專利名稱：負(fù)電壓開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負(fù)電壓開關(guān)裝置，尤其涉及一種具有放電路徑的負(fù)電壓開 關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來，由于科技的高度發(fā)展，使得各種電子產(chǎn)品的種類及應(yīng)用得以快 速成長(zhǎng)。而我們都知道電源是各種電子產(chǎn)品運(yùn)作的基本要件之一，而且電源供 應(yīng)的好壞亦足以影響整個(gè)電子產(chǎn)品的運(yùn)作及效能。
一般在電子產(chǎn)品的電源設(shè)計(jì)方面，常會(huì)使用到如直流電壓轉(zhuǎn)換電路
(DC/DC ConverteiO，用以進(jìn)行電壓的轉(zhuǎn)換而提供負(fù)載運(yùn)作的所需。在此，則以 直流電壓降壓電路(Buck)做說明。
請(qǐng)參考圖l，為現(xiàn)有的直流電壓降壓電路的電路示意圖。如圖所示，直流 電壓降壓電路9主要包含了一電感L、 一二極管D及一電容C、 一功率晶體管 Q，并且功率晶體管Q是通過一柵極電壓VG來控制啟閉的運(yùn)作。
而當(dāng)功率晶體管Q處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，二極管D為逆向偏壓，此時(shí)輸入電 壓VIN所形成的電流將順向流經(jīng)電感L并對(duì)電容C充電，同時(shí)，提供一輸出 電壓VOUT給一負(fù)載R使用。此時(shí)，電感L的電流將上升，而進(jìn)行蓄電儲(chǔ)能。
反之，當(dāng)功率晶體管Q處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于電感電流會(huì)連續(xù)，因此電 感L上的電壓極性會(huì)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，而將其中所儲(chǔ)存的電能釋放出來，并經(jīng)過二極 管D以對(duì)電容C進(jìn)行充電，同時(shí)，電容C將繼續(xù)提供輸出電壓VOUT給負(fù)載 R使用。
然而，目前的電子產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域不同，所需的驅(qū)動(dòng)電壓電位亦不同，造 成各電路間的驅(qū)動(dòng)電壓電位高低不同，尤其有些電路間的參考電位(接地)并 不相同。這造成上一級(jí)電路的正驅(qū)動(dòng)電壓電位，傳送至下一級(jí)電路時(shí)，可能是 負(fù)的電壓電位。然而，上述的直流電壓轉(zhuǎn)換電路中的功率晶體管Q雖然能在 正電壓的輸入電壓VIN下順利運(yùn)作，然對(duì)于負(fù)的輸入電壓時(shí)，卻無法運(yùn)作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種負(fù)電壓開關(guān)裝置，在內(nèi)部的開關(guān)單元導(dǎo)通(turn on)時(shí)，進(jìn)行負(fù)電壓轉(zhuǎn)換，以提供負(fù)電壓給負(fù)載使用，并且可以在內(nèi)部的開關(guān) 單元截止(tum off)時(shí)提供放電路徑給負(fù)載使用。
本發(fā)明的負(fù)電壓開關(guān)裝置，包括一開關(guān)單元、 一電位轉(zhuǎn)換電路及一放電電 路。其中，開關(guān)單元具有一輸入端、 一輸出端及一控制端，且輸入端用以接收 一負(fù)輸入電壓，輸出端用以耦接一負(fù)載。電位轉(zhuǎn)換電路接收一控制信號(hào)，并轉(zhuǎn) 換控制信號(hào)的電位后輸至開關(guān)電路的控制端，電位轉(zhuǎn)換電路根據(jù)控制信號(hào)切換 該開關(guān)單元為一第一狀態(tài)或一第二狀態(tài)。放電電路耦接開關(guān)單元的輸出端及一 參考端，接收控制信號(hào)，其中當(dāng)開關(guān)單元為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，放電電路電性連接負(fù) 載及參考端。其中，開關(guān)單元于控制信號(hào)的電位高于一預(yù)設(shè)電位時(shí)處于第一狀 態(tài)，并于控制信號(hào)的電位低于一預(yù)設(shè)電位時(shí)處于第二狀態(tài)，且預(yù)設(shè)電位高于負(fù) 輸入電壓的電位。如此，本發(fā)明的負(fù)電壓開關(guān)裝置可以提供負(fù)電壓給負(fù)載使用， 并且提供放電路徑給負(fù)載使用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的 限定。


圖1為現(xiàn)有的直流電壓降壓電路的電路示意圖2為本發(fā)明的負(fù)電壓開關(guān)裝置方塊示意圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖；及
圖6為本發(fā)明第四實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
9 直流電壓降壓電路
L 電感
D 二極管
C 電容
Q 功率晶體管VG 柵極電壓 VIN 輸入電壓 VOUT 輸出電壓 R 負(fù)載
2、 2a、 2b、 2c、 2d負(fù)電壓開關(guān)裝置
20 開關(guān)單元
21 電位轉(zhuǎn)換電路 22、 23、 25、 26放電電路 -Vin 負(fù)輸入電壓 -Vout 負(fù)輸出電壓
3 負(fù)載
Ql 第一晶體管
Q2 第二晶體管
202 遲滯比較器
203 反向遲滯比較器
204 反向器
Q3 第三晶體管 Q4 第四晶體管
51、 S3控制信號(hào)
52、 S4反向控制信號(hào) G 參考端
Rl 第一電阻器 EN 啟動(dòng)信號(hào) Vcc 電壓源
Q5 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 Q6 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明的負(fù)電壓開關(guān)裝置方塊示意圖。負(fù)電壓開關(guān)裝置2
包括-開關(guān)單元20、 一電位轉(zhuǎn)換電路21及一放電電路22。其中開關(guān)單元20 具有一輸入端in、 一輸出端out及一控制端con，開關(guān)單元20的輸入端in接 收一負(fù)輸入電壓-Vin，且輸出端out耦接一負(fù)載3。另外，電位轉(zhuǎn)換電路21接 收一控制信號(hào)Sl ，并轉(zhuǎn)換控制信號(hào)Sl的電位后輸至開關(guān)電路20的控制端con。 開關(guān)電路20根據(jù)轉(zhuǎn)換電位后的控制信號(hào)Sl，以進(jìn)行一第一狀態(tài)或一第二狀態(tài) 的切換動(dòng)作。同時(shí)，當(dāng)控制信號(hào)Sl的電位高于一預(yù)設(shè)電位時(shí)，開關(guān)電路20 會(huì)處于第一狀態(tài)，同時(shí)，當(dāng)控制信號(hào)S1的電位低于該預(yù)設(shè)電位時(shí)，開關(guān)電路 20則會(huì)處于第二狀態(tài)，其中，該預(yù)設(shè)電位高于負(fù)輸入電壓-Vin的電位。
再請(qǐng)參考圖2，負(fù)電壓開關(guān)裝置2中的放電電路22耦接于開關(guān)單元20的 輸出端out及一參考端G。放電電路22接收控制信號(hào)S1，并且，放電電路22 于該開關(guān)單元20進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，會(huì)與負(fù)載3及參考端G形成電性連接，以 提供負(fù)載3進(jìn)行放電。
請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖。在 圖3中，負(fù)電壓開關(guān)裝置2a包括一第一晶體管Ql、 一第二晶體管Q2及一放 電電路22，其中放電電路22包括一第三晶體管Q3與一第四晶體管Q4。
在負(fù)電壓開關(guān)裝置2a中，第一晶體管Ql的第一源/漏極用以接收-一負(fù)輸 入電壓-Vin，且第一晶體管Ql的第二源/漏極連接一負(fù)載(未標(biāo)示)并提供一負(fù) 輸出電壓-Vout。同時(shí)，第二晶體管Q2的第三源/漏極耦接第一晶體管Ql的柵 極，第二晶體管Q2的第四源/漏極接收一控制信號(hào)Sl，且第二晶體管Q2的柵 極耦接于一參考端G。前述中，第一晶體管Q1為一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)晶體管，而第二晶體管Q2為一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。再 請(qǐng)參考圖3，負(fù)電壓開關(guān)裝置2a進(jìn)一步包括一遲滯比較器202與一第一電阻 器R1，其中，遲滯比較器202耦接于第二晶體管Q2的第四源/漏極，將一啟 動(dòng)信號(hào)EN轉(zhuǎn)成控制信號(hào)S1，以提供到第二晶體管Q2的第四源/漏極。且第 一電阻器R1連接于第一晶體管Q1的第一源/漏極與柵極之間，用以避免第一 晶體管Q1柵極處于浮接(Floating)時(shí)造成誤動(dòng)作。另夕卜，設(shè)計(jì)者更可依照需 要，將一第二電阻器R2耦接于第一晶體管Ql的柵極及第二晶體管Q2的第三 源/漏極之間，以與第一電阻器R1形成分壓架構(gòu)，進(jìn)而防止第一電阻器R1的 壓降過高導(dǎo)致第一晶體管Q1燒毀。在負(fù)電壓開關(guān)裝置2a的操作中，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為高電位時(shí)，控制信號(hào) Sl為高電位。高電位的控制信號(hào)S1讓第二晶體管Q2進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，而導(dǎo)通 的第二晶體管Q2提供高電位的控制信號(hào)Sl至第--晶體管Ql的柵極，以控制 第一晶體管Q1進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。如此，導(dǎo)通的第一晶體管Q1將轉(zhuǎn)移該負(fù)輸入 電壓-Vin成為負(fù)輸出電壓-Vout給負(fù)載使用。相反的，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為低電 位時(shí)，控制信號(hào)S1為低電位。低電位的控制信號(hào)S1讓第二晶體管Q2進(jìn)入截 止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，第一晶體管Q1的柵極與第一源/漏極具有相同的電位，因而形 成截止?fàn)顟B(tài)。如此，截止的第一晶體管Q1將停止輸出負(fù)輸出電壓-Vout。
再請(qǐng)參考圖3，在負(fù)電壓開關(guān)裝置2a的放電電路22中，設(shè)計(jì)者更可依照 放電電路22的設(shè)計(jì)需要，將一反向器204耦接遲滯比較器202與第三晶體管 Q3的柵極之間，其中，反向器204的輸入端用以接收控制信號(hào)S1，并且從輸 出端輸出一反向控制信號(hào)S2。另外，第三晶體管Q3的柵極耦接于反向器204 的輸出端，第三晶體管Q3的第五源/漏極耦接于一電壓源Vcc，第三晶體管 Q3的第六源/漏極耦接于參考端G。第四晶體管Q4的第七源/漏極耦接于第一 晶體管Ql的第二源/漏極與負(fù)載，第四晶體管Q4的第八源/漏極耦接于參考端 G，且第四晶體管Q4的柵極耦接于第三晶體管Q3的第五源/漏極。前述中， 第三晶體管Q3為一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，第四晶體管Q4為 一P型接面場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
再請(qǐng)參考圖3，在負(fù)電壓開關(guān)裝置2a的操作中，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為高電 位時(shí)，控制信號(hào)S1為高電位，反向控制信號(hào)S2為低電位。低電位的反向控制 信號(hào)S2讓第三晶體管Q3進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，電壓源Vcc被導(dǎo)入到第四晶 體管Q4的柵極，進(jìn)而控制第四晶體管Q4進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。相反的，當(dāng)啟動(dòng)信 號(hào)EN為低電位時(shí)，控制信號(hào)S1為低電位，反向控制信號(hào)S2為高電位。高電 位的反向控制信號(hào)S2讓第三晶體管Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通的第三晶體管Q3 讓第四晶體管Q4的柵極連接到參考端G，使得第四晶體管Q4也進(jìn)入導(dǎo)通狀 態(tài)。導(dǎo)通的第四晶體管Q4提供一放電路徑給負(fù)載使用。
配合圖3，參考圖4，為本發(fā)明第二實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖。 在本發(fā)明第二實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2b中的組件與第一實(shí)施例的負(fù)電壓開 關(guān)裝置2a相同者，是以相同符號(hào)標(biāo)示。第二實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2b與第 一實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2a的電路動(dòng)作原理與達(dá)到的功效相同，其主要的差異處在于第二實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2b使用一反向遲滯比較器203取
代第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移電路20中的遲滯比較器202，并且第二實(shí)施例的放電電 路23沒有使用第一實(shí)施例的放電電路22的反向器204。在第二實(shí)施例中，反 向遲滯比較器203的輸出端耦接于第二晶體管Q2的柵極與第三晶體管Q3的 柵極，反向遲滯比較器203的輸入端接收一啟動(dòng)信號(hào)EN，并將啟動(dòng)信號(hào)EN 轉(zhuǎn)成一控制信號(hào)S3輸出至第二晶體管Q2的柵極與第三晶體管Q3的柵極。同 時(shí)，第二晶體管Q2的第四源/漏極改成耦接到電壓源Vcc。
再請(qǐng)參考圖4，在負(fù)電壓開關(guān)裝置2b的操作中，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為高電 位時(shí)，控制信號(hào)S3為低電位。低電位的控制信號(hào)S3讓第二晶體管Q2進(jìn)入導(dǎo) 通狀態(tài)，而導(dǎo)通的第二晶體管Q2提供高電位的電壓源Vcc至第一晶體管Ql 的柵極，以控制第一晶體管Ql進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。如此，導(dǎo)通的第一晶體管Ql 將轉(zhuǎn)移該負(fù)輸入電壓-Vin成為負(fù)輸出電壓-Vout給負(fù)載使用。同時(shí)，低電位的 控制信號(hào)S3讓第三晶體管Q3進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，電壓源Vcc被導(dǎo)入到第 四晶體管Q4的柵極，進(jìn)而控制第四晶體管Q4進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。
相反的，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為低電位時(shí)，控制信號(hào)S3為高電位。高電位的 控制信號(hào)S3讓第二晶體管Q2進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，第一晶體管Ql的柵極與 第一源/漏極具有相同的電位，因而形成截止?fàn)顟B(tài)。如此，截止的第一晶體管 Ql將停止輸出負(fù)輸出電壓-Vout。同時(shí)，高電位的控制信號(hào)S3讓第三晶體管 Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通的第三晶體管Q3讓第四晶體管Q4的柵極連接到參考 端G，使得第四晶體管Q4也進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。如此，導(dǎo)通的第四晶體管Q4得 以提供一放電路徑以給負(fù)載使用。
配合圖3，參考圖5，為本發(fā)明第三實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖。 在本發(fā)明第三實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2c中的組件與第一實(shí)施例的負(fù)電壓開 關(guān)裝置2a相同者，是以相同符號(hào)標(biāo)示。第三實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2c與第 一實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2a的電路動(dòng)作原理與達(dá)到的功效相同，其主要的 差異處在于第三實(shí)施例的放電電路25使用一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng) 晶體管Q5取代第一實(shí)施例的放電電路22中的第三晶體管Q3，以及，使用一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6取代第一實(shí)施例的放電電路22中的 第四晶體管Q4。并且第三實(shí)施例的放電電路25沒有使用第一實(shí)施例的放電電 路22的反向器204。
ii其中，P型金屬氧化物半3體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5的柵極從遲滯比較器202 接收該控制信號(hào)Sl，而P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5的第五源/漏 極耦接于第一晶體管Q1的第二源/漏極，并且，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng) 晶體管Q5的第六源/漏極耦接于電壓源VCC。同時(shí)，N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的第七源/漏極耦接于第一晶體管Ql的第二源/漏極，N型金 屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的第八源/漏極耦接于該參考端G，且N型 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的柵極耦接于P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管Q5的第五源/漏極。
再請(qǐng)參考圖5，在負(fù)電壓開關(guān)裝置2c的操作中當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為高電位 時(shí)，控制信號(hào)Sl為高電位。高電位的控制信號(hào)Sl讓P型金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，負(fù)輸出電壓-Vout被導(dǎo)入到N型金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的柵極，進(jìn)而控制N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管Q6進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。相反的，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為低電位時(shí)，控制信號(hào) Sl為低電位。低電位的控制信號(hào)Sl讓P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 Q5進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通的P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5讓N型金 屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的柵極連接到電壓源Vcc，使得N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6也進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通的N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6提供一放電路徑以給負(fù)載使用。
配合圖4，參考圖6，為本發(fā)明第四實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置電路示意圖。 在本發(fā)明第四實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2d中的組件與第二實(shí)施例的負(fù)電壓開 關(guān)裝置2b相同者，是以相同符號(hào)標(biāo)示。第四實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2d與第 二實(shí)施例的負(fù)電壓開關(guān)裝置2b的電路動(dòng)作原理與達(dá)到的功效相同，其主要的 差異處在于第四實(shí)施例的放電電路26使用一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng) 晶體管Q5取代第二實(shí)施例的放電電路23中的第三晶體管Q3，以及，使用一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6取代第二實(shí)施例的放電電路23中的 第四晶體管Q4。并且第四實(shí)施例的放電電路26多使用一反向器204。
其中，放電電路26的反向器204，其輸入端耦接到反向遲滯比較器203 的輸出端，且反向器204的輸出端耦接到P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管Q5的柵極。如此，反向器204從反向遲滯比較器203接收控制信號(hào)S3，并 輸出一反向控制信號(hào)S4給P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5。并且，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5的第五源/漏極耦接于第一晶體管Ql的
第二源/漏極，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5的第六源/漏極耦接于電 壓源Vcc。同時(shí)，N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的第七源/漏極耦接 于第一晶體管Ql的第二源/漏極，N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的 第八源/漏極耦接于該參考端G，且N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6 的柵極耦接于P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5的第五源/漏極。
再請(qǐng)參考圖6，在負(fù)電壓開關(guān)裝置2c的操作中，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)EN為高電 位時(shí)，控制信號(hào)S3為低電位，反向控制信號(hào)S4為高電位。高電位的反向控制 信號(hào)S4讓P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，負(fù) 輸出電壓-Vout被導(dǎo)入到N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的柵極，進(jìn) 而控制N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。相反的，當(dāng)啟 動(dòng)信號(hào)EN為低電位時(shí)，控制信號(hào)S3為高電位，反向控制信號(hào)S4為低電位。 低電位的反向控制信號(hào)S4讓P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5進(jìn)入導(dǎo) 通狀態(tài)，導(dǎo)通的P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q5讓N型金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6的柵極連接到電壓源Vcc，使得N型金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q6也進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通的N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管Q6提供一放電路徑以給負(fù)載使用。
綜上所述，本發(fā)明的負(fù)電壓開關(guān)裝置是在內(nèi)部的開關(guān)單元導(dǎo)通(tum on) 時(shí)，進(jìn)行負(fù)電壓轉(zhuǎn)換，以提供負(fù)電壓給負(fù)載使用，并且可以在內(nèi)部的開關(guān)單元 截止(tum off)時(shí)提供放電路徑給負(fù)載使用。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，包括一開關(guān)單元具有一輸入端、一輸出端及一控制端，該輸入端接收一負(fù)輸入電壓，該輸出端耦接一負(fù)載；一電位轉(zhuǎn)換電路，接收一控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換該控制信號(hào)的電位后輸至該開關(guān)電路的控制端，以根據(jù)該控制信號(hào)切換該開關(guān)單元為一第一狀態(tài)或一第二狀態(tài)；以及一放電電路，耦接該開關(guān)單元的輸出端及一參考端，接收該控制信號(hào)，其中當(dāng)該開關(guān)單元為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，該放電電路電性連接該負(fù)載及該參考端；其中，該開關(guān)單元于該控制信號(hào)的電位高于一預(yù)設(shè)電位時(shí)處于該第一狀態(tài)，并于該控制信號(hào)的電位低于一預(yù)設(shè)電位時(shí)處于該第二狀態(tài)，該預(yù)設(shè)電位高于該負(fù)輸入電壓的電位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該電位轉(zhuǎn)換電 路包括一第一晶體管，具有一第一源/漏極、 一第二源/漏極與一柵極，其中， 該第一源/漏極耦接該開關(guān)單元的控制端，該第二源/漏極接收該控制信號(hào)，且 該第一晶體管的柵極耦接于一參考端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路還包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極接收該控制信號(hào)，該第三源/漏極耦接于一電壓源，該第四源/漏極耦 接于該參考端；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路還包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極接收該控制信號(hào)，該第三源/漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第四源/漏極耦接于一電壓源；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該電位轉(zhuǎn)換電 路還包括一第一電阻器，該第一電阻器耦接于該開關(guān)單元的輸入端及控制端之 間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該電位轉(zhuǎn)換電 路還包括一第二電阻器，該第二電阻器耦接于該開關(guān)單元的控制端及該第一晶 體管的第一源/漏極之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路包 括一反向器，具有一輸入端與一輸出端，該反向器的輸入端接收該控制信號(hào)， 以及該反向器的輸出端輸出一反向控制信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路還 包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極耦接于該反向器的輸出端，該第三源/漏極耦接于一電壓源，該第四 源/漏極耦接于該參考端；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路還 包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極耦接于該反向器的輸出端，該第三源/漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出 端，該第四源/漏極耦接于一電壓源；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，還包含一比較 器，接收一開關(guān)控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成該控制信號(hào)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該電位轉(zhuǎn)換電 路包括一第一晶體管，具有一第一源/漏極、 一第二源/漏極與一柵極，其中， 該第一源/漏極耦接該開關(guān)單元的控制端，該第二源/漏極耦接于一電壓源，且 該第一晶體管的柵極接收該控制信號(hào)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路 還包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極接收該控制信號(hào)，該第三源/漏極耦接于一電壓源，該第四源/漏極耦 接于該參考端；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路還包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極接收該控制信號(hào)，該第三源/漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第 四源/漏極耦接于一電壓源；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該電位轉(zhuǎn)換 電路還包括一第一電阻器，該第一電阻器耦接于該開關(guān)單元的輸入端及控制端 之間。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該電位轉(zhuǎn)換 電路還包括一第二電阻器，該第二電阻器耦接于該開關(guān)單元的控制端及該第一 晶體管的第一源/漏極之間。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路 包括一反向器，具有一輸入端與一輸出端，該反向器的輸入端接收該控制信號(hào)， 以及該反向器的輸出端輸出一反向控制信號(hào)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路還包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與--第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極耦接于該反向器的輸出端，該第三源/漏極耦接于一電壓源，該第四 源/漏極耦接于該參考端；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第二晶體管的第三源/漏極。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，該放電電路 還包括一第二晶體管，具有一第三源/漏極與一第四源/漏極，其中，該第二晶體 管的柵極耦接于該反向器的輸出端，該第三源/漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出 端，該第四源/漏極耦接于一電壓源；以及一第三晶體管，具有一第五源/漏極與一第六源/漏極，其中，該第五源/ 漏極耦接于該開關(guān)單元的輸出端，該第六源/漏極耦接于該參考端，且該第三 晶體管的柵極耦接于該第一晶體管的第二源/漏極。
19、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的負(fù)電壓開關(guān)裝置，其特征在于，還包含一比 較器，接收一開關(guān)控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成該控制信號(hào)。
全文摘要
一種負(fù)電壓開關(guān)裝置，包括一開關(guān)單元、一電位轉(zhuǎn)換電路及一放電電路。開關(guān)單元的輸入端接收一負(fù)輸入電壓，且輸出端耦接一負(fù)載。另外，電位轉(zhuǎn)換電路接收一控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的電位后輸至開關(guān)電路的控制端。開關(guān)電路根據(jù)轉(zhuǎn)換電位后的控制信號(hào)，以進(jìn)行一第一狀態(tài)或一第二狀態(tài)的切換動(dòng)作。同時(shí)，當(dāng)控制信號(hào)的電位高于一預(yù)設(shè)電位時(shí)，開關(guān)電路會(huì)處于第一狀態(tài)，同時(shí)，當(dāng)控制信號(hào)的電位低于該預(yù)設(shè)電位時(shí)，開關(guān)電路則會(huì)處于第二狀態(tài)，其中，該預(yù)設(shè)電位高于負(fù)輸入電壓的電位。
文檔編號(hào)H02M3/04GK101610031SQ20081012691
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者陳丁輝 申請(qǐng)人:尼克森微電子股份有限公司