模擬開關電路和具備它的電氣設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型的模擬開關電路(1)包括：具有連接到輸入端子(IN)的漏極的NMOS晶體管(M1)；具有分別連接到電源節(jié)點(VDD)和NMOS晶體管(M1)的柵極的源極和漏極、以及連接到控制端子(CTRL)的柵極的PMOS晶體管(SW1)；具有連接到基準節(jié)點(VSS)的漏極、以及連接到NMOS晶體管(M1)的源極的柵極的PMOS晶體管(QP)；以及連接到NMOS晶體管(M1)的柵極和PMOS晶體管(QP)的源極，生成比NMOS晶體管(M1)的柵極-源極間的耐壓和柵極-源極間電壓(VGS)之差小的恒壓(VC)的恒壓電路(21)。
【專利說明】模擬開關電路和具備它的電氣設備
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及模擬開關電路和具備它的電氣設備。
【背景技術】
[0002]提出過模擬開關電路的各種各樣的結構。例如特開2007-295209號公報公開了具備串聯(lián)連接的2個MOS晶體管、以及用于對這些MOS晶體管的柵極進行過壓保護的保護電路的1?擬開關電路。
[0003]在特開2007-295209號公報所公開的模擬開關電路中，在輸入端子和輸出端子之間串聯(lián)地連接第IMOS晶體管和第2M0S晶體管。第IMOS晶體管和第2M0S晶體管的柵極共同地連接到第I開關控制端子。第IMOS晶體管和第2M0S晶體管的反向柵極(back gate)連接到第2開關控制端子。第2開關控制端子是第IMOS晶體管和第2M0S晶體管的連接點。阻抗裝置(例如電阻)連接在第I開關控制端子和第2開關控制端子之間?？刂齐娐房刂屏鬟^電阻的電流，以使電阻的端子間電壓不超過第IMOS晶體管和第2M0S晶體管的各個柵極-源極間耐壓。
[0004]然而，在特開 2007-295209號公報所公開的模擬開關電路中，在第IMOS晶體管和第2M0S晶體管的連接點(第2開關控制端子)上連接電阻。因此，該電阻中流過的電流通過上述的連接點，混合到流過第IMOS晶體管和第2M0S晶體管的電流中。由此，在輸入端子所輸入的電流和從輸出端子輸出的電流中電流值不同。因此，在特開2007-295209號公報所公開的模擬開關電路中，有可能在輸入端子和輸出端子之間不能正確地傳輸信號。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于，提供對晶體管的控制電極進行過壓保護，并且在輸入端子和輸出端子之間可正確地傳輸信號的模擬開關電路。
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方案，模擬開關電路包括:輸入端子；輸出端子；控制端子；第一晶體管~第三晶體管；以及恒壓電路。第一導電型的第一晶體管具有:電連接輸入端子的第一電極；電連接輸出端子的第二電極；以及控制電極。第二導電型的第二晶體管具有:分別電連接第一電壓節(jié)點和第一晶體管的控制電極的第一電極和第二電極；以及電連接控制端子的控制電極。第二導電型的第三晶體管具有:第一電極；電連接第二電壓節(jié)點的第二電極；以及電連接第一晶體管的第二電極的控制電極。恒壓電路電連接第一晶體管的控制電極和第三晶體管的第一電極，生成恒壓。在第一電壓節(jié)點和第二電壓節(jié)點之間，存在電位差。恒壓被確定得比第一晶體管的控制電極和第二電極間的耐壓與第三晶體管的控制電極和第一電極間的電壓之差小。
[0007]最好是，模擬開關電路還包括第一導電型的第四晶體管。第四晶體管具有:分別與輸出端子和第一晶體管的第二電極電連接的第一電極和第二電極；以及與第一晶體管的控制電極電連接的控制電極。
[0008]最好是，模擬開關電路還包括:第一電荷除去電路，電連接第一晶體管的控制電極，在第二晶體管截止的情況下，除去第一晶體管的控制電極的電荷；以及第二電荷除去電路，電連接第三晶體管的控制電極，在第二晶體管截止的情況下，除去第三晶體管的控制電極的電荷。
[0009]最好是，模擬開關電路還包括:第一電荷除去電路，電連接第一晶體管的控制電極和第四晶體管的控制電極，在第二晶體管截止的情況下，除去第一晶體管的控制電極和第四晶體管的控制電極的電荷；以及第二電荷除去電路，電連接第三晶體管的控制電極，在第二晶體管截止的情況下，除去第三晶體管的控制電極的電荷。
[0010]最好是，第一電荷除去電路包括第一導電型的第五晶體管。第二電荷除去電路包括第一導電型的第六晶體管。模擬開關電路還具備各自為第一導電型的第五晶體管和第六晶體管。第五晶體管具有:分別電連接第二晶體管的第二電極和第二電壓節(jié)點的第一電極和第二電極；以及電連接控制端子的控制電極。第六晶體管具有:分別電連接第三晶體管的控制電極和第二電壓節(jié)點的第一電極和第二電極；以及電連接控制端子的控制電極。
[0011]最好是，恒壓電路包括:n型晶體管；以及具有串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻的串聯(lián)電路。η型晶體管具有:分別電連接第一晶體管的控制電極和第三晶體管的第一電極的第一電極和第二電極；以及控制電極。在η型晶體管的第一電極和第二電極間，連接串聯(lián)電路。η型晶體管的控制電極電連接第一電阻和第二電阻的連接點。
[0012]最好是，恒壓電路包括齊納二極管。齊納二極管具有分別電連接第一晶體管的控制電極和第三晶體管的第一電極的陰極和陽極。
[0013]最好是，恒壓電路還包括齊納二極管。齊納二極管具有分別電連接第一晶體管的控制電極和第三晶體管的第一電極的陰極和陽極。
[0014]根據(jù)本實用新型的另一方案，電氣設備具備:模擬開關電路；對模擬開關電路發(fā)送信號的發(fā)送電路；接受來自模擬開關電路的信號的接收電路；以及控制模擬開關電路的控制電路。模擬開關電路具備:電連接發(fā)送電路的輸入端子；電連接接收電路的輸出端子；電連接控制電路的控制端子；第一晶體管?第三晶體管；以及恒壓電路。第一導電型的第一晶體管具有:與輸入端子電連接的第一電極；第二電極；以及控制電極。第二導電型的第二晶體管具有:分別電連接第一電壓節(jié)點和第一晶體管的控制電極的第一電極和第二電極；以及電連接控制端子的控制電極。第二導電型的第三晶體管具有:第一電極；電連接第二電壓節(jié)點的第二電極；以及電連接第一晶體管的第二電極的控制電極。恒壓電路電連接第一晶體管的控制電極和第三晶體管的第一電極，生成恒壓。在第一電壓節(jié)點和第二電壓節(jié)點之間，存在電位差。恒壓被確定得比第一晶體管的控制電極和第二電極間的耐壓與第三晶體管的控制電極和第一電極間的電壓之差小。
[0015]根據(jù)本實用新型，能夠對晶體管的控制電極進行過壓保護，并且在輸入端子和輸出端子之間正確地傳輸信號。
[0016]本實用新型的上述和其他目的、特征、方案和優(yōu)點，從與添加的附圖關聯(lián)理解的有關本實用新型的以下詳細的說明中會十分明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是表示具備本實用新型的實施方式的模擬開關電路的電氣設備的概略結構的方框圖。[0018]圖2是表示本實用新型的實施方式I的模擬開關電路的結構的電路圖。
[0019]圖3是用于說明圖2所示的模擬開關電路的動作的定時(timing)圖。
[0020]圖4是表示包括圖2所示的模擬開關電路的恒壓電路的另一結構的電路圖。
[0021]圖5是表示圖2所示的模擬開關電路中包括的第三晶體管的另一結構的電路圖。
[0022]圖6是表示本實用新型的實施方式2的模擬開關電路的結構的電路圖。
[0023]圖7是用于說明圖6所示的模擬開關電路的動作的定時圖。
[0024]圖8是表示本實用新型的實施方式3的模擬開關電路的結構的電路圖。
[0025]圖9是用于說明圖8所示的模擬開關電路的動作的定時圖。
[0026]圖10是表示本實用新型的實施方式4的模擬開關電路的結構的電路圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，參照附圖詳細地說明本實用新型的實施方式。再有，對圖中相同或相當部分附加相同標號，不反復其說明。
[0028][實施方式I]
[0029]圖1是表示具備本實用新型的實施方式的模擬開關電路的電氣設備的概略結構的方框圖。參照圖1，電氣設備100包括:電機M ;逆變器電路101 ;比較器電路102 ;邏輯電路103;以及模擬開關電路I?3。逆變器電路101包括開關Ql?Q6和電阻R。再有，逆變器電路101、比較器電路102、以及邏輯電路103分別是本實用新型的‘發(fā)送電路’、‘接收電路’、以及‘控制電路’的一例。本實用新型的‘電氣設備’的結構不限于圖1所示的結構。
[0030]在逆變器電路101中，設有包括串聯(lián)連接的開關Ql和開關Q2的串聯(lián)電路。該串聯(lián)電路連接在提供電源電壓VDD的電壓節(jié)點(以下，稱為電源節(jié)點)和提供基準電位VSS的電壓節(jié)點(以下，稱為基準節(jié)點)之間。電源電壓VDD例如為24V?；鶞孰娢籚SS例如為接地電位。但是，這些電壓節(jié)點的電壓值不限定為上述的值。
[0031]同樣地，包括串聯(lián)連接的開關Q3和開關Q4的串聯(lián)電路、以及包括串聯(lián)連接的開關Q5和開關Q6的串聯(lián)電路連接在電源節(jié)點和基準節(jié)點之間。開關Q2、Q4、Q6的連接點和基準節(jié)點之間連接電阻R。再有，也可以不設置電阻R。
[0032]電機M例如為3相無刷電機。電機M的U相線、V相線、以及W相線分別電連接開關Ql和開關Q2之間的中點、開關Q3和開關Q4之間的中點、以及開關Q5和開關Q6之間的中點。此外，在電機M的U相線、V相線、以及W相線上，分別電連接模擬開關電路I?3的輸入端子IN(參照圖2)。模擬開關電路I?3的輸出端子0UT(參照圖2)都電連接比較器電路102的同相輸入端子。比較器電路102的反相輸入端子接受電機M的中點電位COM。比較器電路102將同相輸入端子的電壓和中點電位COM進行比較，輸出控制信號。該控制信號被輸入到邏輯電路103。再有，也可以調換對比較器電路102中的反相輸入端子的輸入和對同相輸入端子的輸入。此外，也可以在電機M的U相線、V相線、以及W相線和模擬開關電路I?3的輸入端子IN之間分別連接電阻。
[0033]邏輯電路103基于來自比較器電路102的控制信號，將用于彼此獨立地控制開關Ql?Q6的控制信號輸出到逆變器電路101。逆變器電路101通過開關Ql?Q6的通斷而生成交流電力，將生成的交流電力輸出到電機M。此外，邏輯電路103將控制信號Gl?G3分別輸出到模擬開關電路I?3的控制端子CTRL(參照圖2)。模擬開關電路I?3基于控制信號Gl~G3，分別轉換電機M的U相線、V相線、以及W相線和比較器電路102之間的連接。以下，代表性地說明模擬開關電路I~3中模擬開關電路I。模擬開關電路2、3的結構與模擬開關電路I的結構是同樣的。
[0034]圖2是表示本實用新型的實施方式I的模擬開關電路I的結構的電路圖。參照圖1和圖2，模擬開關電路I包括:輸入端子IN ;輸出端子OUT ;控制端子CTRL ;N(N型)MOS晶體管(第一晶體管)Ml ；P (P型)MOS晶體管(第二晶體管)Sffl ；PM0S晶體管(第三晶體管)QP ;NM0S晶體管(第四晶體管)M2 ;恒壓電路21 ;以及電荷除去電路31、32。二極管D1、D2分別是NMOS晶體管Ml、M2的寄生二極管。
[0035]輸入端子IN電連接開關Ql和開關Q2之間的中點(參照圖1)。輸出端子OUT電連接比較器電路102 (參照圖1)的同相輸入端子。控制端子CTRL電連接邏輯電路103 (參照圖1)，接受控制信號Gl。
[0036]PMOS晶體管SWl的源極電連接電源節(jié)點。PMOS晶體管SWl的柵極從控制端子CTRL接受控制信號Gl。
[0037]NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極電連接PMOS晶體管SWl的漏極。在NMOS晶體管Ml、M2的反向柵極(未圖示)上，分別電連接NMOS晶體管Ml、M2的源極。NMOS晶體管Ml的漏極電連接輸入端子IN。NMOS晶體管M2的漏極電連接輸出端子OUT。NMOS晶體管Ml、M2的源極彼此電連接。由此，二極管D1、D2的陽極彼此電連接，成為正向彼此反向。因此，能夠防止在NMOS晶體管Ml、M2各自截止的情況下，在輸入端子IN和輸出端子OUT之間流過電流。
[0038]PMOS晶體管QP的漏極電連接基準節(jié)點。PMOS晶體管QP的柵極電連接NMOS晶體管Ml的源極。在NMOS晶體管Ml、M2的柵極和PMOS晶體管QP的柵極上，分別連接電荷除去電路31、32。在PMOS晶體管SWl截止的情況下，電荷除去電路31、32的各電路除去在各個電荷除去電路中連接的晶體管的柵極的電荷。由此，可使NMOS晶體管Ml、M2和PMOS晶體管QP截止。
[0039]恒壓電路21的一端電連接NMOS晶體管Ml的柵極。恒壓電路21的另一端電連接PMOS晶體管QP的源極。恒壓電路21在該兩端間生成恒壓VC。更具體地說，恒壓電路21包括:NM0S晶體管Tr ；以及電阻Ra、Rb。NMOS晶體管Tr的漏極-源極間電壓根據(jù)柵極-源極間電壓，以電阻Ra和電阻Rb之比確定。通過調整電阻Ra、Rb的電阻值，漏極-源極間電壓和柵極-源極間電壓被確定在合適的范圍內。
[0040]在NMOS晶體管M1、M2的柵極和源極之間設有恒壓電路21。因此，NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極-源極間電壓通過恒壓電路21被箝位到恒壓VC。恒壓電路21生成的恒壓VC被確定得比NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極-源極間的耐壓與PMOS晶體管QP的柵極-源極間電壓VGS之差小。因此，在PMOS晶體管SWl導通的情況下電源電壓VDD變動時，或者即使在NMOS晶體管Ml導通的情況下輸入端子IN的電壓VIN變動時，也能夠對NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極進行過壓保護。
[0041]再有，在實施方式I中，電源節(jié)點對應本實用新型的‘第一電壓節(jié)點’，基準節(jié)點對應‘第二電壓節(jié)點’。此外，?OS晶體管和PMOS晶體管分別對應本實用新型的‘第一導電型’和‘第二導電型’的晶體管。在匪OS晶體管中，漏極和源極分別對應本實用新型的‘第一電極’和‘第二電極’。另一方面，在PMOS晶體管中，源極和漏極分別對應‘第一電極’和‘第二電極’。無論晶體管的導電型如何，柵極都對應本實用新型的‘控制電極’。
[0042]圖3是用于說明圖2所示的模擬開關電路I的動作的定時圖。參照圖2和圖3，在控制信號Gl中，對應于電機M(參照圖1)的轉子(未圖示)的旋轉，反復I / 3周期的H( “高”)電平的期間和2 / 3周期的L( “低”)電平的期間。將控制信號Gl被輸入到控制端子CTRL后經(jīng)過規(guī)定的時間的時刻作為開始時刻用O表示。
[0043]在以下，NMOS晶體管和PMOS晶體管共同地，柵極-源極間電壓是指以源極的電位作為基準的柵極的電位。因此，NMOS晶體管中的柵極-源極間電壓在H電平的情況下超過柵極閾值電壓。另一方面，PMOS晶體管中的柵極-源極間電壓在L電平的情況下超過柵極閾值電壓。
[0044]在從開始時刻經(jīng)過了 tl的時刻，控制信號Gl的電位從L電平轉換為H電平。因此，PMOS晶體管SWl被截止。由此，在NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極上，未被施加電源電壓VDD。因此，NMOS晶體管M1、M2的柵極-源極間電壓從H電平轉換為L電平。因此，NMOS晶體管M1、M2都被截止。即，模擬開關電路I從導通狀態(tài)轉變到非導通狀態(tài)。
[0045]此時，在PMOS晶體管QP的柵極上，未被施加輸入端子IN的電壓VIN。因此，PMOS晶體管QP的柵極-源極間電壓VGS低于柵極閾值電壓(H電平)。因此，PMOS晶體管QP被截止。
[0046]在從開始時刻經(jīng)過了 t2的時刻，控制信號Gl的電平從H電平轉換為L電平。因此，PMOS晶體管SWl被導通。由此，NMOS晶體管M1、M2的各個柵極上被施加電源電壓VDD。因此，NMOS晶體管Ml、M2的柵極-源極間電壓從L電平轉換為H電平。因此，NMOS晶體管MUM2都被導通。即，模擬開關電路I從非導通狀態(tài)轉變到導通狀態(tài)。
[0047]此時，PMOS晶體管QP的柵極的電壓與輸入端子IN的電壓VIN大致相等。因此，PMOS晶體管QP的柵極-源極間電壓VGS為(VDD-VC-VIN)。該電壓值超過PMOS晶體管QP的柵極閾值電壓(L電平)。因此，PMOS晶體管QP被導通。通過PMOS晶體管QP導通，從電源節(jié)點向恒壓電路21流入的電流流到基準節(jié)點。由此，能夠防止該電流混入在NMOS晶體管Ml、M2之間流過的電流中。
[0048]從開始時刻經(jīng)過了 t3的時刻，控制信號Gl的電平從L電平轉換為H電平。此時的模擬開關電路I的動作與從開始時刻經(jīng)過了 tl的時刻中的動作是同樣的，所以不反復詳細的說明。
[0049]如以上，根據(jù)本實施方式，在NMOS晶體管Ml、M2的柵極和源極之間設有恒壓電路
21。因此，能夠對NMOS晶體管M1、M2的柵極進行過壓保護。
[0050]如特開2007-295209號公報所公開的結構，還考慮使用電阻取代PMOS晶體管QP。電阻在NMOS晶體管Ml的柵極和源極之間并聯(lián)連接到恒壓電路21。即使該結構，也能夠對NMOS晶體管Ml、M2的柵極進行過壓保護。但是，流過電阻的電流混入到流過NMOS晶體管M1、M2的電流中。另一方面，根據(jù)本實施方式，在PMOS晶體管QP的源極-漏極間流過的電流沒有混入到流過NMOS晶體管Ml、M2的電流中。因此，根據(jù)本實施方式，能夠在輸入端子IN和輸出端子OUT之間正確地傳輸信號。
[0051]再有，說明了模擬開關電路I具備兩個NMOS晶體管的情況。但是，即使在模擬開關電路I中僅設置NMOS晶體管Ml的結構，也可以適用本實用新型。這種情況下，NMOS晶體管Ml的源極電連接輸出端子OUT。[0052][變形例]
[0053]模擬開關電路I的各部分的結構不限定于圖2所示的結構。即使是模擬開關電路具有與圖2不同的結構，也能夠得到與圖2所示的結構同樣的效果。
[0054]圖4是表示圖2所示的模擬開關電路I中包括的恒壓電路的另一結構的電路圖。參照圖4(A)，模擬開關電路I具備恒壓電路22而取代恒壓電路21。恒壓電路22包括齊納二極管ZD。齊納二極管ZD具有分別電連接NMOS晶體管Ml的柵極(參照圖2)和PMOS晶體管QP的源極的陰極和陽極。齊納二極管ZD的擊穿電壓VBR與PMOS晶體管QP的柵極-源極間電壓VGS之和比NMOS晶體管M1、M2的各個柵極-源極間的耐壓小。通過該結構，也能夠對NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極進行過壓保護。
[0055]參照圖4(B)，模擬開關電路I也可以具備恒壓電路23而取代恒壓電路21。在恒壓電路23中，防備電源電壓VDD的急劇的增加，恒壓電路21上連接齊納二極管ZD。
[0056]恒壓電路21生成的恒壓VC比齊納二極管ZD的擊穿電壓VBR小。因此，NMOS晶體管Ml、M2的柵極-源極間電壓的各電壓，通常通過恒壓電路21被箝位到恒壓VC。另一方面，擊穿電壓VBR比NMOS晶體管Tr的漏極-源極間的耐壓低。在電源電壓VDD急劇地增加的情況下，齊納二極管ZD被擊穿。由此，能夠保護NMOS晶體管Tr。
[0057]圖5是在圖2所示的模擬開關電路I中包括的PMOS晶體管QP的另一結構的電路圖。參照圖5(A)，模擬開關電路I具備PNP晶體管Qa取代PMOS晶體管QP。參照圖5(B)，也可以使用達林頓連接(Darlington connection)的PNP晶體管Qa、Qb取代PMOS晶體管QP。在使用PNP晶體管的情況下，也與PMOS晶體管同樣，能夠防止在流過NMOS晶體管Ml、M2的電流中混入來自輸入端子IN以外的電流。
[0058][實施方式2]
[0059]根據(jù)實施方式2，與實施方式I相比，實現(xiàn)從導通狀態(tài)高速地轉變到非導通狀態(tài)的模擬開關電路。
[0060]圖6是表示本實用新型的實施方式2的模擬開關電路的結構的電路圖。參照圖6，電荷除去電路31包括NMOS晶體管(第五晶體管)SW2和電阻R2。電荷除去電路32包括NMOS晶體管(第六晶體管)SW3和電阻R3。在這方面，模擬開關電路12與實施方式I的模擬開關電路I (參照圖2)不同。再有，電阻R2、R3是限流用電阻。因此，也可以不設置電阻R2、R3。
[0061]NMOS晶體管SW2的漏極與PMOS晶體管SWl的漏極電連接。NMOS晶體管SW2、SW3的各自的源極分別通過電阻R2、R3，電連接基準節(jié)點。NMOS晶體管SW3的漏極電連接PMOS晶體管QP的柵極。NMOS晶體管SW2、SW3的各個柵極從控制端子CTRL接受控制信號Gl。模擬開關電路12的除此以外的結構，與模擬開關電路I的結構是相同的，所以不反復詳細的說明。
[0062]圖7是用于說明圖6所示的模擬開關電路12的動作的定時圖。圖7與圖3進行對比。
[0063]參照圖6和圖7，在從開始時刻經(jīng)過了 tl的時刻，控制信號Gl的電平從L電平轉換為H電平。因此，PMOS晶體管SWl被截止。另一方面，NMOS晶體管SW2、SW3都被導通。因此，NMOS晶體管M1、M2的柵極被下拉到基準電位VSS。由此，與實施方式I相比，NMOS晶體管Ml、M2的從導通向截止的轉換速度變大。[0064]此時，PMOS晶體管QP的源極和柵極都被下拉到基準電位VSS。因此，PMOS晶體管QP的柵極-源極間電壓VGS低于柵極閾值電壓。因此，PMOS晶體管QP被截止。
[0065]在從開始時刻經(jīng)過了 t2的時刻，控制信號Gl的電平從H電平轉換為L電平。因此，PMOS晶體管SWl被導通。另一方面，NMOS晶體管SW2、SW3都被截止。由此，NMOS晶體管Ml、M2的柵極被上拉到電源電壓VDD。因此，NMOS晶體管Ml、M2的柵極-源極間電壓從L電平轉換為H電平。因此，NMOS晶體管Ml、M2都被導通。
[0066]此時，PMOS晶體管QP的柵極的電壓與電壓VIN大致相等。因此，PMOS晶體管QP的柵極-源極間電壓VGS為(VDD-VC-VIN)。該電壓值超過PMOS晶體管QP的柵極閾值電壓。因此，PMOS晶體管QP被導通。
[0067]在從開始時刻經(jīng)過了 t3的時刻，控制信號Gl的電平從L電平轉換為H電平。此時的模擬開關電路12的動作，與從開始時刻經(jīng)過了 tl的時刻中的動作是同樣的，所以不反復詳細的說明。
[0068]根據(jù)實施方式2，在將模擬開關電路12從導通狀態(tài)轉換為非導通狀態(tài)的情況下，NMOS晶體管SW2、SW3各自導通。因此，NMOS晶體管Ml、M2的各個柵極被下拉到基準電位VSS。由此，從NMOS晶體管Ml、M2的導通向截止的轉換速度增大。此外，NMOS晶體管SW2、SW3的導通電阻小于相同大小的PMOS晶體管的導通電阻。因此，NMOS晶體管SW2、SW3相比相同大小的PMOS晶體管能夠高速地除去電荷。因此，與電荷除去電路中使用PMOS晶體管的情況相比，可將NMOS晶體管M1、M2高速地截止。因此，根據(jù)實施方式2，與實施方式I相t匕，能夠將模擬開關電路從導通狀態(tài)高速地轉換為非導通狀態(tài)。
[0069][實施方式3]
[0070]在實施方式1、2中，模擬開關電路的導通狀態(tài)和非導通狀態(tài)的轉換上使用NMOS晶體管。但是，也可以使用PMOS晶體管取代NMOS晶體管。
[0071]圖8是表示本實用新型的實施方式3的模擬開關電路的結構的電路圖。參照圖8，模擬開關電路13具備PMOS晶體管M3、M4取代NMOS晶體管Ml、M2。二極管D3、D4分別是PMOS晶體管M3、M4的寄生二極管。此外，模擬開關電路13具備NMOS晶體管SW4、QN取代PMOS晶體管SW1、QP。在實施方式3中，PMOS晶體管M3、M4分別對應本實用新型的‘第一晶體管’、‘第四晶體管’。NMOS晶體管SW4、QN分別對應‘第二晶體管’、‘第三晶體管’。
[0072]此外，在本實施方式3中，與實施方式I相反，基準節(jié)點對應本實用新型的‘第一電壓節(jié)點’，電源節(jié)點對應‘第二電壓節(jié)點’。此外，PMOS晶體管和NMOS晶體管分別對應本實用新型的‘第一導電型’和‘第二導電型’的晶體管。在這方面，模擬開關電路I 3與實施方式I的模擬開關電路I (參照圖2)不同。
[0073]PMOS晶體管M3、M4的各個柵極電連接NMOS晶體管SW4的漏極。NMOS晶體管SM的源極電連接基準節(jié)點。PMOS晶體管M3的源極電連接輸入端子IN。PMOS晶體管M4的源極電連接輸出端子OUT。PMOS晶體管M3、M4的漏極彼此電連接。由此，二極管D3、D4的陽極彼此電連接，成為正向彼此反向。因此，能夠防止在PMOS晶體管M3、M4截止時，在輸入端子IN和輸出端子OUT之間流過電流。
[0074]NMOS晶體管QN的漏極電連接電源節(jié)點。NMOS晶體管QN的源極電連接恒壓電路21的一端。NMOS晶體管QN的柵極電連接PMOS晶體管M3的漏極。恒壓電路21的另一端電連接PMOS晶體管M3、M4的柵極。模擬開關電路13的除此以外的結構，與實施方式I的模擬開關電路I的結構(參照圖2)是相同的，所以不反復詳細的說明。
[0075]圖9是用于說明圖8所示的模擬開關電路13的動作的定時圖。圖9與圖3進行對比。
[0076]參照圖8和圖9，在從開始時刻經(jīng)過了 tl的時刻，控制信號Gl的電平從L電平轉換為H電平。因此，NMOS晶體管SW4被導通。由此，PMOS晶體管M3、M4的各個柵極的電壓與基準電位VSS大致相等。因此，PMOS晶體管M3、M4的柵極-源極間電壓從H電平轉換為L電平。因此，PMOS晶體管M3、M4都被導通。即，模擬開關電路13從非導通狀態(tài)轉變到導通狀態(tài)。
[0077]此時，NMOS晶體管QN的柵極的電壓與輸入端子IN的電壓VIN大致相等。因此，NMOS晶體管QN的柵極-源極間電壓VGS為(VIN-VC-VSS)。該電壓值超過NMOS晶體管QN的柵極閾值電壓(H電平)。因此，NMOS晶體管QN被導通。
[0078]在從開始時刻經(jīng)過了 t2的時刻，控制信號Gl的電平從H電平轉換為L電平。因此，NMOS晶體管SW4被截止。由此，PMOS晶體管M3、M4的各個柵極-源極間電壓從L電平轉換為H電平。因此，PMOS晶體管M3、M4都被截止。即，模擬開關電路13從導通狀態(tài)轉變到非導通狀態(tài)。
[0079]此時，在NMOS晶體管QN的柵極上，未被施加電壓VIN。因此，NMOS晶體管QN的柵極-源極間電壓VGS低于柵極閾值電壓(L電平)。因此，NMOS晶體管QN被截止。
[0080]在從開始時刻經(jīng)過了 t3的時刻，控制信號Gl的電位從L電平轉換為H電平。此時的模擬開關電路13的動作，與從開始時刻經(jīng)過了 tl的時刻中的動作是同樣的，所以不反復詳細的說明。
[0081]根據(jù)實施方式3，在使用了 PMOS晶體管的模擬開關電路中，也能夠對那些PMOS晶體管的柵極進行過壓保護。此外，能夠防止在流過PMOS晶體管M3、M4的電流中混入來自輸入端子IN以外的電流。
[0082][實施方式4]
[0083]在使用了 PMOS晶體管的模擬開關電路中，與實施方式2同樣地，可從導通狀態(tài)高速地轉變到非導通狀態(tài)。
[0084]圖10是表示本實用新型的實施方式4的模擬開關電路的結構的電路圖。參照圖10，電荷除去電路31包括PMOS晶體管SW5和電阻R5。電荷除去電路32包括PMOS晶體管SW6和電阻R6。在實施方式4中，PMOS晶體管SW5、SW6分別對應本實用新型的‘第五晶體管’、‘第六晶體管’。在這方面，模擬開關電路14與實施方式3的模擬開關電路13 (參照圖8)不同。
[0085]PMOS晶體管SW5的漏極與NMOS晶體管SW4的漏極電連接。PMOS晶體管SW5、SW6的各自的源極分別通過電阻R5、R6，電連接電源節(jié)點。PMOS晶體管SW6的漏極電連接NMOS晶體管QN的柵極。PMOS晶體管SW5、SW6的各個柵極從控制端子CTRL接受控制信號Gl。模擬開關電路14的除此以外的結構與實施方式3的模擬開關電路13的結構(參照圖8)相同，所以不反復詳細的說明。
[0086]此外，與模擬開關電路13比較的模擬開關電路14的動作，與模擬開關電路I (參照圖2)比較的模擬開關電路12的動作(圖7參照)相同，所以不反復詳細的說明。
[0087]再有，在實施方式2?4中，也可進行與有關實施方式I的變形例(參照圖4和圖5)同樣的變形。在這種情況下，對圖5中的雙極晶體管能夠適當采用NPN晶體管或PNP晶體管。
[0088]電氣設備100例如是打印機等的復印設備、冷氣機等的空調機、吸塵器、洗滌烘干機、鼓風機等的風扇。但是，電氣設備100不限定于這些設備。此外，可適用本實用新型的模擬開關電路，不限定于圖1中說明的電機的驅動的控制。
[0089]說明了本實用新型的實施方式，但應該認為本次公開的實施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本實用新型的范圍通過權利要求的范圍來表示，意圖包含與權利要求的范圍同等的意義及范圍內的所有變更。
【權利要求】
1.一種模擬開關電路，其特征在于，包括: 輸入端子； 輸出端子； 控制端子； 第一導電型的第一晶體管，具有電連接所述輸入端子的第一電極、電連接所述輸出端子的第二電極、以及控制電極； 第二導電型的第二晶體管，具有分別電連接第一電壓節(jié)點和所述第一晶體管的控制電極的第I電極和第二電極、以及電連接所述控制端子的控制電極； 所述第二導電型的第三晶體管，具有:第一電極；電連接相對于所述第一電壓節(jié)點有電位差的第二電壓節(jié)點的第二電極；以及電連接所述第一晶體管的第二電極的控制電極；以及 恒壓電路，電連接所述第一晶體管的控制電極和所述第三晶體管的第一電極，生成比所述第一晶體管的控制電極和第二電極間的耐壓與所述第三晶體管的控制電極和第一電極間的電壓之差小的恒壓。
2.如權利要求1所述的模擬開關電路，其特征在于，還包括: 所述第一導電型的第四晶體管， 所述第四晶體管具有:分別與所述輸出端子和所述第一晶體管的第二電極電連接的第I電極和第二電極；以及與所述第一晶體管的控制電極電連接的控制電極。
3.如權利要求1所述的模擬開關電路，其特征在于，還包括: 第一電荷除去電路，電連接所述第一晶體管的控制電極，在所述第二晶體管截止的情況下，除去所述第一晶體管的控制電極的電荷；以及 第二電荷除去電路，電連接所述第三晶體管的控制電極，在所述第二晶體管截止的情況下，除去所述第三晶體管的控制電極的電荷。
4.如權利要求2所述的模擬開關電路，其特征在于，還包括: 第一電荷除去電路，電連接所述第一晶體管的控制電極和所述第四晶體管的控制電極，在所述第二晶體管截止的情況下，除去所述第一晶體管的控制電極和所述第四晶體管的控制電極的電荷；以及 第二電荷除去電路，電連接所述第三晶體管的控制電極，在所述第二晶體管截止的情況下，除去所述第三晶體管的控制電極的電荷。
5.如權利要求4所述的模擬開關電路，其特征在于， 所述第一電荷除去電路包括所述第一導電型的第五晶體管， 所述第二電荷除去電路包括所述第一導電型的第六晶體管， 所述第五晶體管具有:分別電連接所述第二晶體管的第二電極和所述第二電壓節(jié)點的第一電極和第二電極；以及電連接所述控制端子的控制電極， 所述第六晶體管具有:分別電連接所述第三晶體管的控制電極和所述第二電壓節(jié)點的第一電極和第二電極；以及電連接所述控制端子的控制電極。
6.如權利要求1至5中任何一項所述的模擬開關電路，其特征在于， 所述恒壓電路包括m型晶體管；以及具有串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻的串聯(lián)電路，所述η型晶體管具有:分別電連接所述第一晶體管的控制電極和所述第三晶體管的第一電極的第一電極和第二電極；以及控制電極， 在所述η型晶體管的第一電極和第二電極間，連接所述串聯(lián)電路， 所述η型晶體管的控制電極電連接所述第I電阻和第二電阻的連接點。
7.如權利要求1至5中任何一項所述的模擬開關電路，其特征在于， 所述恒壓電路包括齊納二極管， 所述齊納二極管具有分別電連接所述第一晶體管的控制電極和所述第三晶體管的第一電極的陰極和陽極。
8.如權利要求6所述的模擬開關電路，其特征在于， 所述恒壓電路還包括齊納二極管， 所述齊納二極管具有分別電連接所述第一晶體管的控制電極和所述第三晶體管的第一電極的陰極和陽極。
9.一種電氣設備,其特征在于,包括: 豐吳擬開關電路； 發(fā)送電路，對所述模擬開關電路發(fā)送信號； 接收電路，接受來自所述模擬開關電路的信號；以及 控制電路，控制所述模擬開 關電路， 所述模擬開關電路包括: 輸入端子，電連接所述發(fā)送電路； 輸出端子，電連接所述接收電路； 控制端子，電連接所述控制電路； 第一導電型的第一晶體管，具有:電連接所述輸入端子的第一電極、電連接所述輸出端子的第二電極；以及控制電極； 第二導電型的第二晶體管，具有:分別電連接第一電壓節(jié)點和所述第一晶體管的控制電極的第一電極和第二電極；以及電連接所述控制端子的控制電極； 所述第二導電型的第三晶體管，具有:第一電極、電連接相對于所述第一電壓節(jié)點有電位差的第二電壓節(jié)點的第二電極；以及電連接所述第一晶體管的第二電極的控制電極；以及 恒壓電路，電連接所述第一晶體管的控制電極和所述第三晶體管的第一電極，生成比所述第一晶體管的控制電極和第二電極間的耐壓與所述第三晶體管的控制電極和第一電極間的電壓之差小的恒壓。
【文檔編號】H03K17/687GK203590182SQ201320688910
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權日:2012年11月2日
【發(fā)明者】土橋正典 申請人:羅姆股份有限公司