一種空間節(jié)約型led驅動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空間節(jié)約型LED驅動電路，特別是有關于一種驅動發(fā)光二極管的驅動電路。
【背景技術】
[0002]近年來，由于半導體技術的快速發(fā)展，相較于傳統(tǒng)光源來說，壽命長且低耗電的發(fā)光二極管(Light Emitting D1de, LED)，越來越被大眾普遍的使用于照明上。但因傳統(tǒng)的室內照明設備采用的電源多為交流電，發(fā)光二極管是需要直流電源驅動以將電能轉換為光能。因此目前使用發(fā)光二極管作為光源時，尚須要一個交流轉直流的轉換器。
[0003]現有的發(fā)光二極管的驅動電路利用交流/直流轉換器(AC/DC converter)將交流電源轉換為直流電源，并將直流電源提供給發(fā)光二極管。但是這個現有的驅動電路有一個問題，就是給發(fā)光二極管提供直流電源的交流/直流轉換器，體積非常的龐大。因此若要直接取代原來的燈具(白熾燈或日光燈)，往往會需要一個額外的空間用來安裝交流/直流轉換器。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種無需安裝交流/直流轉換器、占用空間小的LED驅動電路。
[0005]一種空間節(jié)約型LED驅動電路，包括依次連接的交流電源、整流器與LED發(fā)光單元，還包括穩(wěn)壓二極管以及設于整流器與LED發(fā)光單元之間的恒流單元，所述穩(wěn)壓二極管的陰極與整流器的輸出端相連，穩(wěn)壓二極管的陽極接地，所述恒流單元包括恒流二極管，所述整流器為二極管橋式整流器；
[0006]所述穩(wěn)壓二極管包括P型襯底，所述P型襯底上設置有高壓N阱，所述高壓N阱上設置有P阱；所述P型襯底的上表面沿橫向依次設有第一 N+注入區(qū)、第一 P+注入區(qū)、第二N+注入區(qū)、P-body區(qū)、第三N+注入區(qū)和第二 P+注入區(qū)；所述第一 N+注入區(qū)和第一 P+注入區(qū)設置在高壓N阱的區(qū)域內；所述第二 N+注入區(qū)和P-body區(qū)的兩端分別跨設在高壓N阱和P阱的區(qū)域上；所述P-body區(qū)位于二 N+注入區(qū)的下方；所述第三N+注入區(qū)、第二 P+注入區(qū)設置在P阱的區(qū)域內；所述第一 N+注入區(qū)、第一 P+注入區(qū)均接入穩(wěn)壓二極管的陽極，所述第三N+注入區(qū)和第二 P+注入區(qū)均接入穩(wěn)壓二極管的陰極。
[0007]采用本實用新型的空間節(jié)約型LED驅動電路，僅需要二極管橋式整流器、穩(wěn)壓二極管與恒流二極管即可代替交流/直流轉換器實現整流、穩(wěn)壓與穩(wěn)流的效果。如公眾所知，二極管橋式整流器是由四個二極管(如肖特基二極管)組成的全波整流器，而且穩(wěn)壓二極管、恒流二極管以及肖特基二極管均是體積較小的晶體管。因此，與采用模塊化的交流/直流轉換器(內含集成芯片以及多個外圍組件)的現有LED驅動電路相比，本實用新型的空間節(jié)約型LED驅動電路占用空間較小。
[0008]自然界的靜電放電(ESD)現象對集成電路的可靠性構成嚴重的威脅，在工業(yè)界，集成電路制成的電子產品失效，30%都是由于遭受靜電放電現象所引起的。當發(fā)生靜電放電時，電荷通常從芯片的一只引腳流入而從另一只引腳流出，此時靜電電荷產生的電流通常高達幾個安培，在電荷輸入引腳產生的電壓高達幾伏甚至幾十伏。如果較大的ESD電流流入內部芯片則會造成內部芯片的損壞，同時，在輸入引腳產生的高壓也會造成內部器件發(fā)生柵氧擊穿現象，從而導致電路失效。
[0009]為了提高穩(wěn)壓二極管的ESD防護能力，避免穩(wěn)壓二極管失效，穩(wěn)壓二極管內高壓N阱區(qū)域內的第一 N+注入區(qū)和第一 P+注入區(qū)，所述P阱中的第三N+注入區(qū)和第二 P+注入區(qū)構成可控硅結構；穩(wěn)壓二極管內跨設在高壓N阱和P阱區(qū)域上的第二 N+注入區(qū)和P-body區(qū)構成齊納二極管結構。
[0010]當ESD (靜電放電)事件發(fā)生時，第二 N+注入區(qū)和p-body區(qū)構成的齊納二極管結構，首先產生齊納擊穿，齊納擊穿后產生的電流注入到P阱，導致P阱上的寄生電阻產生壓降，隨著壓降達到一定數值，由第三N+注入區(qū)、P阱、高壓N阱形成的寄生NPN管的基射極壓降使NPN管導通，NPN管導通后，由第一 P+注入區(qū)、高壓N阱、P阱形成的寄生PNP管在正反饋機制下也開啟，從而可控硅結構開啟，泄放ESD產生的電流；我們可以提高第二N+注入區(qū)和P-body區(qū)的摻雜濃度，用來降低形成的齊納二極管結構觸發(fā)電壓，從而使得整個穩(wěn)壓二極管有著較低的觸發(fā)電壓，但穩(wěn)壓二極管的維持電壓并不會因為內嵌齊納二極管結構而降低，在通過與常規(guī)可控硅堆疊的方式，能夠在不明顯增加的觸發(fā)電壓的前提下提高維持電壓，從而避免閂鎖效應(寄生效應)，有效的對輸入輸出端的元件及引腳起到良好的保護效果。
[0011]進一步，所述恒流單元包括一組并聯(lián)的恒流二極管。便于增強輸出電流，也可以提高穩(wěn)流效果，避免單個恒流二極管損壞所導致的電路失效。
[0012]進一步，所述LED發(fā)光單元包括一組發(fā)光二極管。
[0013]為了增加亮度，可以增設多個發(fā)光二極管。
[0014]進一步，所述第一 N+注入區(qū)、第一 P+注入區(qū)、第二 N+注入區(qū)、第三N+注入區(qū)、第二 P+注入區(qū)之間均設有場氧化層。設置場氧化層，主要目的是為了隔離各區(qū)，防止出現寄生管，影響電路穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型空間節(jié)約型LED驅動電路實施例的電路圖。
[0016]圖2是圖1中穩(wěn)壓二極管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型空間節(jié)約型LED驅動電路包含交流電源60、穩(wěn)壓二極管61、二極管62、63、64、65組成的橋式整流器、多個(優(yōu)選為10?15個)并聯(lián)的恒流二極管66、并聯(lián)的兩個發(fā)光二極管組。每個發(fā)光二極管組均由多個(優(yōu)選為10?15個)發(fā)光二極管串聯(lián)而成。
[0018]穩(wěn)壓二極管61陽極直接耦接至橋式整流器輸出端，穩(wěn)壓二極管61陰極接入整流器的公共接地端。在高能量的脈沖下，穩(wěn)壓二極管61能夠使驅動電路后置電路不易受到損害。交流電源60經由二極管62-65整流、穩(wěn)壓二極管61穩(wěn)壓調制后，輸出直流電源給多個并聯(lián)的恒流二極管66，以提供穩(wěn)定的電流輸出。電流輸入至的多個發(fā)光二極管67、68以形成一 LED發(fā)光單元。但在本新型的實用新型精神下，可由更多組之發(fā)光二極管提供更高亮度的光源。
[0019]圖2為穩(wěn)壓二極管的內部結構示意圖，穩(wěn)壓二極管包括P型襯底1，P型襯底I上設置有高壓N阱2和P阱3 ;P型襯底I上表面，沿橫向依次設有第一 N+注入區(qū)4、第一 P+注入區(qū)5、第二 N+注入區(qū)6、P-body區(qū)7、第三N+注入區(qū)8、第二 P+注入區(qū)9 ;所述第一 N+注入區(qū)4和第一 P+注入區(qū)5設置在高壓N阱2區(qū)域內；所述第二 N+注入區(qū)6和P-body區(qū)7的兩端分別跨設在高壓N阱2和P阱3區(qū)域內，且P-body區(qū)7位于二 N+注入區(qū)6的下方，第三N+注入區(qū)8、第二 P+注入區(qū)9設置在P阱3的區(qū)域內；
[0020]所述高壓N阱2中的第一 N+注入區(qū)4和第一 P+注入區(qū)5，P阱3中的第三N+注入區(qū)8和第二 P+注入區(qū)9構成可控硅結構，跨設在高壓N講2和P講3上的第二 N+注入區(qū)6和P-body區(qū)7構成齊納二極管結構；
[0021]所述第一 N+注入區(qū)4、第一 P+注入區(qū)5均接入穩(wěn)壓二極管陽極11，所述第三N+注入區(qū)8和第二 P+注入區(qū)9均接入穩(wěn)壓二極管陰極12 ;
[0022]所述第一 N+注入區(qū)4和第一 P+注入區(qū)5之間通過第一場氧化層1a進行隔離；所述第一 P+注入區(qū)5和第二 N+注入區(qū)6之間通過第二場氧化層1b進行隔離；所述第二N+注入區(qū)6和第三N+注入區(qū)8之間通過第三場氧化層1c進行隔離；所述第三N+注入區(qū)8和第二 P+注入區(qū)9之間通過第四場氧化層1d進行隔離。
[0023]上述的P襯底I，高壓N阱2，P阱3，P_body區(qū)7，各N+，P+注入區(qū)結構以及場氧化層，均采用現有的HV B⑶集成電路的制造工藝實現。
[0024]所述P-body區(qū)7也是P型襯底構成，與P型襯底I的摻雜濃度保持一致。
[0025]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
【主權項】
1.一種空間節(jié)約型LED驅動電路，包括依次連接的交流電源、整流器與LED發(fā)光單元，其特征在于:還包括穩(wěn)壓二極管以及設于整流器與LED發(fā)光單元之間的恒流單元，所述穩(wěn)壓二極管的陰極與整流器的輸出端相連，穩(wěn)壓二極管的陽極接地，所述恒流單元包括恒流二極管，所述整流器為二極管橋式整流器； 所述穩(wěn)壓二極管包括P型襯底，所述P型襯底上設置有高壓N阱，所述高壓N阱上設置有P阱；所述P型襯底的上表面沿橫向依次設有第一 N+注入區(qū)、第一 P+注入區(qū)、第二 N+注入區(qū)、P-body區(qū)、第三N+注入區(qū)和第二 P+注入區(qū)；所述第一 N+注入區(qū)和第一 P+注入區(qū)設置在高壓N阱的區(qū)域內；所述第二 N+注入區(qū)和P-body區(qū)的兩端分別跨設在高壓N阱和P阱的區(qū)域上；所述P-body區(qū)位于二 N+注入區(qū)的下方；所述第三N+注入區(qū)、第二 P+注入區(qū)設置在P阱的區(qū)域內；所述第一N+注入區(qū)、第一 P+注入區(qū)均接入穩(wěn)壓二極管的陽極，所述第三N+注入區(qū)和第二 P+注入區(qū)均接入穩(wěn)壓二極管的陰極。
2.如權利要求1所述的空間節(jié)約型LED驅動電路，其特征在于:所述恒流單元包括一組并聯(lián)的恒流二極管。
3.如權利要求1或2所述的空間節(jié)約型LED驅動電路，其特征在于:所述LED發(fā)光單元包括一組發(fā)光二極管。
4.如權利要求1所述的空間節(jié)約型LED驅動電路，其特征在于:所述第一N+注入區(qū)、第一 P+注入區(qū)、第二 N+注入區(qū)、第三N+注入區(qū)、第二 P+注入區(qū)之間均設有場氧化層。
【專利摘要】本實用新型涉及一種空間節(jié)約型LED驅動電路，特別是有關于一種驅動發(fā)光二極管的驅動電路。它包括依次連接的交流電源、整流器與LED發(fā)光單元，還包括穩(wěn)壓二極管以及設于整流器與LED發(fā)光單元之間的恒流單元，所述穩(wěn)壓二極管的陰極與整流器的輸出端相連，穩(wěn)壓二極管的陽極接地，所述恒流單元包括恒流二極管，所述整流器為二極管橋式整流器。本實用新型克服了現有技術中LED驅動電路占用空間過大的缺陷，提供了一種采用多種晶體管構成的LED驅動電路。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN204598414
【申請?zhí)枴緾N201520306487
【發(fā)明人】焦鍵, 鄭雪嬌, 黃貽培
【申請人】重慶科創(chuàng)職業(yè)學院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月13日