專利名稱：在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路與方法。
背景技術(shù)：
集成電路在操作時需要高電位(經(jīng)常表示為VDD)與地電位(經(jīng)常表示為VSS或 GND)。一般而言，集成電路中的地電位是固定的0V，例如圖1現(xiàn)有技術(shù)即是如此，其地電位接腳GND連接于地(OV)。但在某些情況下，為了降低高電位與地電位之間的壓差，使集成電路內(nèi)部的元件可使用較低規(guī)格的元件來制作，現(xiàn)有技術(shù)中提出浮動地電位的做法。請參閱圖2，此為一種發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動電路，其中功率晶體管Q、二極管DF、電感L構(gòu)成降壓型功率轉(zhuǎn)換電路，集成電路100控制功率晶體管Q的切換操作，將跨于輸入電容Cin上的輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為跨于輸出電容Cout上的輸出電壓Vout，提供給LED使用。感測電阻Rcs 產(chǎn)生電流感測訊號，傳送至集成電路內(nèi)部，以回授控制LED的電流。此現(xiàn)有技術(shù)中，集成電路的地電位接腳VSS連接于節(jié)點PH，當功率晶體管Q導通時，節(jié)點PH的電壓等于輸入電壓 Vin減去功率晶體管Q的導通電阻和感測電阻Rcs所造成的壓降，當功率晶體管Q不導通時，節(jié)點PH的電壓等于OV減去二極管DF的壓降，所以節(jié)點PH的電位并不是固定的，亦即該集成電路的地電位VSS是浮動的。以下在本文中，為使名詞一目了然便于區(qū)分其意涵，將以GND表示絕對地電位，以VSS表示浮動地電位(雖然業(yè)界也常以VSS表示絕對地電位，但本文中將以VSS專指浮動地電位)。圖2現(xiàn)有技術(shù)固然能降低集成電路高電位與地電位間的壓差而有其優(yōu)點，但其問題是，應用此集成電路的系統(tǒng)用以控制此集成電路或需要傳送給此集成電路的訊號都是相對于絕對地電位的訊號(以下以“絕對訊號”一詞來統(tǒng)稱相對于絕對地電位的訊號，其例如可能是模擬或數(shù)字的一個或一串控制訊號、或是一個或多個電壓位準，等等)，而此種現(xiàn)有技術(shù)因為浮動地電位之故，便無法、或是必須用復雜的電路與方式，才能接受這些控制訊號或電壓位準以達成控制功能。有鑒于以上所述，本發(fā)明即針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路與方法，使集成電路不需要復雜的電路與方式，便可以得知絕對訊號所要傳遞的信息如控制訊號或電壓位準等(以下統(tǒng)稱“絕對信息”)，而得以達成相關(guān)的控制功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路與方法。為達上述目的，就其中一個觀點言，本發(fā)明提供了一種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的方法，該集成電路工作于一高電位和一浮動地電位之間，方法包含接收一帶有絕對位準的絕對信息感測訊號；將該絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為一電流訊號；以及根據(jù)該電流訊號，產(chǎn)生一內(nèi)部參考訊號，且該內(nèi)部參考訊號本身或該內(nèi)部參考訊號相對于浮動地電位的關(guān)系具有與該絕對位準相關(guān)的信息。就另一個觀點言，本發(fā)明提供了一種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，該集成電路工作于一高電位和一浮動地電位之間，該提供絕對信息的電路包含一晶體管，其具有電流流入端、電流流出端、及一控制端，其中該電流流入端或電流流出端接收一帶有絕對位準的絕對信息感測訊號，該控制端接收一控制電壓，以在其電流流入端產(chǎn)生一電流訊號；以及一內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路，其提供該控制電壓控制晶體管，并根據(jù)該電流訊號轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一內(nèi)部參考訊號，且該內(nèi)部參考訊號本身或該內(nèi)部參考訊號相對于浮動地電位的關(guān)系具有與該絕對位準相關(guān)的信息。該內(nèi)部參考訊號至少可用以提供以下功能之一調(diào)光控制、重現(xiàn)一輸入電壓相對于絕對地電位的波形、TRIAC調(diào)光、判斷TRIAC調(diào)光的啟動時間、調(diào)整TRIAC調(diào)光的調(diào)光比例、低電壓鎖定、分辨高線輸入或低線輸入、功因校正、邊界導通控制、或以交流電力線開關(guān)控制調(diào)光。在其中一種實施型態(tài)中，該內(nèi)部參考訊號為電流訊號，并相等于該電流訊號或為該電流訊號的比例值。在其中一種實施型態(tài)中，該內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路將該電流訊號轉(zhuǎn)換為一成比例的電壓，并將該電壓疊加至該浮動地電位上，以產(chǎn)生該內(nèi)部參考訊號。在其中一種實施型態(tài)中，該晶體管的控制電壓為該高電位或該浮動地電位。在其中一種實施型態(tài)中，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型本體， 該第一導電型本體位于該基板表面下；一柵極，于該基板表面上，用以接收一柵極電壓；第二導電型源極與漏極，位于該第一導電型本體中該柵極的兩側(cè)；以及一第一導電型本體極， 位于該第一導電型本體中，且與該源極耦接，用以共同接收該絕對信息感測訊號。在另一種實施型態(tài)中，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型集極區(qū)， 該第一導電型集極區(qū)位于該基板表面下；一第一導電型集極電極，位于該第一導電型集極區(qū)中；一第二導電型基極區(qū)，位于該第一導電型集極區(qū)中；一第二導電型基極電極，位于該第二導電型基極區(qū)中；以及一第一導電型射極電極，位于該第二導電型基極區(qū)中。在又另一種實施型態(tài)中，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型基極區(qū)，位于該基板表面下；一第一導電型基極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中；一第二導電型集極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中；以及一第二導電型射極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中。其中，該晶體管在該隔離第一導電型基極區(qū)下方，宜更包含一第一導電型高濃度摻雜區(qū)。在其中一種實施型態(tài)中，該絕對信息感測訊號為脈寬調(diào)變訊號或模擬訊號的形式，由一調(diào)光電路根據(jù)一調(diào)光訊號而產(chǎn)生。在其中一種實施型態(tài)中，該在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路更包含一低通濾波電路或一峰值偵測電路，與該內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路耦接，以根據(jù)該內(nèi)部參考
訊號產(chǎn)生一直流訊號。下面通過具體實施例詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點及其所達成的功效。


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圖1標出一種現(xiàn)有技術(shù)的集成電路，其地電位接腳GND連接于絕對地電位；圖2標出一種現(xiàn)有技術(shù)的集成電路，其地電位接腳VSS連接于浮動地電位；圖3標出本發(fā)明的一個實施例；圖4A標出本發(fā)明的絕對訊號感測電路13的一個實施例；圖4B標出圖4A中晶體管131的一個實施例；圖4C標出本發(fā)明的絕對訊號感測電路13的另一個實施例；圖4D標出圖4C中晶體管131的一個實施例；圖5A-5L標出絕對訊號感測電路13的數(shù)個實施例；圖6標出本發(fā)明的另一個實施例；圖7標出本發(fā)明應用于調(diào)光控制的一個實施例；圖8A-8C標出當調(diào)光訊號Dim為PWM訊號時，調(diào)光電路19的數(shù)個實施例；圖8D-8G標出當調(diào)光訊號Dim為模擬訊號時，調(diào)光電路19的數(shù)個實施例；圖9A-9C說明根據(jù)本發(fā)明，可以重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形， 并可得到大致波形NSDC_a或直流位準值NSDC_b，以作各種應用；圖10A-10C舉例示出如何根據(jù)本發(fā)明來控制TRIAC調(diào)光的啟動時機；圖11A-11D舉例示出如何根據(jù)本發(fā)明來調(diào)整TRIAC調(diào)光的調(diào)光比例；圖12A舉例示出如何根據(jù)本發(fā)明來提供低電壓鎖定功能；圖12B舉例示出如何根據(jù)本發(fā)明來分辨高線輸入與低線輸入；圖13A-13D舉例示出如何根據(jù)本發(fā)明來達成功因校正；圖14A-14H標出各種切換式功率轉(zhuǎn)換電路的功率級；圖15A-15C分別示出功率轉(zhuǎn)換電路工作于連續(xù)導通模式(CCM)、邊界導通模式 (BCM)、不連續(xù)導通模式(DCM)的電感電流波形；圖16A-16F舉例說明如何根據(jù)本發(fā)明來偵測DCM并使電路朝向BCM移動；圖17A-17C舉例說明如何根據(jù)本發(fā)明而能夠以交流電力線開關(guān)來控制LED調(diào)光；圖18-19標出本發(fā)明的另兩個實施例；圖20A標出本發(fā)明的絕對訊號感測電路13的另一個實施例；圖20B標出圖第20A中晶體管151的一個實施例；圖20C-20F標出絕對訊號感測電路13的數(shù)個實施例；圖21A-21C顯示內(nèi)部參考訊號PSO同樣可以重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位 GND的波形，且經(jīng)過濾波或峰值偵測之后，可得到大致波形PSDC_a或直流位準值PSDC_b， 以作各種應用；圖22A標出本發(fā)明的絕對訊號感測電路13的另一個實施例；圖第22B-22C標出圖第22A中晶體管151的兩個實施例；圖22D-22G標出絕對訊號感測電路13的數(shù)個實施例。圖中符號說明11開關(guān)控制電路13絕對訊號感測電路15驅(qū)動閘17誤差放大器
19調(diào)光電路
30功因校正電路
31開關(guān)控制電路
32功率級
41開關(guān)控制電路
42功率級
44模式偵測電路
46控制訊號產(chǎn)生電路
47震蕩器
50LED亮度調(diào)整電路
51電力開關(guān)偵測器
100,200集成電路
131晶體管
13B本體極
13D漏極
13G柵極
13NN型井區(qū)
13PP型本體
13LN型埋層或N型深井區(qū)
13S源極
132內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路
133電阻
137峰值偵測電路
138磁滯比較器
139、140、141、142比較器
143門電路
151晶體管
152內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路
15B本體極
15D漏極
15G柵極
15NN型井區(qū)
15PP型基板或井區(qū)
15S源極
501計數(shù)器501
502數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置(DAC)
504誤差放大器(EA)
CVDD電容
GND絕對地電位
9
C電容
CS電流感測訊號
DF二極管
L電感
Iout輸出電流
Ip一次側(cè)電流
P、Q功率晶體管
Pns>Pps絕對訊號感測接腳
Rcs感測電阻
Rst啟動電阻
Sff開關(guān)
VDD高電位
Vin輸入電壓
Vout輸出電壓
VSS浮動地電位
具體實施例方式為便于與現(xiàn)有技術(shù)對照，以下以LED驅(qū)動電路為例來說明本發(fā)明，但應了解的是， 本發(fā)明可應用于任何浮動地電位的集成電路中，而不限于LED驅(qū)動電路。請參閱圖3，集成電路200例如為LED驅(qū)動電路，其中包括開關(guān)控制電路11、驅(qū)動閘15、以及誤差放大器17。誤差放大器17根據(jù)感測電阻Rcs上的跨壓，產(chǎn)生誤差放大訊號，輸入開關(guān)控制電路11。開關(guān)控制電路11根據(jù)該誤差放大訊號，產(chǎn)生功率晶體管控制訊號，經(jīng)驅(qū)動閘15輸出，控制功率晶體管Q。經(jīng)由功率晶體管Q的切換，將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout，并提供電流供應給LED元件。本發(fā)明的目的是要在浮動地電位的集成電路中提供絕對信息；一般而言，輸入電壓Vin相對于絕對地電位是一很有用的絕對訊號。在圖標實施例中，集成電路200的地電位接腳VSS連接于節(jié)點PH，因此集成電路200的地電位為浮動地電位，當功率晶體管Q導通時，浮動地電位VSS大約等于輸入電壓Vin (功率晶體管Q的導通電阻和感測電阻Rcs所造成的壓降可忽略不計)，當功率晶體管Q不導通時，浮動地電位VSS大約等于OV (左下方二極管的壓降可忽略不計)。因浮動地電位VSS大約是在輸入電壓Vin和絕對地電位之間來回跳動，故可利用浮動地電位VSS和絕對地電位OV之間的電壓差或浮動地電位VSS和Vin 之間的電壓差來取得輸入電壓Vin(相對于絕對地電位的絕對訊號)所帶有的絕對信息。 此外，因集成電路在操作時其高電位VDD與其浮動地電位VSS之間維持著固定電壓差(不同應用狀況可有不同值)，故亦可利用高電位VDD和輸入電壓Vin之間的電壓差，或高電位 VDD和絕對地電位之間的電壓差來取得輸入電壓Vin (相對于絕對地電位的絕對訊號)所帶有的絕對信息。但本發(fā)明中的絕對訊號并不限于輸入電壓Vin，亦可為其它形式的位準或控制訊號(例如脈寬調(diào)變訊號，后文中將舉例說明)。為取得絕對信息，本發(fā)明的特點是，除以上電路之外，另包含絕對訊號感測電路 13，在圖3實施例中，其通過絕對訊號感測接腳Pns從集成電路200的外部接收帶有絕對信息的感測訊號NS(以下稱為絕對信息感測訊號NS)，轉(zhuǎn)換為集成電路200的內(nèi)部參考訊號 NSO0絕對信息感測訊號NS是一個帶有絕對信息的訊號(如前所述，“絕對信息”意指相對于一個絕對位準的信息，在此實施例中，該絕對位準就是絕對地電位0V，而該絕對信息感測訊號NS是正比于絕對地電位與浮動地電位之間電位差的電流，如前所述絕對地電位與浮動地電位之間電位差帶有輸入電壓Vin相對于絕對地電位的絕對信息。細節(jié)容后參閱絕對訊號感測電路13的實施例時當可明白)，內(nèi)部參考訊號NSO則是相對于浮動地電位VSS (節(jié)點PH的電位)的一個參考訊號，絕對信息感測訊號NS和內(nèi)部參考訊號NSO兩者具有對應關(guān)系(可以相等、成比例、或為其它函數(shù)關(guān)系)。亦即，內(nèi)部參考訊號NSO本身或內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關(guān)系，帶有絕對信息感測訊號NS的信息，因此也就是將絕對信息感測訊號NS所帶有的絕對信息，轉(zhuǎn)變成內(nèi)部參考訊號NSO本身或內(nèi)部參考訊號NSO 和浮動地電位VSS間的關(guān)系。內(nèi)部參考訊號NSO可以為電壓訊號或電流訊號，集成電路200 根據(jù)此內(nèi)部參考訊號NS0，即可進行各種控制應用，例如進行LED調(diào)光、將電壓轉(zhuǎn)換操作控制于邊界導通模式、等等(后文中將舉例說明應用)。圖中繪示絕對訊號感測接腳Pns與一外接電阻連接，此非表示絕對訊號感測接腳Pns必須連接于外接電阻，僅是表示絕對訊號感測接腳Pns從集成電路200的外部接收絕對信息感測訊號NS ；絕對信息感測訊號NS 可以由任何方式提供，視電路的應用需求而定，絕對信息感測訊號NS大多數(shù)時候是電流形式，但也可以是電壓形式。絕對訊號感測電路13的實施方式，舉例說明如下。請參閱圖4A，絕對訊號感測電路13包含晶體管131(本實施例以MOS場效晶體管(MOSFET)為例，可為其它型式的FET如金半場效晶體管(MESFET)或接面場效晶體管(JFET)、或雙載子晶體管(BJT))與內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132，其中晶體管131的控制端(場效晶體管的柵極，如為雙載子晶體管則為基極)接收控制電壓VC，以在其電流流入或流出端(場效晶體管的漏極或源極，雙載子晶體管的集極或射極)產(chǎn)生電流Is ；電流Is即對應于絕對信息感測訊號NS，是一個正比于絕對地電位與浮動地電位之間電位差的電流(在晶體管的電流流入或流出端產(chǎn)生電流，在本案中屬于相同的概念，因場效晶體管的電流流入端與流出端電流相等，而雙載子晶體管的電流流入端與流出端電流雖有相當于基極電流的差值，但一般情況下可忽略不計而大致視為相等)。內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132提供控制電壓VC控制晶體管131，并將電流Is轉(zhuǎn)換為內(nèi)部參考訊號NSO ；內(nèi)部參考訊號NSO可以在數(shù)值上等于電流Is、或為由電流Is所轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電壓訊號或電流訊號。電流Is經(jīng)過內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132轉(zhuǎn)換為內(nèi)部參考訊號 NSO后，集成電路200即可安全地使用此內(nèi)部參考訊號NS0，而不致有任何顧慮，例如不必擔心電流訊號造成大電壓影響或損害其它電路元件等等。晶體管131的其中一個較佳實施例顯示于圖4B(但晶體管131不僅限于此種實施方式)。如圖所示，晶體管131為NMOS晶體管，包含由P型井區(qū)構(gòu)成的P型本體13P，其水平方向的四周包圍在N型井區(qū)13N之中，其下方則被N型埋層或N型深井區(qū)13L所包圍；在 P型本體13P中設(shè)有N型濃摻雜的漏極13D和源極13S，以及P型濃摻雜的本體極13B ；在基板上方則設(shè)有柵極13G。其中，N型埋層或N型深井區(qū)13L可連接于高壓VNBL，而晶體管 131的柵極電壓VC宜小于此高壓加上晶體管131的臨界電壓Vt加P型本體13P對N型埋層或N型深井區(qū)13L的PN接面順向偏壓Vf，S卩，VC < VNBL+Vt+Vf。內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132有多種方式可將電流Is轉(zhuǎn)換為內(nèi)部參考訊號NS0，而
11使內(nèi)部參考訊號NSO本身或內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關(guān)系，帶有絕對信息感測訊號NS的信息。舉數(shù)例如圖5A-5F，其中圖5A與5D中的內(nèi)部參考訊號NSO為電流訊號，其它圖標中的內(nèi)部參考訊號NSO為電壓訊號。圖5A中，左方電流源的電流流經(jīng)左側(cè)漏極柵極相連的晶體管而建立相對于浮動地電位VSS的控制電壓VC，而右方的晶體管131因控制電壓VC而產(chǎn)生電流Is。若適當設(shè)計晶體管131的特性，例如可通過控制其柵源極電壓(Vgs)對電流的敏感度，把柵源極電壓 (Vgs)對電流的敏感度設(shè)計得很低，則可使晶體管131的源極近似于浮動地電位VSS的電位跟隨器(Voltage Follower)，亦即建立了絕對訊號感測接腳Pns的電位和浮動地電位VSS 的對應關(guān)系。而在絕對訊號感測接腳和一絕對訊號(例如絕對地電位GND)之間可設(shè)計一電壓差元件或電路將其電壓差轉(zhuǎn)換為電流，例如以一電阻為之，則該電流(即電流Is)便代表絕對訊號感測接腳Pns的電位和該絕對訊號的關(guān)系，也就是浮動地電位VSS和該絕對訊號的關(guān)系。因浮動地電位VSS大約是在輸入電壓Vin和絕對地電位之間來回跳動，因此浮動地電位VSS和該絕對訊號的關(guān)系也就表示含有輸入電壓Vin和該絕對訊號之間關(guān)系以及該絕對訊號和絕對地電位之間的關(guān)系的信息(可由后級電路萃取出來)。簡言之，由絕對訊號感測接腳Pns和一絕對訊號(例如絕對地電位GND)之間的電壓差，便可轉(zhuǎn)換得出帶有絕對信息的電流Is，此即是本實施例中的絕對信息感測訊號NS，絕對信息感測訊號NS經(jīng)晶體管131進入內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132成為可安全讀取的訊號，即是內(nèi)部參考訊號NS0。圖5B中，內(nèi)部參考訊號NSO為電壓訊號，等于高電位VDD的電壓減去電阻的跨壓， 而電阻跨壓等于電流Is乘以電阻的阻值，因高電位VDD和浮動地電位VSS之間的關(guān)系是固定的，換言之內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關(guān)系，帶有絕對信息感測訊號NS的信息，也就是可將絕對信息感測訊號NS所帶有的絕對信息，轉(zhuǎn)變成內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關(guān)系。圖5C和圖5A相似，內(nèi)部參考訊號NSO為電流訊號，等于右方PMOS晶體管流出的電流，但圖中右方電流鏡的電流復制比例可以經(jīng)過設(shè)計，亦即內(nèi)部參考訊號NSO可以為電流Is的某比例值(倍數(shù)或分數(shù))而不必在數(shù)值上等于電流Is。圖5D-5F中，晶體管131的控制端(場效晶體管的柵極，如改換為雙載子晶體管則為其基極)接收浮動地電位VSS。圖5D中，內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132僅需將浮動地電位 VSS提供至晶體管131的柵極即可。本實施例中，電流Is相關(guān)于晶體管131的柵源極壓差， 或亦可串接一電阻性元件于Pns和絕對訊號之間使電流Is相關(guān)于電阻性元件的跨壓，亦即電流Is相關(guān)于浮動地電位VSS和絕對訊號間的壓差；換言之，內(nèi)部參考訊號NSO (本實施例中其值等于電流Is)本身帶有絕對信息感測訊號NS的信息，或說已將絕對信息感測訊號NS 所帶有的絕對信息，轉(zhuǎn)變成內(nèi)部參考訊號NSO的內(nèi)涵。圖5E及5F分別與圖5B及5C相似，只是晶體管131控制端的電壓從Vgs+VSS改變?yōu)閂SS，其中內(nèi)部參考訊號NSO本身或內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關(guān)系，都帶有絕對信息感測訊號NS的信息，或說已將絕對信息感測訊號NS所帶有的絕對信息，轉(zhuǎn)變成內(nèi)部參考訊號NSO或內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關(guān)系。晶體管131不限于為MOS晶體管，亦可改換為其它型式的晶體管，例如接面場效晶體管。晶體管131亦可使用雙載子晶體管來實施，請參閱圖4C，其控制端(基極)接收控制電壓VC，以在其電流流入端(集極)產(chǎn)生電流Is，其中電流Is與絕對信息感測訊號NS具有比例關(guān)系。雙載子晶體管的半導體實現(xiàn)方式舉例而言請參閱圖4D，如圖所示，晶體管131 位于P型基板或以其它方式形成的P型區(qū)之中，其包含一被P型區(qū)隔離的N型集極區(qū)，位于該基板表面下，在該N型集極區(qū)中設(shè)有一 N型集極電極；一 P型基極區(qū)，位于該N型集極區(qū)中，在該P型基極區(qū)設(shè)有一 P型基極電極，以及一 N型射極電極。圖5G-5L舉例示出內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路132如何用雙載子晶體管將絕對信息感測訊號NS轉(zhuǎn)換為內(nèi)部參考訊號NS0，其作用方式與圖5A-5F相似，不重復說明。又，圖51與 5L顯示，圖中的電流鏡電路可以由場效晶體管或雙載子晶體管來構(gòu)成，兩者可以等效互換。 (同理圖5C、5F中也是如此。)圖3中，集成電路200的電源(高電位)VDD來自電容CVDD上的跨壓，但在電路啟動時，電容CVDD上尚無電壓，因此可在輸入電壓Vin與高電位VDD之間設(shè)置啟動電阻Rst， 以在電路啟動時提供啟動電壓。不過，此僅為提供啟動電壓的其中一種方式，圖6顯示，啟動電壓可由其它方式提供，而不限于經(jīng)啟動電阻Rst自輸入電壓Vin取得。圖2現(xiàn)有技術(shù)中，由于其地電位為浮動地電位的關(guān)系，無法達成需要得知絕對信息才能進行的控制功能。本發(fā)明中，因為可得知絕對訊號所要傳遞的訊息如控制訊號或電壓位準等，因此便可達成這些控制功能。以下說明本發(fā)明的幾種應用。應用調(diào)光控制其中一種需要得知絕對信息的控制功能是LED元件的調(diào)光控制。LED驅(qū)動電路所接受的調(diào)光訊號不論是脈寬調(diào)變(PWM)訊號或模擬訊號的形式，都是相對于絕對地電位的絕對訊號，因此在浮動地電位的LED驅(qū)動電路中，必須得知這些絕對訊號中所帶有的絕對信息，才能進行調(diào)光控制。圖7顯示本發(fā)明應用于調(diào)光控制的一個實施例，其中調(diào)光電路19 接收調(diào)光訊號Dim，并將調(diào)光訊號Dim轉(zhuǎn)換為絕對信息感測訊號NS，輸入集成電路200的內(nèi)部。集成電路200根據(jù)絕對信息感測訊號NS，便可調(diào)整功率晶體管Q的導通時間或工時比率(Duty Ratio)，以調(diào)整LED元件的亮度。詳言之，調(diào)光訊號Dim的形式可為PWM訊號或模擬訊號(但都是相對于絕對地電位的絕對訊號)，圖8A-8C標出當調(diào)光訊號Dim為PWM訊號時，調(diào)光電路19的數(shù)個實施例， 圖8A中，調(diào)光電路19將PWM訊號形式的調(diào)光訊號Dim轉(zhuǎn)換為同樣是PWM訊號形式的絕對信息感測訊號NS。圖8B中，絕對訊號感測電路13將PWM訊號形式的絕對信息感測訊號NS 轉(zhuǎn)換為同樣是PWM訊號形式的內(nèi)部參考訊號NS0，而低通濾波電路LPF將內(nèi)部參考訊號NSO 轉(zhuǎn)換為模擬訊號。圖8C顯示，亦可將低通濾波電路LPF整合在調(diào)光電路19之內(nèi)，則調(diào)光電路19所產(chǎn)生的絕對信息感測訊號NS將為模擬訊號。圖8D-8G標出當調(diào)光訊號Dim為模擬訊號時，調(diào)光電路19的數(shù)個實施例，圖8D中， 調(diào)光電路19為可受電壓控制的電阻，其例如可為晶體管，如此可將模擬訊號形式的調(diào)光訊號Dim轉(zhuǎn)換為同樣是模擬訊號形式的絕對信息感測訊號NS。圖8E中，調(diào)光電路19為可受電壓控制的電流源，其例如可為圖8H所示電路，如此亦可將模擬訊號形式的調(diào)光訊號Dim 轉(zhuǎn)換為模擬訊號形式的絕對信息感測訊號NS。圖8F中，調(diào)光電路19包含電阻與可受電壓控制的電壓源，后者例如可為圖8G中虛線所示電路，如此亦可將模擬訊號形式的調(diào)光訊號 Dim轉(zhuǎn)換為模擬訊號形式的絕對信息感測訊號NS。以上圖8A-8F中所產(chǎn)生的絕對信息感測訊號NS，經(jīng)過絕對訊號感測電路13之后， 都可轉(zhuǎn)換產(chǎn)生相對于浮動地電位的內(nèi)部參考訊號NS0，而使浮動地電位的集成電路內(nèi)部得以運用來進行調(diào)光控制。應用重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形當輸入電壓Vin為交流訊號經(jīng)過橋式整流后所得的訊號時，其相對于絕對地電位GND將成為半弦波的形式，如圖9C的左上方訊號波形所示。在許多應用中，需要取得輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形信息，以進行種種控制功能，例如進行 TRIAC(Tri-electro AC)調(diào)光、功因校正(Power Factor Corrction，PFC)、邊界導通控制等等。針對此需求，本發(fā)明也提出了電路與方法，以在浮動地電位的集成電路中，重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形。根據(jù)本發(fā)明，絕對訊號感測電路13例如可采用圖5D-5F所示的電路，并在內(nèi)部參考訊號NSO和浮動地電位VSS之間設(shè)置一個與電流Is成比例的電壓元件(如電阻)，即可使內(nèi)部參考訊號NSO相對于浮動地電位VSS的關(guān)系，重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位 GND的關(guān)系。詳言之，請參閱圖9A-9B并對照圖9C，絕對訊號感測電路13例如采用圖5F所示的電路，當功率晶體管Q導通時，浮動地電位VSS大約等于輸入電壓Vin(參閱圖3，6或7， 功率晶體管Q的導通電阻和感測電阻Rcs所造成的壓降可忽略不計)，當功率晶體管Q不導通時，浮動地電位VSS大約等于OV(二極管的壓降可忽略不計)，因此浮動地電位VSS相對于絕對地電位GND的波形如圖9C的第二個訊號波形所示。當功率晶體管Q導通時晶體管131導通，絕對訊號感測接腳Pns的電壓為浮動地電位VSS減去晶體管柵源極壓差，當當功率晶體管Q不導通時晶體管131不導通，絕對訊號感測接腳Pns的電壓約等于絕對地電位GND，因此絕對訊號感測接腳Pns的電壓相對于絕對地電位GND的波形如圖9C的第三個訊號波形所示。當晶體管131導通時，產(chǎn)生電流Is，當晶體管131不導通時，電流Is為零， 因此電流Is的訊號波形如圖9C的第四個訊號波形所示。內(nèi)部參考訊號NSO為浮動地電位 VSS加上電阻133的跨壓，而電阻133的跨壓等于電流Is乘以電阻133的阻值，因此內(nèi)部參考訊號NSO相對于浮動地電位VSS的波形如圖9C的第五個訊號波形所示，其重現(xiàn)了輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的關(guān)系。應用重現(xiàn)TRIAC調(diào)光下輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形TRIAC調(diào)光是改變AC訊號的導通角(Turn-ON angle)，請參閱圖9C的右上方訊號波形，在TRIAC調(diào)光方式中，切除了一部分的導通時間，而圖9C右方第五個訊號波形顯示， 內(nèi)部參考訊號NSO可以重現(xiàn)經(jīng)過TRIAC調(diào)光的Vin波形。圖9A-9B中顯示，可使內(nèi)部參考訊號NSO通過一個低通濾波電路LPF (圖9A)或峰值偵測電路137(圖9B)，以將呈震蕩形式的內(nèi)部參考訊號NSO轉(zhuǎn)換為模擬形式的直流訊號NSDC，其中，視應用需求以及低通濾波電路LPF或峰值偵測電路137的頻寬設(shè)計而定，其所產(chǎn)生的訊號NSDC可以大致重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形(如圖9C的第六個訊號波形NSDC_a)，或直接取得一個對應的直流位準值(如圖9C的第七個訊號波形 NSDC_b，當使用低通濾波電路LPF時可得到平均值，當使用峰值偵測電路137時可得到峰值)。應用判斷TRIAC調(diào)光的啟動時間在TRIAC調(diào)光方式中，通常必須要有一個最低負載才能啟動TRIAC調(diào)光，其達到最低負載的方式例如可以是(1)提高功率轉(zhuǎn)換電路的電流上限、(2)改變功率轉(zhuǎn)換電路至固定峰值(或谷值)的電流模式或較高電流位準的磁滯模式、( 強迫功率轉(zhuǎn)換電路的功率晶體管在較高的工作比下操作、(4)改變功率轉(zhuǎn)換電路操作于較長導通時間的固定導通時間模式、或(5)其它方式等。以上所述達到最低負載的方式(稱之為Fire或啟動)，必須在輸入電壓Vin的弦波波形前段早期進行，但另一方面也不能過早，以避免電壓過低的問題。 根據(jù)以上，如何確認時機，其電路實現(xiàn)方法舉例說明如第10A-10C圖。如圖IOA所示，因波形NSDC_a重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形， 故可將波形NSDC_a輸入磁滯比較器138和比較器139。磁滯比較器138將波形NSDC_a與參考位準VTH比較，其中磁滯比較器138的磁滯區(qū)間為Δ V ；比較器139將波形NSDC_a與低電壓鎖定(Under Voltage Lock-Out，UVL0)參考位準VUVLO比較。請對照參閱圖10A-10C， 當波形NSDC_a的位準低于低電壓鎖定參考位準VUVLO時，比較器139產(chǎn)生的低電壓鎖定訊號UVLO為高位準，表示電壓過低，因此不啟動TRIAC調(diào)光(OFF)。當波形NSDC_a的位準高于低電壓鎖定參考位準VUVLO時，比較器139產(chǎn)生的UVLO訊號為低位準，此時若波形NSDC_ a低于參考位準VTH，則表示位于弦波波形前段早期，因此可以啟動(Fire)TRIAC。但當波形NSDC_a高于參考位準VTH時，表示已接近弦波波形中期，此時進入正常操作(NOM)。當波形NSDC_a下降低于參考位準VTH時，因未超過磁滯比較器138的磁滯區(qū)間Δν，磁滯比較器138的輸出不轉(zhuǎn)態(tài)，故仍維持于正常操作。當波形次低于低電壓鎖定參考位準 VUVLO時，又進入OFF階段。應用調(diào)整TRIAC調(diào)光的調(diào)光比例TRIAC調(diào)光是改變訊號的導通角，以改變LED元件在每一周期內(nèi)的發(fā)亮時間，進而調(diào)整LED元件的亮度，但由前述可知，導通角的改變有其范圍限制，因此，導通角的改變與LED元件的亮度，其間的關(guān)系如果可以調(diào)整，則可增加電路應用上的許多彈性。請參閱圖11A-11D，說明本發(fā)明亦可應用于調(diào)整TRIAC調(diào)光的調(diào)光比例，調(diào)整的目的舉例而言如圖 IlA所示，使得TRIAC訊號在較低工時比率(=a/b)時，LED元件的亮度不致過暗，亦即需使得當TRIAC訊號處于較低工時比率時，雖然LED元件在每一周期內(nèi)的發(fā)亮時間縮短了，但 LED電流則增加了，如圖IlB最下方波形所示。根據(jù)本發(fā)明，達成以上目的的電路例如可見圖11C-11D，LED元件的電流可由如圖 IlD所示的電流源電路所控制，使得LED電流正比于參考電壓VR1，而圖IlC電路可根據(jù)波形NSDC_b來對應改變參考電壓VRl，使得當波形NSDC_b的位準下降時，參考電壓VRl的值上升，而達成改變TRIAC調(diào)光比例的目的。圖IlC電路中，各電阻的阻值可做各種彈性設(shè)計， 亦可使其阻值均相等。應用低電壓鎖定(UnderVoltage Lock-Out, UVL0)當電路中需要提供低電壓鎖定訊號以進行某些功能時，如圖12A所示，無論是波形NSDC_a或NSDC_b，都是相對于浮動地電位VSS但帶有絕對位準信息(包含Vin-GND的信息)的模擬訊號，故可使用比較器140將波形NSDC_a或NSDC_b與低電壓鎖定參考位準 VUVLO比較，而產(chǎn)生低電壓鎖定訊號UVL0，其中比較器140可為一般比較器或磁滯比較器。應用分辨高線輸入(high-line)或低線輸入(low-line)視應用場合電路的不同，輸入電壓可能為高線輸入或低線輸入，例如輸入電壓可能是由220V或110V交流電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的，而電路中可能需要對此進行分辨；當輸入電壓為直流電時，也可能有此需求。根據(jù)本發(fā)明，如圖12B所示，可采用與圖12A相似的方式，以比較器141將波形NSDC_b與參考位準VH相比較，當波形NSDC_b高于參考位準VH時，表示為高線輸入，反之為低線輸入。其中波形NSDC_b無論是由峰值偵測電路137或低通濾波電路 LPF產(chǎn)生，只要適當設(shè)定參考位準VH，均可達成分辨。但是系統(tǒng)若有可能實施Triac調(diào)光， 因調(diào)光比例會影響平均值，則較宜使用峰值偵測電路。類似方法亦可用兩段比較來判斷，例如將NSDC_b分別與兩參考位準VHl和VH2比較(假設(shè)VHl > VH2)，NSDC_b > VHl認定為高線輸入，NSDC_b < VH2認定為低線輸入，VHl > NSDC_b > VH2認定為異常狀況等。以上概念十分易于明白，故不另繪圖表示。應用功因校正功因校正的方式通常是將成半弦波波形的輸入電壓Vin輸入一個功率轉(zhuǎn)換電路， 并以回授控制的方式，使該功率轉(zhuǎn)換電路的輸出電流波形匹配輸入電壓Vin的波形。請參閱圖13A-13D，功因校正電路30通常包括開關(guān)控制電路31與功率級32，其中功率級32例如可為圖13C所示的返馳式電路，或為圖13D所示的降壓轉(zhuǎn)換電路，其中感測電感(或變壓器)電流而產(chǎn)生感測訊號CS (在圖13C電路中是感測一次側(cè)電流Ip，其相關(guān)于輸出電流)， 回授至開關(guān)控制電路31，以控制功率晶體管P。根據(jù)本發(fā)明，既然波形NSDC_a重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形，故參閱圖13A-13B，可將波形NSDC_a與參考訊號REF 加以運算，產(chǎn)生參考訊號REF’，作為開關(guān)控制電路31中的參考訊號，換言之，參考訊號REF’ 為一個根據(jù)波形NSDC_a而變化的參考位準，故如將感測訊號CS與參考訊號REF’比較，以控制功率晶體管P，便可使輸出電流波形匹配輸入電壓Vin的波形。當然功因校正電路30 還必須包含一個更慢的回授回路來穩(wěn)定參考訊號REF’的平均值，這是功因校正的基本知識在此不加贅述。應用邊界導通控制本案申請人在美國專利公告第2011/0057637號中，揭露一種控制切換式功率轉(zhuǎn)換電路使其操作于邊界導通模式的方法，但為在浮動地電位的電路中達成此種控制，必須得知有關(guān)的絕對信息。一般而言，切換式功率轉(zhuǎn)換電路(圖14A-14H顯示降壓、升壓、反壓、或升降壓式功率轉(zhuǎn)換電路的功率級，第13C圖顯示返馳式功率轉(zhuǎn)換電路)中，其電感電流成鋸齒形， 圖15A-15C分別示出功率轉(zhuǎn)換電路工作于連續(xù)導通模式(Continuous Conduction Mode, CCM)、邊界導通模式(Boundary Conduction Mode, BCM)、不連續(xù)導通模式(Disontinuous Conduction Mode, DCM)的電感電流波形，其中在CCM中，電感電流的谷底高于零，于在BCM 中，電感電流的谷底恰達于零后立即上升，在DCM中，電感電流的谷底停留于零，并會有震蕩(ringing)。通常在高電壓應用中，如能控制功率轉(zhuǎn)換電路工作于BCM，其效率常是最佳。 控制功率轉(zhuǎn)換電路工作于BCM的一種方式是偵測電感電流是否發(fā)生如圖15C所示的震蕩， 當偵測到震蕩時，表示電路工作于DCM，此時將功率晶體管的工作頻率調(diào)高(周期調(diào)短，工作比保持不變)，或是調(diào)整減少導通或關(guān)閉時間，則操作模式將由DCM轉(zhuǎn)向BCM方向移動。 然而，前述震蕩是一種相對于絕對地電位的現(xiàn)象，換言之，在浮動地電位的集成電路中，必須相對于浮動地電位來重現(xiàn)此種震蕩，才能達成偵測。請先參閱圖16A-16B，根據(jù)本發(fā)明，以圖16A的電路，即可使內(nèi)部參考訊號NSO重現(xiàn)上述震蕩。詳言之，請對照圖16B，以圖14B的功率級電路為例，當圖14B的功率晶體管導通時(柵極電壓V(Gate)在高位準)，浮動地電位VSS因連接于節(jié)點PH，故其相對于絕對地電
16位GND而言也為高位準，此時電感電流上升；當功率晶體管不導通時(柵極電壓V(Gate)在低位準)，浮動地電位VSS相對于絕對地電位GND而言也為低位準，此時電感電流下降。但當功率晶體管不導通時間過長時，電感電流將產(chǎn)生震蕩，而由于浮動地電位VSS連接于節(jié)點PH之故，也會產(chǎn)生此震蕩。此震蕩將反應于電流Is，而因內(nèi)部參考訊號NSO為浮動地電位VSS加上電阻133的跨壓，且電阻133的跨壓等于電流Is乘以電阻133的阻值，因此內(nèi)部參考訊號NSO相對于浮動地電位VSS的波形將重現(xiàn)上述震蕩。如圖16B所示，經(jīng)由設(shè)定一個適當?shù)膮⒖嘉粶蔞B，即可偵測出此震蕩。偵測震蕩與達成BCM控制的方式，舉例而言請參閱圖16C-16F，一般而言，切換式功率轉(zhuǎn)換電路具有開關(guān)控制電路41，以控制功率級42中功率晶體管的操作，而開關(guān)控制電路41中則根據(jù)震蕩器47所產(chǎn)生的時脈訊號來操作。因此，可設(shè)置模式偵測電路44以偵測是否處于DCM，如是，則產(chǎn)生訊號DCM_N0W ；控制訊號產(chǎn)生電路46根據(jù)訊號DCM_N0W，產(chǎn)生電流訊號IDCM或電壓訊號VDCM，以控制改變震蕩器47的頻率(震蕩器47為可受電流或電壓控制而改變頻率的震蕩器)，如此即可達成BCM控制。模式偵測電路44的實施例舉一例示于圖16D，請對照圖16F，比較器142比較內(nèi)部參考訊號NSO和參考位準VB，產(chǎn)生訊號Det_ Out,經(jīng)過門電路143后，產(chǎn)生訊號DCM_N0W，其中，門電路143的目的是在功率晶體管導通時，過濾比較器142的輸出訊號。控制訊號產(chǎn)生電路46的實施例舉一例示于圖16E，其中上方電流源的電流量宜大于下方電流源的電流量，當訊號DCM_N0W使開關(guān)SW導通時，電容 C充電，因此提高電流訊號IDCM與電壓訊號VDCM。當訊號DCM_N0W使開關(guān)SW不導通時，電容C緩慢放電，因此電流訊號IDCM與電壓訊號VDCM緩慢下降。而震蕩器47的頻率受電流訊號IDCM或電壓訊號VDCM的控制。有關(guān)達成BCM控制的其它作法，可參閱本案申請人所申請的美國專利公告第 2011/0057637號，在此不予贅述。應用交流電力線開關(guān)控制LED調(diào)光本案申請人在美國專利公告第2010/0308749號中，揭露一種以交流電力線開關(guān)來控制LED調(diào)光的方法，使用者操作一個交流開關(guān)，根據(jù)交流開關(guān)的開關(guān)次數(shù)，而產(chǎn)生對應的位準調(diào)整訊號，以對應調(diào)整LED的亮度。請參閱圖17A，說明如何根據(jù)交流開關(guān)的開關(guān)次數(shù)來調(diào)整LED的亮度。電力開關(guān)偵測器51偵測交流開關(guān)的開與關(guān)而產(chǎn)生訊號Ρ0Τ，其中訊號POT于每偵測到開關(guān)導通時即產(chǎn)生一個脈波。LED亮度調(diào)整電路50中包含計數(shù)器501，計算電力開關(guān)偵測器51所產(chǎn)生訊號 POT的脈波次數(shù)。此計數(shù)值Qn例如可通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置(DAC) 502將其轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)值，提供作為參考訊號Vref。誤差放大器(EA) 504將與LED電流有關(guān)的訊號和此參考訊號 Vref相比較，通過回路的回授控制機制，可使與LED電流有關(guān)的訊號平衡在參考訊號Vref 的位準，亦即將LED電流(亦即LED亮度)控制在所欲的位準。其中，DAC 502應視為一種廣義的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，其將數(shù)字計數(shù)值Qn轉(zhuǎn)換為模擬參考訊號Vref時，不限于必須保持其間的比例關(guān)系。交流開關(guān)的開與關(guān)是一種相對于絕對地電位的訊息，若欲達成上述功能，則必須根據(jù)相對于浮動地電位的訊號，來偵測交流開關(guān)的開與關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，電力開關(guān)偵測器51 例如可由圖17B的電路來達成，其中電力開關(guān)偵測器51為比較器，將波形NSDC_b與參考位準VTH2比較，請參閱圖17C，當波形NSDC_b高于參考位準VTH2時，表示有輸入電壓Vin的供應，亦即交流開關(guān)為導通，反之則表示交流開關(guān)為關(guān)閉，如此即可偵測出交流開關(guān)的開與關(guān)。有關(guān)根據(jù)交流開關(guān)的開關(guān)次數(shù)來調(diào)整LED亮度的其它細節(jié)，可參閱本案申請人所申請的美國專利公告第2011/0057637號，在此不予贅述。在以上所有實施例中，絕對信息感測訊號NS是相對于絕對地電位的一個訊號，所帶有的絕對信息是絕對地電位。但達成同樣的目的與功能，并不限于以相對于絕對地電位的訊號來獲得有關(guān)絕對位準的訊息，而亦可從相對于輸入電壓Vin的訊號來獲得絕對信息。圖18-19顯示與圖3、6對應的實施例，但絕對信息感測訊號PS是相對于輸入電壓Vin 的訊號，透過絕對訊號感測接腳Pps取得。在圖18-19實施例中，絕對訊號感測電路13的實施方式，例如可見圖20A，其中， 絕對訊號感測電路13包含晶體管151與內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路152，其中內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路152提供控制電壓VC控制晶體管151，以產(chǎn)生電流Is。內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路152 將此電流Is轉(zhuǎn)換為內(nèi)部參考訊號PSO ；內(nèi)部參考訊號PSO可以等值于電流Is、或由電流Is 所轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電壓訊號或電流訊號。晶體管151的其中一個較佳實施例顯示于圖20B。如圖所示，晶體管151為PMOS 晶體管，包含由N型井區(qū)構(gòu)成的N型本體15N，包圍在P型基板或井區(qū)15P之中；在N型本體15N中設(shè)有P型濃摻雜的漏極15D和源極15S，以及N型濃摻雜的本體極15B ；在基板上方則設(shè)有柵極15G。內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路152有多種方式可將電流Is轉(zhuǎn)換為內(nèi)部參考訊號PS0，而使內(nèi)部參考訊號PSO帶有絕對信息感測訊號PS的信息，舉數(shù)例如圖20C-20F，其中圖20C與 20E中的內(nèi)部參考訊號PSO為電流訊號，其它圖標中的內(nèi)部參考訊號PSO為電壓訊號。(在各實施例中，絕對信息感測訊號PS所帶有的信息是輸入電壓Vin的信息，而該絕對信息感測訊號PS是正比于輸入電壓Vin與高電位VDD之間電位差的電流。)圖20C-20D中，左方的電流由高電位VDD往下方流動，右方的電流Is自晶體管151源極的位準(在圖18、19中經(jīng)電阻耦接于輸入電壓Vin)往下方流動，換言之電流Is將與輸入電壓Vin和高電位VDD間的關(guān)系有關(guān)，亦即內(nèi)部參考訊號PSO帶有絕對信息感測訊號PS的信息(有關(guān)輸入電壓Vin 的信息)。圖20E-20F中，晶體管151的控制端(場效晶體管的柵極，如改換為雙載子晶體管則為其基極)接收高電位VDD，根據(jù)高電位VDD和輸入電壓Vin的關(guān)系，而產(chǎn)生電流Is。請參閱圖21A-21C，使用圖20A實施例所產(chǎn)生的內(nèi)部參考訊號PS0，同樣可以重現(xiàn)輸入電壓Vin相對于絕對地電位GND的波形。而內(nèi)部參考訊號PSO經(jīng)過低通濾波電路LPF 或峰值偵測電路137后，可得到大致波形PSDC_a或直流位準值PSDC_b，同樣可作前述各種應用。圖22A-22C顯示晶體管151亦可改換為雙載子晶體管，其半導體實現(xiàn)方式舉例顯示于圖22B-22C。第一實施例如圖22B所示，晶體管131位于P型基板或以其它方式形成的 P型區(qū)之中，其包含一被P型區(qū)隔離的N型基極區(qū)，位于該基板表面下，在該N型基極區(qū)中設(shè)有N型基極電極(宜為濃摻雜區(qū))、P型集極電極，以及P型(宜為濃摻雜區(qū))射極電極，且在N型基極區(qū)和P型區(qū)之中宜設(shè)置高摻雜濃度的N+區(qū)，此區(qū)可為深井區(qū)或埋層。第二實施例如圖22C所示，晶體管131位于N型基板或以其它方式形成的N型區(qū)之中，其包含一被N 型區(qū)隔離的P型集極區(qū)，位于該基板表面下，在該P型集極區(qū)中設(shè)有一 P型集極電極；一 N型基極區(qū)，位于該P型集極區(qū)中，在該N型基極區(qū)設(shè)有一 N型基極電極，以及一 P型射極電極。圖22D-22G顯示與圖20C-20F對應的實施例，圖22D與20F中內(nèi)部參考訊號PSO 為電流訊號，與電流Is具有比例關(guān)系，圖22E與20G中內(nèi)部參考訊號PSO為電壓訊號，亦與電流Is具有比例關(guān)系。以上已針對較佳實施例來說明本發(fā)明，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。在本發(fā)明的相同精神下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以思及各種等效變化。例如，各比較器、誤差放大器、運算放大器的輸入端正負可以互換，僅需對應修正電路的訊號處理方式即可。又如，在所示直接連接的兩電路單元間， 可以插入不影響主要功能的電路，舉例而言在絕對訊號感測電路13和絕對訊號感測接腳 Pns或Pps之間、或在絕對訊號感測電路13和開關(guān)控制電路11之間，可插置其它電路元件。 再如，實施例中的比較器，亦可改換為史密斯觸發(fā)器(Smith trigger)，如適當設(shè)計其高低位準的轉(zhuǎn)態(tài)位準，即相當于在比較器中給予一個參考位準。換言之，史密斯觸發(fā)器也具有比較的功能，應視為比較器的一種實施型態(tài)。以上種種，及其它各種等效變化，均應包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，該集成電路工作于一高電位和一浮動地電位之間，其特征在于，該方法包含接收一帶有絕對信息的絕對信息感測訊號； 將該絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為一電流訊號；以及根據(jù)該電流訊號，產(chǎn)生一內(nèi)部參考訊號，且該內(nèi)部參考訊號本身或該內(nèi)部參考訊號相對于浮動地電位的關(guān)系與該絕對信息相關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該內(nèi)部參考訊號為電流形式，并相等于該電流訊號或為該電流訊號的比例值。
3.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該根據(jù)電流訊號產(chǎn)生一內(nèi)部參考訊號的步驟包含將該電流訊號轉(zhuǎn)換為一成比例的電壓，并將該電壓疊加至該浮動地電位上，以產(chǎn)生該內(nèi)部參考訊號。
4.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，還包含將該內(nèi)部參考訊號耦接至一低通濾波電路或一峰值偵測電路，以根據(jù)該內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生一直流訊號。
5.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該將絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為電流訊號的步驟以一晶體管達成，該晶體管的控制端接收該高電位或該浮動地電位，其另兩端之一接收該絕對信息感測訊號，以在該晶體管的電流流入端產(chǎn)生該電流訊號。
6.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該將絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為電流訊號的步驟以一晶體管達成，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型本體，該第一導電型本體位于該基板表面下； 一柵極，于該基板表面上，用以接收一柵極電壓； 第二導電型源極與漏極，位于該第一導電型本體中該柵極的兩側(cè)；以及一第一導電型本體極，位于該第一導電型本體中，且與該源極耦接，用以共同接收該絕對信息感測訊號。
7.如權(quán)利要求6所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該晶體管更包含一第二導電型隔離層，將該第一導電型本體包圍在內(nèi)，且該第二導電型隔離層與一第一電壓耦接，其中該第一導電型本體與該第二導電型隔離層間具有一 PN接面順向偏壓， 且該柵極電壓小于該第一電壓、該晶體管的臨界電壓、及該PN接面順向偏壓的總和。
8.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該將絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為電流訊號的步驟以一晶體管達成，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型集極區(qū)，該第一導電型集極區(qū)位于該基板表面下； 一第一導電型集極電極，位于該第一導電型集極區(qū)中； 一第二導電型基極區(qū)，位于該第一導電型集極區(qū)中； 一第二導電型基極電極，位于該第二導電型基極區(qū)中；以及一第一導電型射極電極，位于該第二導電型基極區(qū)中。
9.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該將絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為電流訊號的步驟以一晶體管達成，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型基極區(qū)，位于該基板表面下；一第一導電型基極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中；一第二導電型集極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中；以及一第二導電型射極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中。
10.如權(quán)利要求9所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該晶體管在該隔離第一導電型基極區(qū)下方更包含一第一導電型高濃度摻雜區(qū)。
11.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該絕對信息感測訊號為脈寬調(diào)變訊號或模擬訊號的形式，由一調(diào)光電路根據(jù)一調(diào)光訊號而產(chǎn)生。
12.如權(quán)利要求1所述的在浮動地電位集成電路提供絕對信息的方法，其中，該內(nèi)部參考訊號至少用以提供以下功能之一調(diào)光控制、重現(xiàn)一輸入電壓相對于絕對地電位的波形、 TRIAC調(diào)光、判斷TRIAC調(diào)光的啟動時間、調(diào)整TRIAC調(diào)光的調(diào)光比例、低電壓鎖定、分辨高線輸入或低線輸入、功因校正、邊界導通控制、或以交流電力線開關(guān)控制調(diào)光。
13.—種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，該集成電路工作于一高電位和一浮動地電位之間，其特征在于，該提供絕對信息的電路包含一晶體管，其具有電流流入端、電流流出端、及一控制端，其中該電流流入端或電流流出端接收一帶有絕對位準的絕對信息感測訊號，該控制端接收一控制電壓，以在其電流流入端產(chǎn)生一電流訊號；以及一內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路，其提供該控制電壓控制晶體管，并根據(jù)該電流訊號轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一內(nèi)部參考訊號，且該內(nèi)部參考訊號本身或該內(nèi)部參考訊號相對于浮動地電位的關(guān)系具有與該絕對位準相關(guān)的信息。
14.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中該內(nèi)部參考訊號為電流形式，并相等于該電流訊號或為該電流訊號的比例值。
15.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路將該電流訊號轉(zhuǎn)換為一成比例的電壓，并將該電壓疊加至該浮動地電位上，以產(chǎn)生該內(nèi)部參考訊號。
16.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該控制電壓為該高電位或該浮動地電位。
17.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型本體，該第一導電型本體位于該基板表面下；一柵極，于該基板表面上，用以接收一柵極電壓；第二導電型源極與漏極，位于該第一導電型本體中該柵極的兩側(cè)；以及一第一導電型本體極，位于該第一導電型本體中，且與該源極耦接，用以共同接收該絕對信息感測訊號。
18.如權(quán)利要求17所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該晶體管更包含一第二導電型隔離層，將該第一導電型本體包圍在內(nèi)，且該第二導電型隔離層與一第一電壓耦接，其中該第一導電型本體與該第二導電型隔離層間具有一 PN接面順向偏壓，且該柵極電壓小于該第一電壓、該晶體管的臨界電壓、及該PN接面順向偏壓的總和。
19.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型集極區(qū)，該第一導電型集極區(qū)位于該基板表面下； 一第一導電型集極電極，位于該第一導電型集極區(qū)中； 一第二導電型基極區(qū)，位于該第一導電型集極區(qū)中； 一第二導電型基極電極，位于該第二導電型基極區(qū)中；以及一第一導電型射極電極，位于該第二導電型基極區(qū)中。
20.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該將絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為電流訊號的步驟以一晶體管達成，該晶體管形成于一基板，包括一隔離第一導電型基極區(qū)，位于該基板表面下； 一第一導電型基極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中； 一第二導電型集極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中；以及一第二導電型射極電極，位于該第一導電型基極區(qū)中。
21.如權(quán)利要求20所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該晶體管在該隔離第一導電型基極區(qū)下方更包含一第一導電型高濃度摻雜區(qū)。
22.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該絕對信息感測訊號由一調(diào)光電路根據(jù)一調(diào)光訊號而產(chǎn)生，該調(diào)光電路包括下列至少其中一種電路串聯(lián)的調(diào)光敏晶體管以及一調(diào)光電阻，該調(diào)光敏晶體管的柵極接收該調(diào)光訊號、另兩端之一耦接于絕對地電位、另一端耦接于該調(diào)光電阻的一端；該調(diào)光電阻的另一端提供絕對信息感測訊號；一可受電壓控制的電阻，受控于該調(diào)光訊號以在此電阻的一端產(chǎn)生該絕對信息感測訊號；一可受電壓控制的電流源，受控于該調(diào)光訊號以產(chǎn)生該絕對信息感測訊號；以及串聯(lián)的可受電壓控制的電壓源以及一調(diào)光電阻，該可受電壓控制的電壓源受控于該調(diào)光訊號而在該調(diào)光電阻的一端產(chǎn)生一電壓，且該調(diào)光電阻的另一端提供絕對信息感測訊號。
23.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，還包含一低通濾波電路或一峰值偵測電路，與該內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生電路耦接，以根據(jù)該內(nèi)部參考訊號產(chǎn)生一直流訊號。
24.如權(quán)利要求23所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，還包含一第一比較器，將該直流訊號與第一參考位準比較，以進行低電壓鎖定功能、分辨高線輸入與低線輸入、或決定一輸入電壓是否導通。
25.如權(quán)利要求23所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，還包含一磁滯比較器，將該直流訊號與第二參考位準比較，以決定啟動TRIAC調(diào)光的時機。
26.如權(quán)利要求23所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，還包含一調(diào)整電路，根據(jù)該直流訊號，調(diào)整一電流源電路的參考電壓。
27.如權(quán)利要求23所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該集成電路包含一開關(guān)控制電路，接收一電流感測訊號，與一參考訊號比較，以控制一功率轉(zhuǎn)換電路的功率級，且其中該參考訊號系根據(jù)該直流訊號而決定。
28.如權(quán)利要求23所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中該集成電路包含一開關(guān)控制電路，根據(jù)一時脈而控制一功率轉(zhuǎn)換電路的功率級，且其中該提供絕對信息的電路更包含模式偵測電路，根據(jù)該內(nèi)部參考訊號判斷該功率轉(zhuǎn)換電路是否操作于不連續(xù)導通模式；以及控制訊號產(chǎn)生電路，根據(jù)該模式偵測電路的輸出，產(chǎn)生訊號控制該時脈的頻率。
29.如權(quán)利要求13所述的在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路，其中，該內(nèi)部參考訊號重現(xiàn)一輸入電壓相對于絕對地電位的波形、或重現(xiàn)一電感電流的震蕩波形。
全文摘要
本發(fā)明提出一種在浮動地電位集成電路中提供絕對信息的電路及方法。方法包含接收一帶有絕對信息的絕對信息感測訊號；將該絕對信息感測訊號轉(zhuǎn)換為一電流訊號；以及根據(jù)該電流訊號，產(chǎn)生一內(nèi)部參考訊號，且該內(nèi)部參考訊號本身或該內(nèi)部參考訊號相對于浮動地電位的關(guān)系與該絕對信息相關(guān)。
文檔編號H05B37/02GK102404912SQ20111022087
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者劉景萌, 廖家瑋, 羅倫, 邱仁煉 申請人:立锜科技股份有限公司