專(zhuān)利名稱(chēng):帶有絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管及線(xiàn)圈的電路的制作方法
本發(fā)明涉及一種電路，該電路帶有一個(gè)載流線(xiàn)圈和至少一個(gè)二極管。所述線(xiàn)圈一端通過(guò)一個(gè)n-溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的可控導(dǎo)電電流通路與工作電壓源的正極相連，另一端連接至電路零點(diǎn)，該電路以載流線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)力產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作。
這種電路在ITT公司出版物，德國(guó)Freiburg i.Br.1979年著的“VMOS的應(yīng)用思想”的第6頁(yè)和圖8上有所描述，該電路一般應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)速度控制。(在上述出版物第5頁(yè)和第6頁(yè)上的圖4至7所示的裝置中的各個(gè)線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)力不產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作)。
從上述現(xiàn)有技術(shù)出版物所知的增強(qiáng)型絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管是分立的VMOS晶體管。
但是，在要使這種電路與橫向n-溝道晶體管(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為橫向晶體管)一起工作的情況(例如橫向晶體管實(shí)際上專(zhuān)門(mén)用集成MOS電路實(shí)現(xiàn)，而且還能用雙極性電路實(shí)現(xiàn))下，以及在線(xiàn)圈的開(kāi)/關(guān)轉(zhuǎn)換也作用在正極而不是在線(xiàn)圈的電路的零點(diǎn)側(cè)的情況下，則橫向晶體管的柵極要以一定方式偏置，即使之能永久可控導(dǎo)電。而且，柵極區(qū)尺寸要根據(jù)要開(kāi)關(guān)的電流密度及工作電壓的高低來(lái)決定。關(guān)于上述決定尺寸的過(guò)程，還必須考慮到置于線(xiàn)圈與工作電壓源之間的橫向晶體管的電阻，也就是所謂的導(dǎo)通電阻，當(dāng)橫向晶體管處于可控導(dǎo)電態(tài)時(shí)，必須表現(xiàn)出盡可能小的電阻值，該電阻值越小，柵極與源極之間的電壓就越高。因?yàn)樵跈M向晶體管處于可控導(dǎo)電態(tài)時(shí)，源極電壓實(shí)際上等于工作電壓，這就需要一個(gè)附加供給柵極電壓的電壓源。當(dāng)考慮到在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用情況下都不能采用附加的外部工作電壓源時(shí)，這個(gè)電壓就必須由電路本身提供。
本發(fā)明的目的就是要解決這個(gè)問(wèn)題，也就是以一種方法改進(jìn)前述電路，以使該電路能夠以單獨(dú)一個(gè)工作電壓源工作，使位于線(xiàn)圈和工作電壓源正極之間的晶體管靠電路本身產(chǎn)生的柵極電壓工作，這樣，便使其導(dǎo)通電阻呈現(xiàn)所要求的小值或低值。再者，電路就可單塊地集成。
所以，利用本發(fā)明電路就可以在不提供附加外部工作電源的情況下使線(xiàn)圈工作。
以下參考附圖的圖1至圖3對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明。其中圖1為一個(gè)實(shí)施例，表示直流(DC)電動(dòng)機(jī)的工作電路;
圖2表示兩個(gè)脈沖圖形;
圖3表示對(duì)圖1所示的實(shí)施例作進(jìn)一步改進(jìn)的橋式電路。
在圖1的實(shí)施例中，線(xiàn)圈1構(gòu)成直流電動(dòng)機(jī)m部分，這時(shí)的機(jī)械動(dòng)作是使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，線(xiàn)圈1也可以是繼電器線(xiàn)圈，那時(shí)的機(jī)械動(dòng)作是吸起繼電器的銜鐵。而且，還可以是，置于永久磁場(chǎng)內(nèi)的可移動(dòng)線(xiàn)圈在其載流態(tài)時(shí)與非載流態(tài)呈現(xiàn)不同的機(jī)械位置，在本發(fā)明意義上，凡利用其電磁場(chǎng)力引起機(jī)械動(dòng)作的物件都可看作是線(xiàn)圈。
在圖1所示的實(shí)施例中，線(xiàn)圈1通過(guò)第一橫向晶體管t1的可控導(dǎo)電電路通路，連接至工作電壓源u的正極。線(xiàn)圈1的另一端通過(guò)第二橫向晶體管t2的控制電流通路接到電路的零點(diǎn)(接地)。示于圖1的其它的電路元件用來(lái)產(chǎn)生第一橫向晶體管t1的柵極電壓，這樣，該晶體管的導(dǎo)通電阻就能盡可能低。鑒于此目的，第1橫向晶體管t1通過(guò)電容c接到電路零點(diǎn)(接地)，并且通過(guò)第一二極管d1的陰極-陽(yáng)極部分，連接至工作電壓源u的正極，而通過(guò)第二二極管d2的陰極-陽(yáng)極部分連接至線(xiàn)圈1與第二橫向晶體管t2的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。
此外，在圖1的實(shí)施例中，利用開(kāi)關(guān)s和電阻r，示出了如何產(chǎn)生供給可控導(dǎo)電的第二橫向晶體管t2的柵極的間歇脈沖的可能性，這些脈沖需要有一定的寬度和頻率，以便對(duì)線(xiàn)圈產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)作實(shí)際上沒(méi)有干擾，因此，在實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)m的旋轉(zhuǎn)實(shí)際上將不受影響。為此，用相應(yīng)的周期動(dòng)作，使開(kāi)關(guān)s接通，由此致使第二橫向晶體管t2瞬時(shí)地變成不導(dǎo)通(截止)而且使流入線(xiàn)圈1的電流中斷。那樣，就在線(xiàn)圈與第二橫向晶體管t2的聯(lián)結(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生一正電壓脈沖，該脈沖用通過(guò)第二二極管d2傳送到電容c，並在那里，建立起所需的柵極電壓g1。
當(dāng)開(kāi)關(guān)s持久接通時(shí)，線(xiàn)圈便斷開(kāi)。
圖2表示幾乎是定量的關(guān)系，根據(jù)圖2b，在開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)時(shí)第二橫向晶體管t2的柵極電壓g2通過(guò)電阻r，加在工作電壓u值上。另一方面，在開(kāi)關(guān)s的周期動(dòng)作過(guò)程中，在尺寸一致的情況下，第一橫向晶體管t1的柵極電壓g1例如近似等于二倍的工作電壓2u，這樣，第一橫向晶體管t1的實(shí)際柵-源電壓幾乎等于工作電壓u，并且由此等于第二橫向晶體管t2的柵-源電壓。因此，在同樣面積尺寸的情況下，兩個(gè)橫向晶體管呈現(xiàn)相同的導(dǎo)通電阻。
圖3表示由圖1所示實(shí)施例擴(kuò)展而形成的橋式電路。鑒于此目的，引入了第三和第四橫向晶體管t3和t4，以有工作電壓側(cè)端的第三橫向晶體管t3與第二橫向晶體管t2串聯(lián)，以零點(diǎn)側(cè)端的第四橫向晶體管t4與第一橫向晶體管t1串聯(lián)。如圖1所示的兩個(gè)二極管d1和d2，以采取二極管式連接的n-溝道增強(qiáng)型橫向絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)d1′和d2′的形式實(shí)現(xiàn)，另外，位于電容c的電壓傳導(dǎo)端與第一、第四橫向晶體管t1、t4的聯(lián)結(jié)點(diǎn)之間的d3也取同樣的形式。
用小叉方塊表示外接端p，在電路構(gòu)成集成電路塊的情況下，電動(dòng)機(jī)m和電容c要通過(guò)p從外面連入集成電路。
借助于電容c和二極管d1′、d2′產(chǎn)生的第二橫向晶體管的柵極電壓g2，跨過(guò)r1、r2、r3和r4送到所有四個(gè)橫向晶體管t1至t4的柵極上，這樣，各管的柵極便和電壓源隔開(kāi)，并且供以對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向，和間歇脈沖列。這些脈沖列可由相同的單塊集成電路的局部電路產(chǎn)生，而這些局部電路可依照已有的MOS技術(shù)和雙極性技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.帶有一個(gè)載流線(xiàn)圈和至少一個(gè)二極管的電路，所述線(xiàn)圈的一端通過(guò)一個(gè)n-溝道增強(qiáng)型絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的可控導(dǎo)電電流通路與工作電壓源[u]的正極相連，另一端連接至電路零點(diǎn)，該電路以載流線(xiàn)圈[l]的電磁場(chǎng)力產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作。其特征在于n-溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管是第一橫向晶體管[tl]；線(xiàn)圈[l]通過(guò)n-溝道增強(qiáng)型第二橫向晶體管[t2]的可控電流通路與電路的零點(diǎn)相連接；第一橫向晶體管[tl]的柵極通過(guò)電容[c]與電路零點(diǎn)相連，通過(guò)第一二極管[dl]的陰極-陽(yáng)極部分與工作電壓源[u]相連，通過(guò)第二二極管的陰極-陽(yáng)極部分與線(xiàn)圈[l]和第二橫向晶體管[t2]的聯(lián)接點(diǎn)相連；具有一定寬度和頻度的間歇脈沖列加到可控導(dǎo)電的第二橫向晶體管[t2]的柵極上，以使線(xiàn)圈產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)作實(shí)際上不受干擾。
2.如權(quán)利要求
1的電路，以直流(DC)電動(dòng)機(jī)(m)的繞組作為所述的線(xiàn)圈(1)，其特征在于用第三二極管(d3)及n-溝道增強(qiáng)型第三和第四橫向晶體管(t3、t4)將電路擴(kuò)展，以形成一個(gè)橋式電路。
3.如權(quán)利要求
1或2的電路，其特征在于用所述的二極管式接法的n-溝道增強(qiáng)型橫向絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管作二極管(d……)，這些晶體管和橫向晶體管(t……)構(gòu)成單塊集成電路部件。
專(zhuān)利摘要
線(xiàn)圈[1]依靠其經(jīng)過(guò)橫向n-溝道晶體管[t1]的工作電壓側(cè)端和經(jīng)過(guò)橫向晶體管[t2]的電壓零點(diǎn)側(cè)端而工作。為產(chǎn)生盡量低的導(dǎo)通電阻所必需的橫向晶體管[t1]的柵-源電壓以這種方式產(chǎn)生其柵極通過(guò)電容[c]與電路零點(diǎn)相連；通過(guò)二極管[d1]與工作電壓源[u]相連；通過(guò)二極管[d2]，與線(xiàn)圈[1]和橫向晶體管[t2]的聯(lián)接點(diǎn)相連。具有一定寬度和頻率的間歇脈沖列加到晶體管柵極上，以使由線(xiàn)圈[1]產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)作實(shí)際不受干擾。
文檔編號(hào)H02P7/18GK86107701SQ86107701
公開(kāi)日1987年10月21日 申請(qǐng)日期1986年11月13日
發(fā)明者赫曼紐斯·施亞特, 伯恩德·諾沃特尼 申請(qǐng)人:德國(guó)Itt工業(yè)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan