MOSFET的級聯(lián)連接的數(shù)量進(jìn)行電壓的調(diào)節(jié)。
從輸入電壓限制器電路1輸出的電壓施加給升壓電路2的輸入端I2。取決于升壓電路2是否采用圖4所示電荷泵系統(tǒng)或者圖5所示開關(guān)電容器系統(tǒng)，升壓電路2的操作不同。在電荷泵系統(tǒng)中，供應(yīng)給輸入端I2的電荷通過MOSFET 61到35充電電容器67到71。此時(shí)，電容器67的一個(gè)電極的電位Vc 67-1為(輸入電壓)-Vf。在該實(shí)例中，Vf是MOSFET 61到66兩端的二極管壓降的量。那么，當(dāng)電容器67的一個(gè)電極的電位Vc 67-2通過脈沖信號CLKA增加脈沖信號的峰值(電壓)時(shí)，電容器67的另一電極的電位Vc 67-1變?yōu)?輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值)。在該情況下，因?yàn)殡娙萜?8的一個(gè)電極連接在相位上與脈沖信號CLKA相差180度的脈沖信號CLKB，電容器38的一個(gè)電極的電位Vc 38-2處于低電平(接近接地電位的電平)。因此，電容器38的一個(gè)電極的電位V38-1變?yōu)閬碜砸呀?jīng)從電容器67發(fā)送的電壓的MOSFET 32的二極管壓降的值，也即，((輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值))-Vf。
而且，在隨后的步驟中，當(dāng)脈沖信號CLKB變?yōu)樘幱诟唠娖?，并且電容?8的一個(gè)電極的電位V38-2增加脈沖信號的峰值(電壓)時(shí)，電容器38的另一電極的電位Vc 38-1變?yōu)?(輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值))-Vf+(脈沖信號的峰值)。隨后，重復(fù)上面的操作，并且已經(jīng)在電容器中充電的電荷電壓增加并且發(fā)送到隨后的電容器。在圖4示出的電子電路中，輸出端O2電壓變?yōu)?輸入電壓)-6×Vf+5×(脈沖信號的峰值)。
然后，在開關(guān)電容器系統(tǒng)的情況中，供應(yīng)給輸入端I2的電荷施加給MOSFET 51和52的源極端。在該實(shí)例中，當(dāng)振蕩器電路57的脈沖信號CLKC是高信號時(shí)，p-溝道MOSFET 51截止，p-溝道MOSFET 52導(dǎo)通，這是由于時(shí)鐘信號通過轉(zhuǎn)換器55供應(yīng)給其柵極端，并且n-溝道MOSFET 53導(dǎo)通。在該情況下，由于脈沖信號CLKD在相位上與脈沖信號CLKC相差180，所以脈沖信號CLKD是低信號。因此，p-溝道MOSFET 54的柵極電壓是高的，這是由于該柵極電壓通過電平轉(zhuǎn)換器電路59和轉(zhuǎn)換器56，并且p-溝道MOSFET 54截止。因此，電容器58具有連接到輸入端I2上的一個(gè)電極和連接到接地端上的另一電極，由此使得能夠充電輸入電壓。
然后，當(dāng)振蕩器電路57的脈沖信號CLKC是低信號時(shí)，p-溝道MOSFET 51導(dǎo)通，p-溝道MOSFET 52截止，這是由于時(shí)鐘信號通過轉(zhuǎn)換器55供應(yīng)給其柵極端，并且n-溝道MOSFET 53截止。在該情況下，脈沖信號CLKD在相位上與脈沖信號CLKC相差180，因此脈沖信號CLKD是高信號。因此，p-溝道MOSFET 54的柵極電壓是低的，這是由于該柵極電壓通過電平轉(zhuǎn)換器電路59和轉(zhuǎn)換器56，并且p-溝道MOSFET 54導(dǎo)通。因此，因?yàn)殡娙萜?8具有連接到輸入端I2上的一個(gè)電極和連接到輸出端O2上的另一電極，所以是輸入電壓兩倍的電壓能夠輸出到輸出端O2。
將給出根據(jù)該實(shí)施例如上所述構(gòu)造的電子電路的具體使用實(shí)例的描述。
根據(jù)該實(shí)施例的電子電路應(yīng)用到功率產(chǎn)生源的升壓電路，其中連接到輸入端I1上的電源根據(jù)諸如自然能量之類的環(huán)境而很大改變，以便由此增強(qiáng)本發(fā)明的作用。在具有諸如光、熱或動(dòng)量之類的自然能量源作為電源的升壓電路中，具有許多情況，其中通過使用電容器用于以固定放大率升高電壓的升壓電路比使用線圈的開關(guān)調(diào)整器更合適。在使用開關(guān)調(diào)整器的情況中，自然能量源的內(nèi)部電阻很大，并且具有如下?lián)碾娏鞒掷m(xù)從功率產(chǎn)生源供應(yīng)直到輸出想要的電壓為止，引起在功率產(chǎn)生源的輸出電壓的減小。當(dāng)施加固定放大率時(shí)，沒有功率產(chǎn)生源的輸出電壓減小的擔(dān)心，并且能夠恒定提取升高的電壓。然而，傳統(tǒng)技術(shù)的問題在于當(dāng)高于期望電壓的電壓輸入作為輸入電壓時(shí)，輸入電壓超過在升壓操作過程中構(gòu)成升壓電路的MOSFET的耐受電壓，導(dǎo)致引起電路損壞。本發(fā)明在于在使用具有固定放大率的升壓電路時(shí)改進(jìn)這些缺點(diǎn)。
同時(shí)，根據(jù)該實(shí)施例的電子電路適合于如下情況其中升壓電路由使用精密工藝的MOSFET或者器件在很薄硅層上形成的SOI MOSFET構(gòu)成。這些裝置不僅僅MOSFET的耐受電壓低而且比傳統(tǒng)MOSFET泄漏電流更大。泄漏電流的增加如果不損壞MOSFET的話也會(huì)帶來電子電路的不穩(wěn)定性。在該實(shí)例中，抑制施加給升壓電路的電壓，并因此能夠低消耗地進(jìn)行穩(wěn)定的操作，并具有最小的無用泄漏電流。
(第二實(shí)施例)現(xiàn)在，參照圖7將要給出其中具有固定放大率升壓電路的情況的描述，上述升壓電路在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一個(gè)電路內(nèi)具有不同的升壓放大率。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電子電路的示意性結(jié)構(gòu)。該電子電路包括p-溝道MOSFET 90，用于當(dāng)電子電路備用時(shí)切斷在電流消耗中的浪費(fèi)；輸入電壓限制器電路1，其用于調(diào)整輸出電壓的上限；升壓電路92，其通過使用電容器用于以固定放大率升高輸入電壓；振蕩器電路93，其用于將時(shí)鐘信號供應(yīng)給升壓電路92；第二升壓電路94，用于產(chǎn)生需要的電壓來增加時(shí)鐘信號的振幅；以及電平轉(zhuǎn)換器電路95，其將時(shí)鐘信號與第二升壓電路94的輸出電壓結(jié)合，以便產(chǎn)生振幅大的時(shí)鐘信號。該電子電路也包括輸出電壓限制器電路97，用于調(diào)整升壓電路92的輸出電壓的上限；p-溝道MOSFET 96，用于打開/關(guān)閉輸出電壓限制器電路97的操作；電容器85，用于充電升壓電路92的輸出；以及p-溝道MOSFET 98，其是所需的用于從輸出端82向外部輸出在電容器85中充電電荷的開關(guān)。該電子電路進(jìn)一步包括電壓檢測器電路99，其用于監(jiān)控電容器85兩端的電壓，并且當(dāng)被監(jiān)控的電壓等于或高于設(shè)定值時(shí)傳送信號到p-溝道MOSFET 98；p-溝道MOSFET 100，以當(dāng)電子電路備用時(shí)切斷在從輸出端82流出的電流消耗中的浪費(fèi)；以及電壓檢測器電路101，用于監(jiān)控外部電壓，并且當(dāng)外部電壓等于或高于設(shè)定值時(shí)輸出備用模式的信號。
當(dāng)電子電路備用時(shí)，p-溝道MOSFET 90操作以便切斷在電流消耗中的浪費(fèi)。除了p-溝道MOSFET之外也可以使用n-溝道MOSFET或用于進(jìn)行開/關(guān)操作的其它開關(guān)。
如圖2所示，輸入電壓限制器電路1由耗盡型MOSFET 22和恒壓發(fā)生器電路21構(gòu)成。輸入端I1連接到恒壓發(fā)生器電路21的電源端D21和耗盡型MOSFET 22的漏極端上。耗盡型MOSFET 22的源極端連接到輸入電壓限制器電路2的輸出端O1上。耗盡型MOSFET 22的柵極端連接到恒壓發(fā)生器電路21的輸出端O21上。在該實(shí)例中，描述圖2中示出的電路?？商鎿Q地，可以施加電壓限制方法，其中穩(wěn)壓二極管連接在輸入端I1和GND端之間，并且在施加等于或高于設(shè)定電壓的電壓的情況下，允許電壓通過穩(wěn)壓二極管釋放到GND。
如圖8所示，通過使用電荷泵系統(tǒng)的升壓電路，升壓電路92由n-溝道MOSFET 111到116、升壓電容器117到121和轉(zhuǎn)換器122構(gòu)成。n-溝道MOSFET 111到116分別與二極管連接，并且在升壓電路92的輸入端I92和輸出端O92之間彼此串聯(lián)連接，使得向前方向從輸入端I92指向輸出端O92。分別地，在n-溝道MOSFET 111和n-溝道MOSFET112之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器117的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET112和n-溝道MOSFET 113之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器118的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET 113和n-溝道MOSFET 114之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器119的一個(gè)電極相連接，在n-溝道MOSFET 114和n-溝道MOSFET115之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器120的一個(gè)電極相連接，以及在n-溝道MOSFET 115和n-溝道MOSFET 116之間的節(jié)點(diǎn)與升壓電容器121的一個(gè)電極相連接。升壓電容器117、119和121的另一電極連接到與升壓電路92的時(shí)鐘端C92連接的時(shí)鐘A線路CLKA，并且升壓電容器118和120的另一電極連接到通過轉(zhuǎn)換器122與升壓電路92的時(shí)鐘端C92連接的時(shí)鐘B線路CLKB。升壓電路92的時(shí)鐘端C92是施加從電平轉(zhuǎn)換器電路95輸出的時(shí)鐘信號的端。轉(zhuǎn)換器112具有連接到升壓電路92的時(shí)鐘端C92上的上的輸入端I122，以及連接到升壓電容器118和120的另一電極上的輸出端O122，以便輸出在相位上從時(shí)鐘A線路CLKA移位180度的信號。時(shí)鐘信號的頻率設(shè)定為大約1MHz，并且升壓電容器117到121設(shè)定為大約100pF。因此，能夠在與n-溝道MOSFET 111到116和轉(zhuǎn)換器122的芯片相同的芯片內(nèi)形成升壓電容器117到121。在該實(shí)例中，電荷泵系統(tǒng)的升壓電路描述作為升壓電路92?？商鎿Q地，可以使用開關(guān)電容器系統(tǒng)的升壓電路。
振蕩器電路93供應(yīng)時(shí)鐘信號到第二升壓電路94和電平轉(zhuǎn)換器電路95。振蕩器電路93是由轉(zhuǎn)換器和電容器構(gòu)成的環(huán)形振蕩器電路。50％工作的時(shí)鐘信號從振蕩器電路93的輸出端O93輸出。振蕩器電路93的電源端D93連接到輸入限制器電路1的輸出端O1上。以通過振蕩器電路92輸出的時(shí)鐘信號的頻率變?yōu)榇蠹s1MHz的方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器和電容器。同時(shí)，振蕩器電路93裝備有時(shí)鐘信號輸出控制端E93，并且根據(jù)從電壓檢測器電路101輸出的信號能夠停止振蕩器電路93的操作。換句話說，取決于從電壓檢測器電路101輸出的信號，能夠從振蕩器電路93的輸出端O93輸出或不輸出1MHz的時(shí)鐘信號。在該實(shí)例中，環(huán)形振蕩器電路用作振蕩器電路。可替換地，也可以使用采用了壓電材料的振蕩器電路或者與邏輯電路相結(jié)合的振蕩器電路。
第二升壓電路94根據(jù)從振蕩器電路93輸出的時(shí)鐘信號升高輸入電壓限制器電路1的輸出電壓，并且供應(yīng)電力到電平轉(zhuǎn)換器電路95的電源端D95。第二升壓電路94由圖9示出的開關(guān)電容器系統(tǒng)的升壓電路構(gòu)成。開關(guān)電容器系統(tǒng)升壓電路反復(fù)彼此連接電容器，或者可替換地并聯(lián)或串聯(lián)地將電容器與電源連接，由此使得能夠升高輸入電壓。
開關(guān)電容器系統(tǒng)升壓電路由MOSFET 131到134、轉(zhuǎn)換器135到137、電平轉(zhuǎn)換器電路138和電容器139構(gòu)成。第二升壓電路94的輸入端I94連接到p-溝道MOSFET 131和132的漏極端上，并且p-溝道MOSFET 131的源極端連接到電容器139的一個(gè)電極和n-溝道MOSFET 133的漏極端上。另外，電容器139的另一電極連接到p-溝道MOSFET 132的源極端和p-溝道MOSFET 134的漏極端上。n-溝道MOSFET 133的源極端接地。p-溝道MOSFET 134的源極端連接到第二升壓電路94的輸出端O94上。p-溝道MOSFET 131的柵極端、n-溝道MOSFET 133的柵極端、轉(zhuǎn)換器135的輸入端I135和轉(zhuǎn)換器137的輸入端I137連接到第二升壓電路94的時(shí)鐘端C94上。轉(zhuǎn)換器135的輸出端O135連接到p-溝道MOSFET 132的柵極端上，轉(zhuǎn)換器137的輸出端O137連接到電平轉(zhuǎn)換器電路138的輸入端I138上，電平轉(zhuǎn)換器電路138的輸出端O138連接到轉(zhuǎn)換器136的輸入端I136上，并且轉(zhuǎn)換器136的輸出端O136連接到p-溝道MOSFET 134的柵極端上。轉(zhuǎn)換器135的電源端D55和轉(zhuǎn)換器137的電源端D137連接到第二升壓電路94的輸入端I94上，并且轉(zhuǎn)換器136的電源端D56和電平轉(zhuǎn)換器電路138的電源端D138連接到第二升壓電路94的輸出端O94上。
電平轉(zhuǎn)換器電路95將從振蕩器電路93輸出的時(shí)鐘信號與第二升壓電路94的輸出電壓結(jié)合，以便產(chǎn)生振幅大的時(shí)鐘信號。如圖10所示，電平轉(zhuǎn)換器電路95由p-溝道MOSFET、n-溝道MOSFET和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。電平轉(zhuǎn)換器電路95的時(shí)鐘端C95連接到n-溝道MOSFET 142的柵極端和轉(zhuǎn)換器145的輸入端I145上。轉(zhuǎn)換器145的輸出端O145連接到n-溝道MOSFET 144的柵極端上，并且n-溝道MOSFET 142和144的源極端接地。電平轉(zhuǎn)換器電路95的電源端D95連接到p-溝道MOSFET141和143的源極端上，并且p-溝道MOSFET 141漏極端連接到n-溝道MOSFET 142的漏極端和p-溝道MOSFET 143的柵極端上。然后，p-溝道MOSFET 143的漏極端連接到n-溝道MOSFET 144的漏極端、p-溝道MOSFET 141的柵極端和電平轉(zhuǎn)換器電路95的輸出端O95上。
當(dāng)升壓電路92的輸出電壓增加到等于或高于設(shè)定值時(shí)，輸出電壓限制器電路97允許電荷釋放到接地端，以便防止升壓電路92的輸出電壓增加到設(shè)定值或更高。根據(jù)該實(shí)施例的輸入電壓限制器電路由如圖11所示的多個(gè)n-溝道MOSFET構(gòu)成。輸出電壓限制器電路97的輸入端I97連接到n-溝道MOSFET 150的柵極端和漏極端上，并且n-溝道MOSFET 150的源極端連接到n-溝道MOSFET 151的柵極端和漏極端上，并且n-溝道MOSFET 152的漏極端接地。在該實(shí)例中，每個(gè)均具有彼此連接的n-溝道MOSFET的漏極端和柵極端的三個(gè)塊級聯(lián)連接。根據(jù)設(shè)定輸出電壓極限值改變級聯(lián)連接的數(shù)量。在該實(shí)施例中，采用n-溝道MOSFET?？商鎿Q地，穩(wěn)壓二極管可以用于獲得相同效果。
p-溝道MOSFET 96打開/關(guān)閉輸入電壓限制器電路97的操作。p-溝道MOSFET可以由n-溝道MOSFET或進(jìn)行開/關(guān)操作的其它開關(guān)替換。
電容器85在其內(nèi)儲(chǔ)存已經(jīng)由升壓電路92升高的電壓。
電壓檢測器電路99監(jiān)控電容器85兩端的電壓，并且當(dāng)電容器85兩端的電壓變?yōu)榈扔诨蚋哂谠O(shè)定電壓時(shí)輸出信號，以便導(dǎo)通p-溝道MOSFET 96和98。如圖12所示，電壓檢測器電路99由比較器電路、恒壓發(fā)生器電路和電阻構(gòu)成。電壓檢測器電路99的輸入端I99連接到電阻163的一端上，并且電阻163的另一端連接到比較器的第一輸入端166和電阻162的一端上。電阻162的另一端接地。比較器的第二輸入端167連接到恒壓發(fā)生器電路161的輸出上。比較器電路160的輸出端連接到電壓檢測器電路99的輸出端O99上。
當(dāng)接收從電壓檢測器電路99輸出的信號時(shí)，p-溝道MOSFET 98將儲(chǔ)存在電容器85中的電荷輸出到電子電路的輸出端上。p-溝道MOSFET可以由n-溝道MOSFET或者進(jìn)行開/關(guān)操作的其它開關(guān)替換。
電壓檢測器電路101監(jiān)控外部電壓，并且當(dāng)該電壓等于或高于設(shè)定值時(shí)輸出信號，以便關(guān)斷p-溝道MOSFET 90和100。如圖13所示，電壓檢測器電路101由比較器電路、恒壓發(fā)生器電路、電阻和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。電壓檢測器電路101的輸入端I101連接到電阻173的一端上，并且電阻173的另一端連接到比較器的第一輸入端176和電阻172的一端上。電阻172的另一端接地。比較器的第二輸入端177連接到恒壓發(fā)生器電路171的輸出上。比較器電路170的輸出端連接到轉(zhuǎn)換器178的輸出端上，并且轉(zhuǎn)換器178的輸出端連接到電壓檢測器電路101的輸出端O101上。
當(dāng)接收從電壓檢測器電路100輸出的信號時(shí)，p-溝道MOSFET 100阻擋電子電路的輸出端82和p-溝道MOSFET，并且當(dāng)電子電路處于備用模式時(shí)防止電流從電子電路的輸出端82流出。p-溝道MOSFET可以由n-溝道MOSFET或者進(jìn)行開/關(guān)操作的其它開關(guān)替換。
將要給出由上述電路決構(gòu)成的電子電路的連接的描述。
該電子電路的輸入端80連接到p-溝道MOSFET 90的源極端上，并且將p-溝道MOSFET 90的漏極端連接到輸入限制器電路1的輸入端I1上。輸入限制器電路1的輸出端O1連接到第二升壓電路94的輸入端I94、振蕩器電路93的電源端D93和第二升壓電路94的輸入端I94。振蕩器電路93的輸出端O93連接到第二升壓電路94的時(shí)鐘端C94和電平轉(zhuǎn)換器電路95的輸入端I95。第二升壓電路94的輸出端O94連接到電平轉(zhuǎn)換器電路95的電源端D95。電平轉(zhuǎn)換器電路95的輸出端O95連接到升壓端92的時(shí)鐘端C92。升壓電路92的輸出端O92連接到p-溝道MOSFET 96的源極端、電容器85的一個(gè)電極Vc 85-1、p-溝道MOSFET 98的源極端和電壓檢測器電路99的輸入端I99。p-溝道MOSFET 96的漏極端連接到輸出電壓限制器電路97的輸入端I97，并且電容器85的另一電極Vc 85-2接地。p-溝道MOSFET 98的漏極端連接到p-溝道MOSFET 100的漏極端，并且p-溝道MOSFET 100的源極端連接到電子電路的輸出端82。電壓檢測器電路99的輸出端O99連接到p-溝道MOSFET 98和97的柵極端，并且電子電路的外部監(jiān)控器端83連接到電壓檢測器電路101的輸入端I101。然后，電壓檢測器電路101的輸出端O101連接到p-溝道MOSFET 90和100，并且連接到振蕩器電路93的時(shí)鐘信號輸出控制端E93。
如上描述連接的電子電路如下操作。
當(dāng)沒有電壓施加到外部監(jiān)控器端時(shí)，p-溝道MOSFET 90和100導(dǎo)通。當(dāng)電壓施加到電子電路的輸入端80時(shí)，該電壓施加到在輸入電壓限制器電路1中耗盡型MOSFET 22的漏極端和恒壓發(fā)生器電路21的電源端上。
通過估算施加到耗盡型MOSFET 22的漏極端上的電壓和輸出到其源極端的電壓而獲得圖6所示的特性。該耗盡型MOSFET 22將已經(jīng)被施加到漏極端的電壓基本上按原樣輸出到源極端。然而，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂诮o定設(shè)定值的電壓施加到漏極端上時(shí)，耗盡型MOSFET 22保持給定設(shè)定值的電壓并且將該電壓輸出到源極端。當(dāng)給定電壓被施加到耗盡型MOSFET的柵極端時(shí)，獲得圖6中示出的特性。處于此原因，調(diào)節(jié)由恒壓發(fā)生器電路21輸出的電壓，由此使得能夠增加或減小該設(shè)定值。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)定值設(shè)定為等于或低于引起構(gòu)成振蕩器電路93和第二升壓電路94的MOSFET損壞的電壓(耐受電壓)時(shí)，即使當(dāng)輸入電壓高于構(gòu)成振蕩器電路93和第二升壓電路94的MOSFET的耐受電壓時(shí)，設(shè)定值的電壓(＝構(gòu)成升壓電路2的MOSFET的耐受電壓)輸出到輸入電壓限制器電路1的輸出。恒壓發(fā)生器電路21調(diào)節(jié)施加給耗盡型MOSFET 22的柵極端的電壓，使得輸入電壓限制器電路1的輸出等于或低于構(gòu)成振蕩器電路93和第二升壓電路94的MOSFET的耐受電壓。通過增加或減小圖3所示增強(qiáng)型MOSFET的級聯(lián)連接的數(shù)目而進(jìn)行電壓的調(diào)節(jié)。
已經(jīng)從輸入電壓限制器電路1輸出的電壓施加到升壓電路92的輸入端I92、振蕩器電路93的電源端D93和第二升壓電路94的輸入端I94。當(dāng)電壓首先施加到振蕩器電路93時(shí)，該振蕩器電路93開始操作，并且從振蕩器電路93的輸出端O93輸出50％工作的時(shí)鐘信號。當(dāng)接收到輸出的時(shí)鐘信號時(shí)，第二升壓電路94開始操作。
以如下方式進(jìn)行第二升壓電路94的操作當(dāng)高脈沖信號輸入到第二升壓電路94的時(shí)鐘端C94時(shí)，p-溝道MOSFET 132和n-溝道MOSFET133導(dǎo)通，并且電容器139由電荷充電。然后，當(dāng)?shù)兔}沖信號輸入到第二升壓電路94的時(shí)鐘端C94時(shí)，p-溝道MOSFET 131和134導(dǎo)通，(輸入電壓)+(在電容器139中充電的電壓)輸出到第二升壓電路94的輸出端O94。因此，該輸出電壓大約是已經(jīng)輸入到第二升壓電路94的電壓的兩倍。當(dāng)通過第二升壓電路94發(fā)展成是已經(jīng)施加到電子電路的輸入端80的電壓兩倍的電壓時(shí)，該電壓和已經(jīng)從振蕩器電路93輸出的時(shí)鐘信號通過電平轉(zhuǎn)換器電路95乘(multiplied)在一起，并且從電平轉(zhuǎn)換器電路95輸出如下的時(shí)鐘信號其具有是已經(jīng)施加到電子電路的輸入端80的電壓兩倍的峰值，并且具有是已經(jīng)從振蕩器電路93輸出的時(shí)鐘頻率的頻率。
升壓電路92根據(jù)已經(jīng)從電平轉(zhuǎn)換器電路95輸出的時(shí)鐘信號開始操作，并且升高已經(jīng)從輸入電壓限制器電路1輸出的電壓。
在升壓電路92中使用的電荷泵系統(tǒng)中，已經(jīng)供應(yīng)給輸入端I92的電荷通過MOSFET 111和115在電容器117到121中充電。在該情況下，電容器117的一個(gè)電極的電位Vc 117-1為(輸入電壓)-Vf。在該實(shí)例中，Vf等于在MOSFET 111到116中的二極管壓降。然后，當(dāng)脈沖信號CLKA將電容器117的一個(gè)電極的電位Vc 117-2增加脈沖信號的峰值(電壓)時(shí)，電容器117的另一電極的電位Vc 311-1變?yōu)?輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值)。在該情況下，因?yàn)殡娙萜?18的一個(gè)電極連接到與脈沖信號CLKA在相位上相差180度的脈沖信號CLKB，從而電容器118的一個(gè)電極的電位Vc 1188-2處于低電平(接近于地電位的電平)。因此電容器118的一個(gè)電極的電位V118-1變?yōu)閬碜砸呀?jīng)從電容器117傳送的電壓的MOSFET 112的二極管壓降值，即，((輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值))-Vf。
而且，作為隨后的步驟，當(dāng)脈沖信號CLKB改變?yōu)楦唠娖?，并且電容?18的一個(gè)電極的電位V118-2增加脈沖信號的峰值(電壓)時(shí)，電容器118的另一個(gè)電極的電位Vc 118-1變?yōu)?(輸入電壓)-Vf+(脈沖信號的峰值))-Vf+(脈沖信號的峰值)。隨后，重復(fù)以上操作，并且已經(jīng)在電容器中充電的電荷在增加電壓的同時(shí)發(fā)送到隨后的電容器。在圖8示出的電子電路中，輸出端O92的電壓變?yōu)?輸入電壓)-6×Vf+5×(脈沖信號的峰值)。
已經(jīng)通過升壓電路92升壓的電荷儲(chǔ)存在電容器85中。當(dāng)電荷儲(chǔ)存在電容器中時(shí)，電容器85兩端的電壓逐漸增加。由于電容器85兩端的電壓總是由電壓檢測器電路99監(jiān)控，因此當(dāng)電容器85兩端的電壓超過設(shè)定值時(shí)，從電壓檢測器電路99的輸出端O99輸出信號。在該實(shí)例中設(shè)定的電壓是從電子電路的輸出端82輸出的期望電壓。不必說該電壓低于引起構(gòu)成電子電路的MOSFET和電容器的損壞的電壓。
當(dāng)接收到已經(jīng)從電壓檢測器電路99輸出的信號時(shí)，p-溝道MOSFET96和98導(dǎo)通。由于p-溝道MOSFET 100首先導(dǎo)通，儲(chǔ)存在電容器85中的電荷從電子電路的輸出端82輸出。
現(xiàn)在，將要描述輸出電壓控制電路97。該輸出電壓控制電路97構(gòu)造成使得與二極管連接的晶體管彼此級聯(lián)連接，并且當(dāng)高電壓施加到電路時(shí)，當(dāng)高電壓超過給定閾值電壓時(shí)，輸出電壓限制器電路97使得大電流在接地端中流動(dòng)。出于此原因，當(dāng)閾值電壓設(shè)定為低于引起構(gòu)成電子電路的MOSFET或電容器損壞的電壓的電壓時(shí)，通過允許電流流動(dòng)能夠抑制該電壓增加。在電荷泵系統(tǒng)的升壓電路中，施加給升壓電路92內(nèi)部的最大電壓變?yōu)樯龎弘娐?2的輸出端O92的電壓。出于此原因，有必要在升壓電路92的輸出端O92處的電壓不變?yōu)橐饦?gòu)成電子電路的MOSFET或電容器損壞的電壓。當(dāng)輸出電壓限制器電路97連接到升壓電路92的輸出端上時(shí)，能夠保護(hù)內(nèi)部電路免受高電壓。然而，因?yàn)楫?dāng)施加高電壓時(shí)輸出電壓限制器電路97需要使得大量的電流流動(dòng)，因此當(dāng)輸出電壓限制器電路97不操作時(shí)電流消耗也很大。因此，即使當(dāng)通過升壓電路92供應(yīng)電荷時(shí)，輸出電壓限制器電路97消耗這些電荷。出于此原因，如上所述，輸出電壓限制器電路97僅僅在電容器85兩端的電壓超過設(shè)定值之后將打開/關(guān)閉輸出電壓限制器電路97的操作的p-溝道MOSFET導(dǎo)通，并因而進(jìn)行輸出電壓限制操作。
然后，電壓檢測器電路101監(jiān)控外部電壓，并且當(dāng)外部電壓超過設(shè)定值電壓時(shí)，電壓檢測器電路101檢測該電壓，并且關(guān)斷p-溝道MOSFET 90和100，并且停止振蕩器電路93的操作。該操作是監(jiān)控外部電壓并且設(shè)定電子電路到備用模式的功能。在空閑模式中，由于升壓電路92的操作不必要，因此停止作為升壓電路92的操作基礎(chǔ)的振蕩器電路93的操作。另外，為了防止電流從電子電路的輸入端80和輸出端82流出，p-溝道MOSFET 90和100截止，以便由此抑制無用的功率消耗。
將要給出使用根據(jù)如上所述構(gòu)造的該實(shí)施例的電子電路的另一具體實(shí)例的描述。
根據(jù)另一實(shí)施例的電子電路在如下裝置中有效該裝置的構(gòu)成電子電路的MOSFET或電容器的損壞電壓低。特別地，在最近幾年，因?yàn)樾⌒突呀?jīng)發(fā)展進(jìn)步，并且電子電路的耐受電壓已經(jīng)降低，因此本發(fā)明對于近來的電子電路有效。
圖7所示的電子電路在用于觸發(fā)電路應(yīng)用的想要目的中有效，特別是當(dāng)供給電壓低并且不能操作電路應(yīng)用時(shí)有效。更具體地說，升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠從低電壓升高電壓，而本發(fā)明在需要高電壓用于其自身操作的升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的操作觸發(fā)器中有效。在該情況下，正如這種升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器必須具備的，電子電路能夠從低電壓操作，并且在電路中MOSFET或電容器的損壞耐受電壓低。另一方面，升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器耐受電壓高并且能夠從低電壓升高電壓，并且需要高電壓用于其自身操作。如圖14所示，電路應(yīng)用由圖7所示的電子電路180、升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181和二極管182構(gòu)成。輸入端183連接到電子電路的輸入端I180和升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181的輸入端I181。電子電路180的輸出端O180連接到升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181的電源端D181和二極管182的陰極端C182。升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181的輸出端O181連接到輸出端184和二極管182的陽極端A182。
在如上描述連接的電路應(yīng)用中，當(dāng)輸入端183的電壓低時(shí)，升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181不能操作。然而，由于電子電路180能夠操作，因此在電路內(nèi)部進(jìn)行升壓操作，并且儲(chǔ)存在電容器中的電荷從電子電路180的輸出端O180輸出。因?yàn)檩敵鲭妷菏歉唠妷海龎篋C/DC轉(zhuǎn)換器181能夠開始升壓操作。開始升壓操作的升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181升高輸入端183的電壓，并且供應(yīng)電荷到輸出端184上。在該情況下，因?yàn)樯龎篋C/DC轉(zhuǎn)換器181的輸出端O181通過二極管182連接到升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181的電源端D181，因此升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181能夠通過使用升高的高電壓而自身工作。在該情況下，因?yàn)殡娮与娐?80不需要供應(yīng)電荷到升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181的電源端D181，因此該電路應(yīng)用通過使用外部監(jiān)控器端M180來監(jiān)控升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器181的輸出電壓，并且當(dāng)電壓變?yōu)榈扔诨蚋哂谠O(shè)定值時(shí)設(shè)定電子電路180到備用模式。在該情況下，理想的是電子電路180不消耗電流，但是因?yàn)楦鶕?jù)該實(shí)施例的電子電路使用p-溝道MOSFET 90和100，因此在備用模式時(shí)的電流消耗能夠抑制到很小的值。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，包括電壓限制器電路，其連接到輸入端上并且調(diào)整輸入到輸入端的輸入電壓的上限；以及升壓電路，其連接到電壓限制器電路上并且以固定放大率升高輸入電壓，以便輸出升高的電壓到輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的電子電路，其中升壓電路包括用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號的時(shí)鐘發(fā)生器電路；整流器元件；以及電容器。
3.如權(quán)利要求2所述的電子電路，其中整流器元件包括與二極管連接的MOSFET。
4.如權(quán)利要求1所述的電子電路，其中升壓電路包括升壓單元電路，其包括二極管或與二極管相連接的MOSFET的陽極作為輸入端，和具有連接到該二極管或與該二極管相連接的MOSFET的陰極的一個(gè)電極的電容器；以及連接到電容器的另一電極上的時(shí)鐘發(fā)生器電路，以及提供升壓單元電路中一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行級聯(lián)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的電子電路，其中升壓電路具有多個(gè)升壓單元電路；該多個(gè)升壓單元電路具有如下構(gòu)造第一MOSFET的漏極連接到第二MOSFET的漏極上以形成輸入端；第一MOSFET的源極連接到第三MOSFET的漏極上并且連接到電容器的第一電極上；第二MOSFET的源極連接到電容器的第二電極上并且連接到第四MOSFET的漏極上；第四MOSFET的源極用作輸出端；第三MOSFET的源極接地；第一和第三MOSFET的柵極連接到時(shí)鐘發(fā)生器電路的時(shí)鐘輸出端；第二MOSFET的柵極和電平轉(zhuǎn)換器電路的輸入端連接到時(shí)鐘發(fā)生器電路的反向時(shí)鐘輸出端；以及電平轉(zhuǎn)換器電路的輸出端連接到第四MOSFET的柵極端；以及多個(gè)升壓單元電路級聯(lián)地進(jìn)行連接。
6.如權(quán)利要求1所述的電子電路，其中電壓限制器電路包括恒壓發(fā)生器電路，用于輸入輸入電壓和輸出恒定電壓；以及耗盡型MOSFET，具有由恒壓發(fā)生器電路輸出的恒壓控制的柵極電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的電子電路，其中恒壓發(fā)生器電路包括恒流源；和電阻元件，恒流源和電阻元件在輸入端和接地端之間彼此串聯(lián)地進(jìn)行連接；以及輸入端由連接點(diǎn)形成，在該連接點(diǎn)處恒流源和電阻元件彼此連接。
8.如權(quán)利要求7所述的電子電路，其中，恒流源包括耗盡型MOSFET，該耗盡型MOSFET具有彼此連接的柵極和源極。
9.如權(quán)利要求7所述的電子電路，其中，電阻元件包括與二極管相連接的MOSFET。
全文摘要
提供一種具有升壓電路的電子裝置，其中，即使當(dāng)輸入等于或高于標(biāo)準(zhǔn)電壓的電壓時(shí)也能防止升壓電路和其它電路被損壞。用于升高輸入電壓并且輸出升高電壓的升壓電路具有用于調(diào)整輸入電壓的上限的輸入電壓限制器電路，并且升壓電路通過使用電容器以固定放大率升高輸入電壓。
文檔編號H02M3/04GK1866706SQ20061007722
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者吉田宜史, 宇都宮文靖 申請人:精工電子有限公司