專利名稱：逆向電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種電壓保護(hù)裝置，尤其是用于電性連接在一直流電源及一風(fēng)扇電路之間，以防止逆向電壓由該直流電源進(jìn)入并破壞該風(fēng)扇電路的一種逆向電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，其為一種現(xiàn)有的逆向電壓保護(hù)裝置的電路示意圖。該逆向電壓保護(hù)裝置7供串聯(lián)連接于一直流電源8及一風(fēng)扇電路9之間，且具有一輸入端71連接于該直流電源8，并具有一輸出端72連接于該風(fēng)扇電路9 ；此外，該直流電源8具有一正電壓端 81及一負(fù)電壓端82，該正電壓端81連接該輸入端71，而該負(fù)電壓端82則接地。詳言之， 該逆向電壓保護(hù)裝置7由一二極管所構(gòu)成，其中該二極管的陽極構(gòu)成該逆向電壓保護(hù)裝置 7的輸入端71，而該二極管的陰極則構(gòu)成該逆向電壓保護(hù)裝置7的輸出端72。借助具有上述連接方式的逆向電壓保護(hù)裝置7，當(dāng)該直流電源8的正電壓端81所輸出的電壓使該輸入端71的電壓高于該輸出端72的電壓，且該輸入端71與該輸出端72之間的電壓差大于該二極管的開啟電壓〔junction potential barrier〕時(shí)，該直流電源8所輸出的電力即可通過該逆向電壓保護(hù)裝置7輸入該風(fēng)扇電路8 ；反之，若該直流電源8的正電壓端81所輸出的電壓無法使該輸入端71與該輸出端72的電壓差大于該二極管的開啟電壓，則該直流電源8的電力便會(huì)遭到該逆向電壓保護(hù)裝置7阻擋，無法傳送至該風(fēng)扇電路9。然而，在正常運(yùn)作的情況下，由于上述現(xiàn)有的逆向電壓保護(hù)裝置7由二極管所構(gòu)成，而一般二極管〔例如蕭特基二極管、快速二極管或飛輪二極管〕的開啟電壓約為0.5至 0. 6V，且欲導(dǎo)通該二極管的導(dǎo)通電壓〔即該輸入端71與該輸出端72之間的電壓差〕至少需高于該開啟電壓，因此導(dǎo)致該直流電源8需要提供較高的導(dǎo)通電壓，才能以通過該逆向電壓保護(hù)裝置7正常驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇電路9。此外，由于存在該開啟電壓，該直流電源8的正電壓端81每輸出IA的電流通過該逆向電壓保護(hù)裝置7至該風(fēng)扇電路9，便會(huì)在該逆向電壓保護(hù)裝置7額外消耗約0. 5至0. 6W的電功率，因而導(dǎo)致高回路耗損。基于上述原因，有必要進(jìn)一步改良上述現(xiàn)有逆向電壓保護(hù)裝置，以期能夠具有低導(dǎo)通電壓及低回路耗損的功效。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要目的提供一種逆向電壓保護(hù)裝置，包含一 PMOS或一 NM0S，以便具有低導(dǎo)通電壓、低回路耗損及低零件溫升的功效。本實(shí)用新型提供的一種逆向電壓保護(hù)裝置，其包含一個(gè)輸入端，連接一個(gè)直流電源；一個(gè)輸出端，連接一個(gè)風(fēng)扇電路；及，一個(gè)控制端，連接一個(gè)低準(zhǔn)位電壓；其中另具有一個(gè)P溝道金氧半場(chǎng)效晶體管，該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的漏極連接該輸入端，該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的源極連接該輸出端，且該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的柵極連接該控制端。[0007]前述低準(zhǔn)位電壓與該直流電源的電壓差大于或等于一個(gè)低限電壓值，該低限電壓值為該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的臨界電壓與該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的寄生二極管的開啟電壓的總和。根據(jù)本實(shí)用新型提供的另一種逆向電壓保護(hù)裝置，其包含一個(gè)輸入端，通過一個(gè)風(fēng)扇電路連接至一個(gè)直流電源；一個(gè)輸出端，連接一個(gè)接地點(diǎn)；及，一個(gè)控制端，連接一個(gè)高準(zhǔn)位電壓；其中另具有一個(gè)η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管，該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的源極連接該輸入端，該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的漏極連接該輸出端，且該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的柵極連接該控制端。前述高準(zhǔn)位電壓與該接地點(diǎn)的電壓差大于或等于一個(gè)低限電壓值，該低限電壓值為該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的臨界電壓與該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的寄生二極管的開啟電壓的總和。本實(shí)用新型的有益效果在于借助連接于該直流電源及該風(fēng)扇電路之間的PMOS 所構(gòu)成的逆向電壓保護(hù)裝置，或連接于該風(fēng)扇電路及該接地點(diǎn)之間的NMOS所構(gòu)成的逆向電壓保護(hù)裝置，本實(shí)用新型的逆向電壓保護(hù)裝置可利用該P(yáng)MOS或NMOS的寄生二極管在電壓剛輸入時(shí)判斷該電壓是否為正電壓，且在該P(yáng)MOS形成ρ載子溝道或NMOS形成η載子溝道之后，即以該溝道做為電流傳輸路徑，故相較于以二極管構(gòu)成的現(xiàn)有逆向電壓保護(hù)裝置可具有低導(dǎo)通電壓、低回路耗損及低零件溫升的特性。

圖1 現(xiàn)有逆向電壓保護(hù)裝置的電路示意圖。圖2 本實(shí)用新型逆向電壓保護(hù)裝置的第一實(shí)施例的電路示意圖。圖3 本實(shí)用新型逆向電壓保護(hù)裝置的第二實(shí)施例的電路示意圖。主要組件符號(hào)說明〔本實(shí)用新型〕1逆向電壓保護(hù)裝置11輸入端12輸出端13控制端2逆向電壓保護(hù)裝置21輸入端22輸出端23控制端8直流電源81正電壓端82負(fù)電壓端9風(fēng)扇電路91電力輸入端92接地端dl寄生二極管d2寄生二極管〔現(xiàn)有技術(shù)〕7逆向電壓保護(hù)裝置 71輸入端72輸出端
具體實(shí)施方式
為讓本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，其繪示本實(shí)用新型逆向電壓保護(hù)裝置的第一實(shí)施例的電路示意圖，其中本實(shí)施例的逆向電壓保護(hù)裝置1包含一 ρ溝道金氧半場(chǎng)效晶體管PM0SFET，以下簡(jiǎn)稱PMOS〕，較佳僅由該P(yáng)MOS所構(gòu)成，且該逆向電壓保護(hù)裝置1串聯(lián)連接于一直流電源8及一風(fēng)扇電路9之間。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2所示，該逆向電壓保護(hù)裝置1具有一輸入端11、一輸出端12及一控制端13。該輸入端11供連接該直流電源8的正電壓端81 ；該輸出端12供連接該風(fēng)扇電路9的電力輸入端91 ；該控制端13則供連接至一低準(zhǔn)位電壓，其中該低準(zhǔn)位電壓的電壓準(zhǔn)位低于該直流電源8的正電壓端81在正常供電情況下的電壓準(zhǔn)位。詳言之，當(dāng)該逆向電壓保護(hù)裝置1為一 PMOS時(shí)，該輸入端11連接該P(yáng)MOS的漏極〔drain〕，該輸出端12連接該 PMOS的源極〔source〕，而該控制端13則連接該P(yáng)MOS的柵極〔gate〕，其中該正電壓端81 與該低準(zhǔn)位電壓的電壓差大于或等于一低限電壓值，該低限電壓值為該P(yáng)MOS的臨界電壓〔 threshold voltage)與該P(yáng)MOS的寄生二極管(body diode) dl開啟電壓的總和；也即，該 PMOS的源極供連接該風(fēng)扇電路9的電力輸入端91，而該P(yáng)MOS的漏極則供連接該直流電源 8的正電壓端81。在進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，當(dāng)該直流電源8的正電壓端81剛開始供電至該逆向電壓保護(hù)裝置 1，該正電壓端81的電力將通過該寄生二極管dl傳送至該風(fēng)扇電路9的電力輸入端91，且使該電力輸入端91在此瞬間的電壓值為該正電壓端81的電壓值扣除該寄生二極管dl的開啟電壓，因此該電力輸入端91與該低準(zhǔn)位電壓的電壓差大于或等于該P(yáng)MOS的臨界電壓〔 即該P(yáng)MOS的源極與柵極的電壓差大于或等于該臨界電壓〕，故可在該P(yáng)MOS的漏極及源極之間形成一 P載子溝道，使該輸入端11及輸出端12之間通過該ρ載子溝道呈導(dǎo)通狀態(tài)。隨后，一旦該P(yáng)載子溝道形成，由于該輸入端11及輸出端12之間近于短路而具有遠(yuǎn)小于該寄生二極管dl的阻抗，故該正電壓端81的電力便經(jīng)由該ρ載子溝道傳送至該風(fēng)扇電路9。其中，由于該逆向電壓保護(hù)裝置1僅在剛開始供電時(shí)需要由該正電壓端81提供大于或等于該低限電壓值的電壓，在形成該P(yáng)載子溝道之后只需要保持與該低準(zhǔn)位電壓之間具有大于或等于該臨界電壓的電壓差即可，因此該逆向電壓保護(hù)裝置1具有低導(dǎo)通電壓的特性。此外， 由于在形成該P(yáng)載子溝道之后，該輸入端11及輸出端12之間的導(dǎo)通電阻值僅約為0. 018 歐姆，因此在該正電壓端81輸出IA的電流通過該逆向電壓保護(hù)裝置1至該風(fēng)扇電路9時(shí)， 僅會(huì)在該逆向電壓保護(hù)裝置1消耗約0. 018W的電功率，故也具有低回路耗損。另，由于該逆向電壓保護(hù)裝置1本身僅具有極低的電功率消耗，因此更具有低零件溫升的特性。反之，在剛開始供電時(shí)，若該直流電源8的正電壓端81運(yùn)作異常，或者若使用者不慎反接該直流電源8而將該負(fù)電壓端82連接至該輸入端11，導(dǎo)致該輸入端11的電壓低于該低限電壓值且無法導(dǎo)通該寄生二極管dl，因而使該逆向電壓保護(hù)裝置1的輸出端12電壓及控制端13電壓的電壓差〔即該P(yáng)MOS的源極與柵極的電壓差〕小于該P(yáng)MOS的臨界電壓。 因此，該輸入端11及輸出端12之間不呈導(dǎo)通狀態(tài)，即可避免逆向電流通過該風(fēng)扇電路9，達(dá)到逆向電壓保護(hù)的目的。請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，其繪示本實(shí)用新型逆向電壓保護(hù)裝置的第二實(shí)施例的電路示意圖，其中本實(shí)施例的逆向電壓保護(hù)裝置2包含一n溝道金氧半場(chǎng)效晶體管〔NM0SFET，以下簡(jiǎn)稱NMOS〕，較佳僅由該NMOS所構(gòu)成，且該逆向電壓保護(hù)裝置2串聯(lián)連接于一風(fēng)扇電路9及一接地點(diǎn)之間。詳言之，該逆向電壓保護(hù)裝置2具有一輸入端21、一輸出端22及一控制端23。該輸入端21供連接該風(fēng)扇電路9的接地端92 ；該輸出端22供連接該接地點(diǎn)；而該控制端23 則供連接至一高準(zhǔn)位電壓，其中該高準(zhǔn)位電壓的電壓準(zhǔn)位高于該接地點(diǎn)的電壓準(zhǔn)位。此外， 當(dāng)該逆向電壓保護(hù)裝置2為一 NMOS時(shí)，該輸入端21連接該NMOS的源極，該輸出端22連接該NMOS的漏極，而該控制端23則連接該NMOS的柵極，其中該高準(zhǔn)位電壓與該接地點(diǎn)的電壓差大于或等于另一低限電壓值，此另一低限電壓值為該NMOS的臨界電壓與該NMOS的寄生二極管d2開啟電壓的總和；也即，該NMOS的源極供連接該風(fēng)扇電路9的接地端92，而該 NMOS的漏極則供連接該接地點(diǎn)。在進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，當(dāng)該直流電源8的正電壓端81剛開始通過該風(fēng)扇電路9供電至該逆向電壓保護(hù)裝置2，該正電壓端81的電力將通過該寄生二極管d2傳送至該接地點(diǎn)而形成一回路，且使該接地端92在此瞬間的電壓值僅為該寄生二極管d2的開啟電壓，因此該低準(zhǔn)位電壓與該接地端92的電壓差大于或等于該NMOS的臨界電壓〔即該NMOS的源極與柵極的電壓差大于或等于該臨界電壓〕，故可在該NMOS的漏極及源極之間形成一 η載子溝道，使該輸入端21及輸出端22之間通過該η載子溝道呈導(dǎo)通狀態(tài)。隨后，一旦該η載子溝道形成， 由于該輸入端21及輸出端22之間近于短路而具有遠(yuǎn)小于該寄生二極管d2的阻抗，故該正電壓端81的電力便可依序經(jīng)由該風(fēng)扇電路9及該逆向電壓保護(hù)裝置2的η載子溝道傳送至該接地點(diǎn)。同理，由該NMOS所構(gòu)成的逆向電壓保護(hù)裝置2也可具有低導(dǎo)通電壓、低回路耗損及低零件溫升的特性。反之，在剛開始供電時(shí)，若該直流電源8的正電壓端81運(yùn)作異常，或者若使用者不慎反接該直流電源8而將該負(fù)電壓端82連接至該風(fēng)扇電路9的電力輸入端91，導(dǎo)致該輸入端21的電壓低于該低限電壓值且無法導(dǎo)通該寄生二極管d2，因而使該逆向電壓保護(hù)裝置2的輸入端21電壓及控制端23電壓的電壓差〔即該NMOS的源極與柵極的電壓差〕小于該NMOS的臨界電壓。因此，該輸入端21及輸出端22之間不呈導(dǎo)通狀態(tài)，即可避免逆向電流通過該風(fēng)扇電路9，達(dá)到逆向電壓保護(hù)的目的。綜上所述，借助連接于該直流電源8及該風(fēng)扇電路9之間的PMOS所構(gòu)成的逆向電壓保護(hù)裝置1，或連接于該風(fēng)扇電路9及該接地點(diǎn)之間的NMOS所構(gòu)成的逆向電壓保護(hù)裝置 2，本實(shí)用新型的逆向電壓保護(hù)裝置可利用該P(yáng)MOS或NMOS的寄生二極管dl、d2在電壓剛輸入時(shí)判斷該電壓是否為正電壓，且在該P(yáng)MOS形成ρ載子溝道或NMOS形成η載子溝道之后， 即以該溝道做為電流傳輸路徑，故相較于以二極管構(gòu)成的現(xiàn)有逆向電壓保護(hù)裝置可具有低導(dǎo)通電壓、低回路耗損及低零件溫升的特性。
權(quán)利要求1.一種逆向電壓保護(hù)裝置，其特征在于，其包含一個(gè)輸入端，連接一個(gè)直流電源；一個(gè)輸出端，連接一個(gè)風(fēng)扇電路；及一個(gè)控制端，連接一個(gè)低準(zhǔn)位電壓；其中另具有一個(gè)P溝道金氧半場(chǎng)效晶體管，該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的漏極連接該輸入端，該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的源極連接該輸出端，且該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的柵極連接該控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的逆向電壓保護(hù)裝置，其特征在于，該低準(zhǔn)位電壓與該直流電源的電壓差大于或等于一個(gè)低限電壓值，該低限電壓值為該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的臨界電壓與該P(yáng)溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的寄生二極管的開啟電壓的總和。
3.一種逆向電壓保護(hù)裝置，其特征在于，其包含一個(gè)輸入端，通過一個(gè)風(fēng)扇電路連接至一個(gè)直流電源；一個(gè)輸出端，連接一個(gè)接地點(diǎn)；及一個(gè)控制端，連接一個(gè)高準(zhǔn)位電壓；其中另具有一個(gè)Π溝道金氧半場(chǎng)效晶體管，該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的源極連接該輸入端，該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的漏極連接該輸出端，且該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的柵極連接該控制端。
4.如權(quán)利要求3所述的逆向電壓保護(hù)裝置，其特征在于，該高準(zhǔn)位電壓與該接地點(diǎn)的電壓差大于或等于一個(gè)低限電壓值，該低限電壓值為該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的臨界電壓與該η溝道金氧半場(chǎng)效晶體管的寄生二極管的開啟電壓的總和。
專利摘要一種逆向電壓保護(hù)裝置，其包含一輸入端、一輸出端及一控制端。該逆向電壓保護(hù)裝置以該輸入端及輸出端串聯(lián)連接于一直流電源及一風(fēng)扇電路之間，或串聯(lián)連接于該風(fēng)扇電路及一接地點(diǎn)之間。當(dāng)該逆向電壓保護(hù)裝置連接于該直流電源及風(fēng)扇電路之間，其包含一PMOSFET分別以漏極、源極與柵極依序連接該輸入端、輸出端及控制端，且該控制端連接一低準(zhǔn)位電壓；當(dāng)該逆向電壓保護(hù)裝置連接于該風(fēng)扇電路及接地點(diǎn)之間，其包含一NMOSFET分別以源極、漏極與柵極依序連接該輸入端、輸出端及控制端，且該控制端連接一高準(zhǔn)位電壓。相較于以二極管構(gòu)成的現(xiàn)有逆向電壓保護(hù)裝置可具有低導(dǎo)通電壓、低回路耗損及低零件溫升的特性。
文檔編號(hào)H02H11/00GK202260444SQ20112038657
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者伍家進(jìn), 徐春鳳, 王銘圣, 章守堅(jiān) 申請(qǐng)人:昆山廣興電子有限公司