專利名稱：具有電壓反饋電路的半導(dǎo)體器件及利用它的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在其中具有反饋輸出電壓的電壓反饋電路的半導(dǎo)體器件，還涉及利用這種半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
例如，日本公開的專利申請第2001-274332號公開了利用裝備有恒定電壓輸出電路的IC芯片的半導(dǎo)體器件，在其中，除了輸出端衰減器(pad)之外，在IC芯片上安裝有反饋端衰減器并且這些衰減器通過它們各自的接合線連接到半導(dǎo)體器件的輸出引腳以便于改善負(fù)載調(diào)節(jié)(輸出電壓-輸出電流特性曲線)。
在這個傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體器件的輸出引線處的輸出電壓被作為反饋電壓反饋到恒定電壓輸出電路。因此，反饋電壓不包括將IC芯片的輸出端衰減器連接到輸出引腳的接合線中的電壓降，因此，通過電壓降的數(shù)量來改善負(fù)載調(diào)節(jié)。
然而，在這些傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件中，IC芯片的輸出端衰減器和反饋端衰減器分別連接到輸出引線，因此如果因為故障連接或者斷線而導(dǎo)致反饋端衰減器和輸出引線之間的連接切斷，則將不能進(jìn)行反饋。
在這樣的情況中，恒定電壓輸出電路確定輸出電壓為零，并且工作以便提高輸出電壓。結(jié)果，從半導(dǎo)體器件輸出能夠損壞負(fù)載器件的最高輸出電壓。
當(dāng)從半導(dǎo)體器件提供到負(fù)載的電流太大或者從半導(dǎo)體器件到負(fù)載的距離太長的時候，所得到的電壓降將使負(fù)載的輸入端處的負(fù)載調(diào)節(jié)惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)考慮到了前述的情況，因此本發(fā)明的目的是提供半導(dǎo)體器件和裝備了這樣的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備，所述半導(dǎo)體器件包括反饋電路，以防止由于反饋電路的故障連接而導(dǎo)致的輸出電壓中產(chǎn)生的任何不正常，以及改善負(fù)載調(diào)節(jié)。
依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括IC芯片；和保護(hù)電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間。所述IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用于輸入反饋信號。
依據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備包括(1)半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括IC芯片、連接到輸出衰減器的輸出端、和連接到反饋衰減器的反饋端，所述IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；反饋衰減器，用于輸入反饋信號；和保護(hù)電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間；(2)包括輸入端的負(fù)載器件；(3)輸出互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端與輸出端相連接，并且將所述半導(dǎo)體器件的輸出提供給所述負(fù)載器件；和(4)反饋互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端或所述輸出互聯(lián)與反饋端相連接，并將提供給所述負(fù)載器件的電壓反饋到所述半導(dǎo)體器件。
依據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電子設(shè)備包括(1)半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括IC芯片、連接到輸出衰減器的輸出端、和連接到反饋衰減器的反饋端；所述IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用于輸入反饋信號；(2)包括輸入端的負(fù)載器件；(3)輸出互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端與輸出端相連接，并且將所述半導(dǎo)體器件的輸出提供給所述負(fù)載器件；(4)反饋互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端或所述輸出互聯(lián)與反饋端相連接，并將提供給所述負(fù)載器件的電壓反饋到所述半導(dǎo)體器件；和(5)保護(hù)電阻，其連接在所述輸出互連和所述反饋互連之間。
依據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的半導(dǎo)體器件包括IC芯片，其包括第一衰減器和第二衰減器；和終端，其連接到第一衰減器和第二衰減器兩者，其中通過二極管將連接到所述第一衰減器的第一信號和連接到所述第二衰減器的第二信號相耦合。
當(dāng)導(dǎo)致線路開放故障的時候，連接到第一或者第二信號的電路停止在IC芯片中的操作。同樣的，當(dāng)執(zhí)行下降電壓測試或者利用低電源電壓的測試的時候，由于正向壓降或者二極管的Vf使得誤差比在正常情況中更早的出現(xiàn)，因此能夠檢測到故障。利用一個或者多個二極管允許即使使用弱電流也能執(zhí)行測試。
當(dāng)在這個半導(dǎo)體器件中的終端是輸入終端的時候，半導(dǎo)體器件還可以包括控制電路，當(dāng)電源電壓施加到輸入端時，其從電源電壓中產(chǎn)生目標(biāo)電壓；和輸出端，輸出由此產(chǎn)生的目標(biāo)電壓，可以構(gòu)建所述控制電路，以至于由第一信號和第二信號兩個系統(tǒng)來接收電源電壓，從而通過所述的兩個系統(tǒng)產(chǎn)生目標(biāo)電壓。
當(dāng)在這個半導(dǎo)體器件中的終端是輸出終端的時候，依據(jù)另一個優(yōu)選實施例的半導(dǎo)體設(shè)備還可以包括向其施加了預(yù)定的電源電壓的輸入端；和控制電路，其從電源電壓產(chǎn)生目標(biāo)電壓，其中目標(biāo)電壓可以被施加到第一信號或者第二信號之一。
依據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的半導(dǎo)體設(shè)備包括向其施加了預(yù)定的電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產(chǎn)生目標(biāo)電壓；和輸出端，其輸出由此產(chǎn)生的目標(biāo)電壓，其中在IC芯片一側(cè)，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便于對所述輸入端和所述輸出端的至少一個和具有雙重的信號傳輸通道，并且因此其中在雙重的信號傳輸通道之間耦合有一個二極管。
依據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例還涉及電子設(shè)備。這個電子設(shè)備裝備了半導(dǎo)體器件和負(fù)載器件。該半導(dǎo)體器件包括向其施加了電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產(chǎn)生目標(biāo)電壓；和輸出端，其輸出由此產(chǎn)生的目標(biāo)電壓。在IC芯片一側(cè)，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便于對所述輸入端和所述輸出端的至少一個具有雙重的信號傳輸通道，因此其中在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)部的點處或者所述半導(dǎo)體器件和所述負(fù)載器件之間通過二極管連接雙重的信號傳輸通道。
應(yīng)該注意到上述結(jié)構(gòu)組件的任意組合和在方法、設(shè)備、系統(tǒng)、計算機程序、記錄介質(zhì)等之間改變的表達(dá)都是有效的并且都包括在本發(fā)明中。
此外，本發(fā)明的這個簡述沒有描述全部的必要特征，因此本發(fā)明還可以是這些所述特征的子組合。


圖1顯示了依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖2顯示了依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖3顯示了依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖4顯示了依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖5顯示了依據(jù)本發(fā)明的第五實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖6顯示了依據(jù)本發(fā)明的第六實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖7顯示了依據(jù)本發(fā)明的第七實施例的BTL配置的音頻信號輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖8顯示了依據(jù)本發(fā)明的第八實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖9顯示了在依據(jù)第八實施例的半導(dǎo)體器件中線路開放故障的檢測原則。
圖10顯示了依據(jù)本發(fā)明的第九實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖11顯示了依據(jù)本發(fā)明的第十實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖12顯示了依據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
圖13顯示了依據(jù)本發(fā)明的第十二實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
現(xiàn)在將根據(jù)下面的實施例來描述本發(fā)明，這些實施例并不是試圖限制本發(fā)明的范圍而是舉例說明本發(fā)明。在實施例中描述的全部特征和組合對于本發(fā)明來說并非是本質(zhì)的。
第一實施例圖1顯示了依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體器件(IC器件)的結(jié)構(gòu)。在圖1中，IC芯片11構(gòu)成串聯(lián)調(diào)節(jié)器。在這個IC芯片11上形成多個衰減器，包括用于從電源中輸入輸入電壓Vi的輸入衰減器Pi1、用于輸出被電壓調(diào)整的輸出電壓Vo的輸出衰減器Po1、和用于將已經(jīng)被輸出的輸出電壓Vo作為反饋電壓Vfb來反饋的反饋衰減器Pf1。
作為電壓細(xì)調(diào)元件的P型MOS晶體管Q1被連接在輸入衰減器Pi1和輸出衰減器Po1之間。保護(hù)電阻Rp1連接在輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間。如此構(gòu)建保護(hù)電阻Rp1以便于在IC芯片11內(nèi)部連接輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1。因此，由于斷開所產(chǎn)生的故障的可能性非常低。
作為輸入信號的參考電壓Vref被輸入到可操作放大器OP1的反相輸入端(-)，并且作為由分壓電阻R1和R2劃分的反饋電壓Vfb的分壓反饋電壓Vfb’被輸入到可操作的放大器OP1的同相輸入端(+)。從可操作的放大器OP1中輸出對應(yīng)于在參考電壓Vref和分壓反饋電壓Vfb’之間的差異的電壓誤差量，并且將該電壓誤差量提供給晶體管Q1的基極。通過這些可操作的放大器OP1、晶體管Q1和分壓電阻R1和R2構(gòu)成控制電路。
半導(dǎo)體器件21由IC芯片11和包括輸入端Pi2(在下文稱作輸入引腳)和輸出端Po2(在下文中稱作輸出引腳)的多個外部終端構(gòu)成，所述輸入端Pi2和輸出端Po2都是引線端(lead terminal)。輸入引腳Pi2通過接合線Wi1連接到輸入衰減器Pi1，輸出引腳Po2通過接合線Wo1連接到輸出衰減器Po1。輸出引腳Po2還通過接合線Wf1連接到反饋衰減器Pf1。這些接合線通常由薄金(Au)線形成，且它們的電阻值大約是50到100mΩ。
如圖1中虛線所示，作為電源的電池BAT連接到輸入引腳Pi2，并且提供輸入電壓Vi(例如，4.5V)。從輸出引腳Po2將輸出電壓Vo(例如3.0V)提供給負(fù)載器件31。
在這個半導(dǎo)體器件21中，以參考電壓Vref和分壓參考電壓Vfb’變得彼此相等的方式來執(zhí)行恒定電壓控制。除了輸出衰減器Po1之外還提供了反饋衰減器Pf1，并且通過接合線Wf1將反饋衰減器Pf1連接到輸出引腳Po2，以便于在輸出引腳Po2處的輸出電壓Vo被反饋作為反饋電壓Vfb。結(jié)果，在接合線Wo1中的壓降(例如，100mV)不影響輸出電壓Vo，從而改善了負(fù)載調(diào)節(jié)特性。
在依據(jù)本發(fā)明的另一個布置中，在IC芯片11內(nèi)部的輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間連接保護(hù)電阻Rp1。在沒有這個被連接的保護(hù)電阻Rp1時，如果在反饋衰減器Pf1或者輸出引腳Po2處的接合線Wf1脫落，則將損壞或者破壞負(fù)載器件31。這是因為故障連接或者由此導(dǎo)致的斷開不能反饋并且增加輸出電壓Vo至接近輸入電壓Vi。
然而，隨著被提供了保護(hù)電阻Rp1，即使當(dāng)接合線Wf1出現(xiàn)了故障連接或者斷開的時候，可以通過保護(hù)電阻Rp1和分壓電阻R1和R2來反饋輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo。因此輸出電壓Vo中的增加保持低于預(yù)定的極限值，并且能夠防止負(fù)載器件31的損壞和故障。
將這個保護(hù)電阻Rp1的電阻值設(shè)定為滿足一定的條件，包括1)必須真正精確地反饋出反饋點處(在這個示例中是輸出引腳P02)的輸出電壓Vo，2)在正常反饋故障時不會對于負(fù)載器件31造成損壞或者其他麻煩，和3)如果出現(xiàn)正常反饋故障，則能夠從輸出電壓V0中的改變(上升)上來檢測出正常反饋。最好是將保護(hù)電阻RP1的電阻值設(shè)置為使輸出電壓V0上升大概百分之10到20，所述保護(hù)電阻RP1的值實際上是與分壓電阻R1和R2的電阻值相關(guān)地被確定的。
可以通過裝備在IC芯片11上用來比較輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo和參考電壓Vref的比較部件或者通過被提供用來簡單監(jiān)控在輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo的監(jiān)控部件來檢測這種正常反饋故障?；蛘卟贾每梢允窃谳敵鲆_Po2處監(jiān)控輸出電壓Vo。
以這種方式，能夠改進(jìn)負(fù)載調(diào)節(jié)而不用考慮在連接輸出衰減器Po1和輸出引腳Po2的接合線Wo1中的任何壓降，并且能夠防止由于電壓反饋通路的故障連接而引起的輸出電壓Vo中的非正常增加。
第二和第三實施例圖2顯示了依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。圖3顯示了依據(jù)本發(fā)明第三實施例的、利用如在圖2中所示的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
在如圖2中所示的半導(dǎo)體器件22中，提供了反饋端Pf2(在下文中被稱作反饋引腳)并且通過接合線Wf1將其連接到反饋衰減器Pf1。因此在半導(dǎo)體器件22外部，反饋引腳Pf2被連接到連接至輸出引腳Po2的輸出線上，以便于反饋一個反饋電壓Vfb。這個半導(dǎo)體器件22在反饋通路的形成方式上不同于如圖1中所示的半導(dǎo)體器件21。其他的結(jié)構(gòu)與如圖1中所示的相同。
在如圖3中所示的電子設(shè)備40中，在印制電路板41(在下文中被稱作PCB)上裝備了半導(dǎo)體器件22和負(fù)載器件31。半導(dǎo)體器件22的輸出引腳Po2和負(fù)載器件31的輸入端通過作為在PCB41上形成的圖形線路的輸出線Lo而彼此連接。半導(dǎo)體器件22的反饋引腳Pf2和輸出線Lo的靠近負(fù)載器件31的鄰近點N通過作為圖形線路的反饋線Lf而彼此連接。在這個鄰近點N處的輸出電壓Vo被反饋到反饋衰減器Pf1。這里應(yīng)該注意到反饋線Lf可以連接到負(fù)載器件31的輸入端來代替連接到鄰近點N。輸入引腳Pi2通過圖形線路連接到輸入電壓Vi的電源點。
在如圖3中所示的電子設(shè)備中，反饋在負(fù)載器件31的輸入端附近的鄰近點N處的輸出電壓Vo，以便于在鄰近點N處的輸出電壓Vo不會被在半導(dǎo)體器件22和負(fù)載器件31之間的輸出線Lo中的任何壓降所影響。因此，即使當(dāng)半導(dǎo)體器件22和負(fù)載器件31之間的距離很長的時候或者即使當(dāng)從半導(dǎo)體器件22提供到負(fù)載器件31的電流非常大的時候，可以給負(fù)載器件31提供預(yù)定電壓而不會損壞負(fù)載調(diào)節(jié)。
當(dāng)從負(fù)載器件31的鄰近點N反饋輸出電壓Vo的時候，不但由于半導(dǎo)體器件22內(nèi)部的接合線Wf1等的斷開所導(dǎo)致的故障連接有較高的可能性，而且由于反饋引腳Pf2和反饋線Lf的故障焊接或者用于反饋線Lf的圖形線的斷開而導(dǎo)致的反饋通路中的故障連接也具有較高的可能性。
然而，依據(jù)本發(fā)明，在IC芯片12內(nèi)部的輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間連接了保護(hù)電阻Rp1，因此像保護(hù)電阻Rp1斷開這樣的故障具有很小的可能性。換句話說，即使當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)了由于故障接觸或者在任何反饋通路中的斷開而導(dǎo)致的故障連接的時候，通過保護(hù)電阻Rp1和分壓電阻R1和R2以與圖1的半導(dǎo)體器件中相同的方式來反饋輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo，由此在輸出電壓Vo中的增長保持低于預(yù)定的極限值。因此，能夠防止負(fù)載器件31的損壞和故障。
如上所述，能夠通過在負(fù)載器件31周圍定位輸出電壓Vo的反饋點(也就是鄰近點N)并且同時在反饋通路的控制電路一側(cè)裝備保護(hù)電阻Rp1來實現(xiàn)負(fù)載調(diào)節(jié)的改善和防止在反饋通路中故障連接的有效保護(hù)。
第四和第五實施例圖4顯示了依據(jù)本發(fā)明的第四實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。圖5顯示了依據(jù)本發(fā)明的第五實施例的、利用如圖4中所示的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
如圖4中所示的半導(dǎo)體器件23與如圖2中所示的半導(dǎo)體器件22的不同之處在于輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間沒有裝備保護(hù)電阻Rp1。其他結(jié)構(gòu)與如圖2中所示的相同。
如圖5中所示的電子設(shè)備40A與如圖3中所示的電子設(shè)備40的不同之處在于在PCB 42上的輸出線Lo和反饋線Lf之間連接保護(hù)電阻Rp1。其他結(jié)構(gòu)與如圖3中所示的相同。
在圖5中，從保護(hù)的觀點來看在輸出線Lo和反饋線Lf之間盡可能的將保護(hù)電阻Rp1連接得靠近半導(dǎo)體器件是更可取的。此外，保護(hù)電阻Rp1可以連接到輸出引腳Po2和反饋引腳Pf2。
在如圖5中所示的電子設(shè)備40A中，在半導(dǎo)體器件23外部提供保護(hù)電阻Rp1，因此對于在接合線Wf1中的故障或者開放連接(open connection)沒有保護(hù)。然而，即使對于用于保護(hù)電阻Rp1的未處理的IC芯片13，可以在PCB 42上按照規(guī)定連接保護(hù)電阻Rp1，來提供對于在半導(dǎo)體器件23外部的反饋通路中開放連接的保護(hù)。
因此，能夠以與圖3的電子設(shè)備相同的方式來實現(xiàn)負(fù)載調(diào)節(jié)的改善和對于在反饋通路中故障連接的有效保護(hù)。
第六實施例圖6顯示了依據(jù)本發(fā)明第六實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖6顯示了應(yīng)用在諸如可折疊的便攜式電話這樣的折疊類型電子設(shè)備中的本發(fā)明的示例。
在折疊類型電子設(shè)備50中，在可折疊的結(jié)構(gòu)的一半中裝備包括如圖2中所示的半導(dǎo)體器件22的PCB43，在另一半中裝備包括負(fù)載器件31的PCB44，PCB43和44通過可折疊的接頭51彼此折疊連接。參考數(shù)字52顯示一個天線。
此外，以與圖3的電子設(shè)備相同的方式，半導(dǎo)體器件22和負(fù)載器件31通過輸出線Lo和反饋線Lf彼此連接。通過連接器C1、軟線FLX和連接器C2實現(xiàn)在折疊接頭51處的連接。
對于折疊結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備50，從半導(dǎo)體器件22到負(fù)載器件31的反饋距離趨向于變長并且此外折疊接頭51處的機械結(jié)構(gòu)經(jīng)常導(dǎo)致電子連接中可靠性的損失。
對于這種類型的可折疊電子設(shè)備50，本發(fā)明的應(yīng)用證明了在實現(xiàn)負(fù)載調(diào)節(jié)的改善和防止反饋通路中故障連接的有效保護(hù)方面是更有效的。
在到現(xiàn)在為止所描述的優(yōu)選實施例中，已經(jīng)將串聯(lián)調(diào)節(jié)器作為示例描述了IC芯片11、12和13的控制電路。然而，本發(fā)明不但可以應(yīng)用于串連調(diào)節(jié)器而且還可以應(yīng)用于諸如開關(guān)調(diào)節(jié)器和電荷泵類型的調(diào)節(jié)器的其他調(diào)節(jié)器。此外，本發(fā)明能夠廣泛的應(yīng)用于音頻輸出放大器和包括電壓反饋電路的其他設(shè)備。
第七實施例圖7顯示了依據(jù)本發(fā)明的第七實施例的BTL(小型平衡變壓器，balancedtransformer-less)配置的音頻信號輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
在圖7中，IC芯片14表示BTL配置的輸出放大器。在這個IC芯片14上形成多個衰減器，包括用于輸入輸入信號Si的輸入衰減器Ps1、用于輸出正側(cè)輸出信號的輸出衰減器Po3、用于反饋已經(jīng)外部輸出的正側(cè)輸出信號的反饋衰減器Pf3、用于輸出負(fù)側(cè)輸出信號的輸出衰減器Po5、和用于反饋已經(jīng)外部輸出的負(fù)側(cè)輸出信號的反饋衰減器Pf5。
在輸出衰減器Po3和反饋衰減器Pf3之間連接保護(hù)電阻Rp2，在輸出衰減器Po5和反饋衰減器Pf5之間連接保護(hù)電阻Rp3。
輸入信號Si被輸入到可操作放大器OP2的同相輸入端(+)。通過電阻R3和R4分壓在反饋衰減器Pf3處的反饋電壓和參考偏壓Vb之間的電壓以后獲得的電壓被輸入到可操作放大器OP2的反相輸入端(-)。從可操作放大器OP2輸出對應(yīng)于輸入信號Si和分壓的電壓之間的差異的電壓誤差量，并且提供給輸出衰減器Po3。
參考偏壓Vb被輸入到可操作放大器OP3的同相輸入端(+)。通過電阻R5和R6分壓在反饋衰減器Pf5處的反饋電壓和可操作放大器OP2的輸出電壓之間的電壓以后獲得的電壓被輸入到可操作放大器OP3的反相輸入端(-)。
半導(dǎo)體器件24由IC芯片14和多個外部終端構(gòu)成，所述外部終端包括作為引線端的信號輸入引腳Ps2，正側(cè)輸出引腳Po4，正側(cè)反饋引腳Pf4，負(fù)側(cè)輸出引腳Po6和負(fù)側(cè)反饋引腳Pf6。引腳Ps2、Po4、Pf4、Po6和Pf6通過它們各自的接合線Ws1、Wo2、Wf2、Wo3和Wf3分別連接到衰減器Ps1、Po3、Pf3、Po5和Pf5。
可替代的，可以除去正側(cè)反饋引腳Pf4和負(fù)側(cè)反饋引腳Pf6，并且可以通過接合線Wf2和Wf3將衰減器Pf3和Pf5分別連接到引腳Po4和Po6。
在這個BTL配置的音頻信號輸出設(shè)備中，如圖7中虛線所示，揚聲器SP連接到正側(cè)輸出引腳Po4和負(fù)側(cè)輸出引腳Po6，并因此是BTL驅(qū)動。
如果在如圖7中所示的音頻信號輸出設(shè)備中沒有裝備保護(hù)電阻Rp2和Rp3，則例如由于接合線Wf2斷開而導(dǎo)致的反饋通路中的中斷導(dǎo)致可操作放大器OP2和OP3的輸出電壓對于上限和下限分別偏移。結(jié)果，最大電流將保持流過連接在正側(cè)輸出引腳Po4和負(fù)側(cè)輸出引腳Po6之間的揚聲器SP。
然而，依據(jù)本發(fā)明，提供了保護(hù)電阻Rp2和Rp3，因此在反饋通路中將不會出現(xiàn)中斷并且將只有AC增益中的變化。因此，將不會有大電流流過而損壞揚聲器SP。
通過實現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件或者電子設(shè)備，能夠改善負(fù)載調(diào)節(jié)而不用考慮在連接輸出衰減器和輸出端的線路中和輸出線路中的任何壓降，并且能夠防止由于在電壓反饋通路中故障連接而在輸出電壓中產(chǎn)生的異常。
第八實施例本發(fā)明的第八實施例與上述其他實施例的不同之處在于其利用二極管來有效的檢測雙線中的一條線路的開放故障。日本已經(jīng)公開的專利申請第Heill-111785號公開了用于檢測由于連接在衰減器之間的電阻的開路故障而引起的電阻值中的改變的技術(shù)。然而，依據(jù)此技術(shù)，不能確定故障，除非通過提供相對大的測試電流而產(chǎn)生了壓降。然而，一些測試者不能提供大電流，所以期望在故障檢測中能夠使用弱電流來避免由于測試電流而在線路上的任何重負(fù)載。另一方面，根據(jù)本實施例，提供了一種即使使用弱測試電流也能完成故障判斷的半導(dǎo)體器件。
圖8顯示了依據(jù)本發(fā)明的第八實施例的半導(dǎo)體器件的電路。第八實施例與第一實施例的電路的不同之處在于利用二極管來替代保護(hù)電阻。PMOS類型的晶體管Q1連接在輸入衰減器Pi1和輸出衰減器Po1之間。連接在輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間的是其正相是從前到后的第一二極管D1和其正相與該處相反的第二二極管D2。應(yīng)該注意到這里可以忽略第二二極管D2，因為它不用于如后面將會提到的線路的開放故障的檢測。在下文中，第一和第二二極管D1和D2共同被簡稱為二極管。
圖9顯示了線路開放故障的檢測原則。在測試中，將從零逐步增加的電壓(下文中稱作“測試輸入電壓”并且用Vti表示)施加到輸入端Pi2，同時觀察出現(xiàn)在輸出端Po2的電壓(下文中稱作“測試輸出電壓”并且用Vto表示)。坐標(biāo)圖顯示了Vto與Vti關(guān)系的特性，當(dāng)被測試器件正常時如粗實線(a)中所示，當(dāng)輸出線Wo1斷開時如虛線(b)中所示，當(dāng)反饋線Wf1斷開時如點劃線(c)中所示。兩條線重合的地方，為了清楚起見用兩條分開的線來顯示它們。
1)器件正常的情況Vto不進(jìn)行其有效的顯示，直到Vti＝V0。當(dāng)晶體管Q1開始工作的時候，V0等于源-漏極電壓或者Vds。然后Vto線性增加直到Vto＝Vfb。在那以后，Vto在Vto＝Vfb處保持恒定。
2)輸出線Wo1斷開的情況Vto不進(jìn)行其有效的顯示直到Vti＝V0+Vf。Vf是晶體管Q1的正向壓降，因為Vto從晶體管Q1的漏極出來，通過第一晶體管D1和反饋線路Wf1出現(xiàn)在輸出端Po2。因此，在這個下降電壓測試中能夠檢測出故障。
3)反饋線路Wf1斷開的情況當(dāng)Vti＝V0的時候Vto進(jìn)行其有效的顯示。之后，Vto以與上述(1)中相同的方式線性增加。然而，Vto不在Vto＝Vfb處停止，而是保持增加直到Vto＝Vfb+Vf。從那時起，Vto在相同的電平上保持恒定因為當(dāng)輸出電壓已經(jīng)通過第一晶體管D1的時候Vfb’表現(xiàn)為電壓。因此，在這個下降電壓測試中也能夠檢測出故障。
除了上述之外，還有可能導(dǎo)致輸入線路Wi1的開放故障。在這樣的情況中，檢測是容易的，因為Vto不隨著Vti的改變而顯示。
如已經(jīng)描述的，通過實現(xiàn)由第八實施例所實現(xiàn)的在其中利用二極管的結(jié)構(gòu)，可以通過利用二極管和弱電流的測試來實現(xiàn)線路開放故障的檢測。此外，即使當(dāng)一條線路斷開的時候，二極管使輸出電壓和反饋電壓維持在相對接近彼此的值上，以便于降低過大的輸入電壓導(dǎo)致?lián)p壞負(fù)載器件31的可能。
第九實施例圖10顯示了依據(jù)本發(fā)明的第九實施例的半導(dǎo)體器件的電路。在下文，與第八實施例的那些基本相同的結(jié)構(gòu)用相同的參考數(shù)字來標(biāo)明，并由此適當(dāng)省略對其的描述。第九實施例與第八實施例的不同之處在于有兩個晶體管被用于調(diào)節(jié)器。以與第八實施例中相同的方式來放置第一晶體管Q1。附加的第二晶體管Q2的基極、源極和漏極也與第一晶體管Q1的那些相同，并且被連接。因此，第二晶體管Q2以與第一晶體管Q1相同的方式起作用。在這個第九實施例中，兩個晶體管的布置能夠確保必要的驅(qū)動能力，即使每個晶體管在尺寸上相對較小。由依據(jù)第九實施例的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的線路開放故障的檢測與第八實施例中的相同。
第十實施例圖11顯示了依據(jù)本發(fā)明的第十實施例的半導(dǎo)體器件的電路。在下文，與第九實施例的那些基本相同的結(jié)構(gòu)用相同的參考數(shù)字來標(biāo)明，并適當(dāng)省略對其的描述。第十實施例與第九實施例的不同之處在于在輸入側(cè)而不是輸出側(cè)上裝備了兩個衰減器，并且在該側(cè)上裝備了二極管。因此，這個第十實施例的結(jié)構(gòu)是控制電路，通過兩個系統(tǒng)或者兩個衰減器來接收電池電壓從而產(chǎn)生目標(biāo)電壓。參考圖1 1，第二輸入衰減器Pi1a是新裝備的，并且通過線路連接到輸入端Pi2。另一方面，不使用反饋衰減器Pf1，也不使用第一和第二二極管D1和D2，并且第一和第二晶體管Q1和Q2兩者的漏極直接連接到輸出衰減器Po1。第一晶體管Q1的源極與在第九實施例中的相同，而第二晶體管Q2的源極連接到新安裝的輸入衰減器Wi1a。連接在第二晶體管Q2的漏極和第一晶體管Q1的漏極之間的是其正方向是從前到后的第三二極管D3和其正方向與此相反的第四二極管D4。在依據(jù)本發(fā)明實施例的這種布置中，如下檢測線路開放故障
(1)新安裝的輸入線路Wi1a斷開的情況因為第二晶體管Q2的源極電壓從Vti下降與第四二極管D4的正向壓降Vf同樣多的量，第二晶體管Q2的“開”的比例變得更小。結(jié)果，就總體來看IC芯片11的驅(qū)動能力下降，因此能夠通過監(jiān)控在輸出端Po2的驅(qū)動電流來檢測線路開放故障。即使當(dāng)線路Wi1a斷開的時候，使第二晶體管Q2工作在某種程度上能夠防止過量負(fù)載對第一晶體管Q1的影響。
(2)從開始就存在的輸入線路Wi1斷開的情況能夠通過與上述(1)類似的方法來檢測線路開放故障。
(3)原始線路Wo1斷開的情況檢測是容易的，因為Vto不隨著Vti的變化而顯示。
第十一實施例圖12顯示了依據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的半導(dǎo)體器件的電路。在這個結(jié)合了第九個和第三實施例的第十一實施例中，在輸入側(cè)和輸出側(cè)的每一個裝備了兩個衰減器。也就是說，在輸入側(cè)上的結(jié)構(gòu)與第十實施例的相同，在輸出側(cè)上的結(jié)構(gòu)與第九實施例的相同。因此，能夠以與第十實施例中相同的方式來檢測輸入側(cè)上的開放線路故障，能夠以與第九實施例中相同的方式來檢測輸出側(cè)上的開放線路故障。
第十一實施例具有與第九和第三實施例相同的有利效果。首先，依據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了用弱電流檢測開放線路故障。此外，即使當(dāng)在輸出側(cè)的線路斷開的時候，幾乎不導(dǎo)致負(fù)載器件31的損壞。而且，即使當(dāng)輸入側(cè)線路斷開的時候，幾乎不可能兩個晶體管都承受過載。在輸入側(cè)和輸出側(cè)上都具有雙重通道的第十一實施例適用于大電流驅(qū)動。
第十二實施例圖13是顯示裝備了依據(jù)第八實施例的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備40的概念結(jié)構(gòu)的圖。這里，裝備在依據(jù)第八實施例的半導(dǎo)體器件21內(nèi)部的二極管現(xiàn)在裝備在半導(dǎo)體器件21的外部。此外，盡管在第八實施例中輸出引腳Po2還作為反饋引腳，在這個第十二實施例中重新裝備了反饋引腳Pf2。
在電子設(shè)備40中的印制電路板41上安裝半導(dǎo)體器件21和負(fù)載器件31。半導(dǎo)體器件21的輸出端Po2和負(fù)載器件31的輸入端通過在印制電路板41上形成的輸出線Lo而彼此連接。半導(dǎo)體器件21的專用反饋引腳Pf2和輸出線Lo上的點N通過反饋線Lf彼此連接。輸入電壓Vi通過圖形線路施加到輸入端Pi2。第一二極管D1以從輸出線Lo朝著反饋線Lf的方向連接在印制電路板41上，第二二極管D2以相反的方向連接。
通過實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)二極管不裝備在半導(dǎo)體器件21的內(nèi)部，也很容易實現(xiàn)與在第八實施例中相同的有利效果，也就是負(fù)載器件31的保護(hù)和開放線路故障的檢測。依據(jù)本發(fā)明，不但可以檢測出在PCB軟件包測試過程中半導(dǎo)體器件21中的開放線路故障，而且可以檢測出由于在印制電路板41上半導(dǎo)體器件21的安裝中輸出引腳Po2或者專用反饋引腳Pf2的故障焊接而導(dǎo)致的開放線路故障。
已經(jīng)根據(jù)僅作為示例的實施例描述了本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解存在著上述每個部件和過程的組合的其他各種變化，并且這些變化都包括在本在上述實施例中，將MOS晶體管用作一個示例。理所當(dāng)然的，晶體管還可以是雙極型的。
在上述實施例中，控制電路被描述為串聯(lián)調(diào)節(jié)器。然而，控制電路還可以裝備例如開關(guān)調(diào)節(jié)器或者電荷泵類型的調(diào)節(jié)器的其他調(diào)節(jié)器。
盡管已經(jīng)通過示例實施例的方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解還可以在不背離由所附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍的條件下，進(jìn)行許多改變和代替。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括IC芯片，該IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用于輸入反饋信號；和保護(hù)電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間。
2.一種半導(dǎo)體器件，包括IC芯片，該IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；和輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用于輸入反饋信號；連接到輸出衰減器的輸出端；和連接到反饋衰減器的反饋端。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，其中所述IC芯片包括連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間的保護(hù)電阻。
4.一種電子設(shè)備，包括半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括IC芯片，該IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；反饋衰減器，用于輸入反饋信號；和保護(hù)電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間；和連接到輸出衰減器的輸出端；和連接到反饋衰減器的反饋端；包括輸入端的負(fù)載器件；輸出互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端與輸出端相連接，并且將所述半導(dǎo)體器件的輸出提供給所述負(fù)載器件；和反饋互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端或所述輸出互聯(lián)與反饋端相連接，并將提供給所述負(fù)載器件的電壓反饋到所述半導(dǎo)體器件。
5.一種電子設(shè)備，包括半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括IC芯片，該IC芯片包括控制電路，其根據(jù)輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用于輸出輸出電壓；反饋衰減器，用于輸入反饋信號；和連接到輸出衰減器的輸出端；和連接到反饋衰減器的反饋端；包括輸入端的負(fù)載器件；輸出互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端與輸出端相連接，并且將所述半導(dǎo)體器件的輸出提供給所述負(fù)載器件；和反饋互聯(lián)，其將所述負(fù)載器件的輸入端或所述輸出互聯(lián)與反饋端相連接，并將提供給所述負(fù)載器件的電壓反饋到所述半導(dǎo)體器件；和保護(hù)電阻，其連接在所述輸出互連和所述反饋互連之間。
6.一種半導(dǎo)體器件，包括IC芯片，其包括第一衰減器和第二衰減器；和終端，其連接到第一衰減器和第二衰減器兩者，其中通過二極管將連接到所述第一衰減器的第一信號和連接到所述第二衰減器的第二信號相耦合。
7.依據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述終端是輸入端，該半導(dǎo)體器件還包括控制電路，當(dāng)電源電壓施加到輸入端時，其從電源電壓中產(chǎn)生目標(biāo)電壓；和輸出端，輸出由此產(chǎn)生的目標(biāo)電壓，其中這樣構(gòu)建所述控制電路，以至于由第一信號和第二信號兩個系統(tǒng)來接收電源電壓，從而通過所述的兩個系統(tǒng)產(chǎn)生目標(biāo)電壓。
8.依據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述終端是輸出端，該半導(dǎo)體器件還包括向其施加了預(yù)定的電源電壓的輸入端；和控制電路，其從電源電壓產(chǎn)生目標(biāo)電壓，其中目標(biāo)電壓被施加到第一信號或者第二信號之一。
9.一種半導(dǎo)體器件，包括向其施加了預(yù)定的電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產(chǎn)生目標(biāo)電壓；和輸出端，其輸出由此產(chǎn)生的目標(biāo)電壓，其中在IC芯片一側(cè)，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便于對所述輸入端和所述輸出端的至少一個具有雙重的信號傳輸通道，并且因此其中在雙重的信號傳輸通道之間耦合有一個二極管。
10.一種電子設(shè)備，包括半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括向其施加了電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產(chǎn)生目標(biāo)電壓；和輸出端，其輸出由此產(chǎn)生的目標(biāo)電壓；和負(fù)載器件，其中在IC芯片一側(cè)，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便于對所述輸入端和所述輸出端的至少一個具有雙重的信號傳輸通道，因此其中在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)部的點處或者所述半導(dǎo)體器件和所述負(fù)載器件之間通過二極管連接雙重的信號傳輸通道。
全文摘要
當(dāng)在半導(dǎo)體器件中使用雙線的時候，檢測兩條線路中的一條的開放故障是很困難的。試圖利用弱電流來執(zhí)行這一檢測，并改善半導(dǎo)體器件的負(fù)載調(diào)節(jié)。在IC芯片中并入串聯(lián)調(diào)節(jié)器。在輸入引腳上施加電池電壓。組成調(diào)節(jié)器的晶體管的輸出通過輸出衰減器出現(xiàn)在輸出引腳。輸出電壓的反饋信號出現(xiàn)在分壓電阻的一端。輸出衰減器通過保護(hù)電阻或者二極管連接到反饋衰減器。
文檔編號G05F1/56GK1501499SQ200310119840
公開日2004年6月2日 申請日期2003年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者山本勛, 石川裕之, 宮長晃一, 一, 之 申請人:羅姆股份有限公司