專利名稱：電壓控制電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種單片集成電路形式的電壓控制電路，具體地說，涉及一種輸出電壓保護電路。
把一個電路(其中，用于監(jiān)視電流的晶體管213與電阻208串聯(lián))與控制晶體管202并聯(lián)插入，并從晶體管213和電阻208的一個結(jié)點提供晶體管209的一個柵電壓。把一個電阻210插入在晶體管209和輸入端201之間，以構(gòu)成一個反相器電路。把反相器電路的結(jié)點212的輸出電壓輸入到插入于控制晶體管202的柵極和源極之間的一個晶體管211。另外，如在控制晶體管202中那樣，從一個放大器206提供晶體管213的柵極電壓。
使用以上所描述的電路結(jié)構(gòu)可以從輸出端203抽取到的一個輸出電流以及那一時刻的一個輸出電壓特性。這一輸出電流和輸出電壓特性呈圖5中所描述的特性。在這一實例中，Is是輸出保持電流，Im是最大電流。
然而，傳統(tǒng)的輸出短路保護電路存在著這樣的一個缺陷難以把輸出保持電流Is調(diào)整到一個任意值。這是因為制造過程的誤差、基片密度的偏差、基片上元件特性的變化等使晶體管的電阻、閾值等與設計時所估計的值不同所致。
本發(fā)明的一個目的是消除傳統(tǒng)器件的缺陷。
在本發(fā)明中，新添加了一個電流源電路，以允許電流預先流入一個監(jiān)視這一電流的電流感應電阻。然后，當一個所希望的短路電流流入電流感應電阻時，一個用于操作保護電路的電壓產(chǎn)生于電流感應電阻中，以把短路電流調(diào)整為一個任意的短路電流。
本發(fā)明使用了這樣的一種電路其中，把一個電阻放置在一個電流路徑中，并檢測由該電阻所產(chǎn)生的電壓降，以導出一個電流極限。在這一實例中，使用了一個MOS晶體管的后柵極。
另外，還使用了一種電壓控制電路，這種電壓控制電路包括一個與一個晶體管和一個電阻串聯(lián)的電流監(jiān)視電路；一個把電流監(jiān)視電路與輸入端和輸出端并聯(lián)的輸出電壓控制電路；以及一個連接于電阻的電流源電路。此外，還使用了一種電壓控制電路，這種電壓控制電路包括一個與一個晶體管和一個電阻串聯(lián)的電流監(jiān)視電路；一個把電流監(jiān)視電路與輸入端和輸出端并聯(lián)的輸出電壓控制電路；一個輸出電壓控制電路的輸出短路保護電路；以及一個連接于電阻的電流源電路，其中，電流源電路把一個用于操作輸出短路保護電路的電壓施加于電阻。
當輸出端3短路于一個大地電位時，一個保持電流Is流動。可通過下列表達式獲得Is。
Is＝N×(VTN/R1-IA) …(1)其中，VTN是晶體管209的閾值電壓，R1是電阻208的阻抗，N是晶體管202和晶體管213的一個電流反射系數(shù)，以及IA是一個從電流源101流入晶體管213和電阻208的一個結(jié)點或流出該結(jié)點的電流。
從表達式(1)中可以明顯地看出，可通過調(diào)整IA把Is設置為一個任意值。例如，在把Is設置為30mA，并假設VTN＝0.5V、R1＝500Ω、以及晶體管202和晶體管213的反射系數(shù)為100的情況下，30×0.001＝100×(0.5/500-IA)…(2)從表達式(2)可得到，IA＝0.0007A＝0.7mA因此，當一個0.7mA的電流從電流源101流動時，可以把保持電流Is調(diào)整到30mA。(第二實施方案)圖3是描述本發(fā)明的一個第二實施方案的電路圖，為了便于描述，將省略對與

圖1相重部分的描述。一個耗盡型晶體管301的柵極和源極接地，晶體管302擁有連接于輸入端201的一個源極和一個主體以及連接于晶體管301的一個柵極和一個漏極。把晶體管303連接于輸入端201、晶體管213以及電阻208的結(jié)點。當把一個電壓輸入于輸入端以及晶體管301的漏極電壓變成或一個閾值電壓或閾值以上的電壓時，晶體管301可用作一個恒流電路。由于晶體管302和晶體管301擁有一個共同的電流流動路徑，所以在晶體管302和301中有相等的電流流動。由于晶體管302和晶體管303擁有一個共同的柵極，所以一個正比于流入晶體管301的電流IA流入晶體管302和303。這一電流的比例常數(shù)分別由晶體管302和303的大小所確定，假設晶體管302和303的溝槽長度分別為L1和L2，其溝槽寬度分別為W1和W2，且流入耗盡型晶體管301中的電流為Idep，那么IA由下列表達式所表示。
IA＝(W2/L2)/(W1/L2)×Idep因此，可以通過適當?shù)卦O置晶體管302和303的大小對IA加以調(diào)整。如以上的第一實施方案中所描述的，可以通過調(diào)整IA把保持電流Is設置為任意值。顯然，在圖3中所示的電路中，可以把Is調(diào)整為任意值。(第三實施方案)圖4是說明本發(fā)明的第三實施方案的電路圖。為了便于描述，將省略掉對圖1至3中重復部分的描述。耗盡型晶體管404擁有連接于輸出端203的一個柵極和一個源極，并擁有一個接地的主體。晶體管402擁有連接于輸入端201的一個源極和一個主體，以及連接于一個晶體管404的一個柵極和一個漏極。晶體管403連接于輸入端201、晶體管213以及電阻208的結(jié)點。當把一個電壓輸入到輸入端以及晶體管404的漏電電壓變成閾值電壓或閾值以上的一個電壓時，晶體管404可用作為一個恒流電路。由于晶體管402和晶體管404擁有一個共同的電流流動路徑，所以在晶體管402和晶體管404中有相等的電流在流動。由于晶體管402和晶體管403擁有一個共同的柵極，所以一個正比于流入晶體管404中的電流的電流IA流入晶體管402和晶體管403中。這一電流的比例常數(shù)由晶體管402和403各自的大小所確定，假設晶體管402和晶體管403的溝槽長度分別為L1和L2，其溝槽寬度分別為W1和W2，流入耗盡型晶體管404中的電流為Idep，那么IA可由下列表達式加以表示。
IA＝(W2/L2)/(W1/L2)×Idep因此，可以通過適當?shù)卦O置晶體管402和403的大小對IA加以調(diào)整。如以上的第一實施方案中所描述的，可以通過調(diào)整IA把保持電流Is設置為一個任意值。顯然，在圖3中所示的電路中，可以把Is調(diào)整為一個任意值。
如以上所描述的，根據(jù)本發(fā)明的測量電路擁有下列優(yōu)點。由于把一個電流源添加到一個傳統(tǒng)的電源保護電路，并把來自電流源的一個電流值設置成一個相應的值，所以可把保持電流Is設置為一個任意值。
先前對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案所進行的描述是說明性和描述性的，而且不旨在無遺漏地對本發(fā)明進行描述，也不準備把本發(fā)明限制于所描述的刻板的形式。根據(jù)以上的描述，或根據(jù)從本發(fā)明的實踐中所獲得的經(jīng)驗，對本發(fā)明進行修改和變更是可能的。對實施方案的選擇與描述，是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，以使這一領域中的技術(shù)人員能夠以不同的實施方案利用本發(fā)明，并能夠針對所預期的具體應用對本發(fā)明進行各種適當?shù)男薷?。本發(fā)明的范圍旨在由此處所附的權(quán)利要求以及它們的等價要求加以定義。
權(quán)利要求
1.一個電壓控制電路，該電路包括一個電流監(jiān)視電路，該電路與一個晶體管和一個電阻串聯(lián)；一個輸出電壓控制電路，它把上述的電流監(jiān)視電路并聯(lián)到一個輸入端和一個輸出端；以及一個電流源電路，連接于上述的電阻。
2.一個電壓控制電路，該電路包括一個電流監(jiān)視電路，該電路與一個晶體管和一個電阻串聯(lián)；一個輸出電壓控制電路，它把上述的電流監(jiān)視電路并聯(lián)到一個輸入端和一個輸出端；以及一個針對該輸出電壓控制電路的輸出短路保護電路；以及一個連接于上述的電阻的電流源電路，其中，該電流源電路把一個用于操作上述輸出短路保護電路的電壓施加于上述的電阻。
3.一個電路，其中把一個電阻布置在一個電流路徑中，檢測由該電阻所產(chǎn)生的電壓降，以實施一個電流極限。
4.一個電路，其中如權(quán)利要求1中所要求的那樣在各電路中使用了一個MOS晶體管的一個后柵極。
全文摘要
在一個輸出短路保護電路中,電流預先流入一個電流感應電阻中,電流感應電阻連接于一個電流源電路,并監(jiān)視這一電流。當一個所希望的短路電流流動時,一個用于操作這一保護電路的電壓產(chǎn)生于電流感應電阻中,并把這一電流調(diào)整為一個任意的短路電流。
文檔編號H01L27/04GK1381774SQ02118019
公開日2002年11月27日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者松尾高明 申請人:精工電子有限公司