输出电路制造技术

一种输出电路包括：由Ｎ沟道ＭＯＳ晶体管组成的源极跟随器、电压检测器、第一放电电路和第二放电电路。源极跟随器的漏极连接到电源并且源极连接到输出端，并且当根据输入的导通信号对栅极充电时，该源极跟随器通过输出端将输出电压施加于负载；电压检测器确定输出电压是处在与电源的电压电平基本相同的第一电压电平还是处于比第一电压电平低的第二电压电平；当输出电压处于第一电压电平时，第一放电电路根据输入的断开信号对源极跟随器的栅极进行放电，并且当输出电压从第一电压电平降低到第二电压电平时，停止对源极跟随器的栅极放电；当输出电压从第一电压电平降低到第二电压电平时，第二放电电路根据断开信号比第一放电电路更加逐渐地对源极跟随器的栅极进行放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输出电路，尤其涉及一种适用于快速断开由N沟道MOS晶体管(nMOS)组成的源极跟随器的输出电压的输出电路。
技术介绍
在输出电路中，一种由nMOS组成的源极跟随器有时用作高压侧开关。如果源极跟随器的栅极具有等于或高于供电电压Vcc加上栅阀值电压a之和的电压，则源极跟随器导通。另一方面，如果源极跟随器的栅极被完全放电，则其断开。为了快速断开源极跟随器，必需使用一种能够对栅极高速放电的放电电路。此外，当源极跟随器用于汽车的相对的电源开关时，例如，电源开关的控制电路和负载之间的距离相对较长。因此，这可能在电源开关控制电路的接地电平和负载的接地电平之间导致电势差。因此，需要一种放电电路，其使得源极跟随器的栅极和源极短路从而完全断开源极跟随器。图6示出一种常规输出电路的一种实例。输出电路包括栅驱动器电路1、源极跟随器2、放电电路3和放电电路4。栅驱动器电路1根据输入信号″in″产生控制信号″a″和″b″。源极跟随器2由增强型nMOS组成。当第一供电电压Vcc施加于源极跟随器2的漏极时，如果控制信号″b″施加于该源极跟随器2的栅极，那么源极跟随器2导通，以通过它的源极将输出电压Vo提供给负载。放电电路3由限流器5和增强型nMOS6组成。nMOS6的漏极通过限流器5连接于源极跟随器2的栅极。当第二供电电压Vdd施加于nMOS6的源极时，如果控制信号″a″施加于它的栅极，则其导通。限流器5由电阻器等组成，以便限制nMOS6的电流。放电电路4由增强型nMOS组成。放电电路4的漏极连接于源极跟随器2的栅极，而其源极连接于源极跟随器2的源极。如果控制信号″a″施加于放电电路4的栅极时，放电电路4的nMOS导通。图7是一个时序图，其说明图6电路的操作。纵轴表示电压，而横轴表示时间。以下参考图7说明输出电路的操作。在t1，输入信号″in″和控制信号″α″从高电平(例如，第一供电电压Vcc)变为低电平(例如，第二供电电压Vdd)，而控制信号″b″从低电平变为Vcc+α，其中a例如为源极跟随器2的栅阀值电压，并且是一个升高以使源极跟随器2导通的电压。在t2，源极跟随器2的栅极电压G从低电平变为Vcc+α。从而，源极跟随器2导通并通过它的源极输出接近供电电压Vcc的输出电压Vo。因此，放电电路(nMOS)4断开。放电电路3的nMOS6同样断开。在t3，输入信号″in″和控制信号″a″从低电平变为高电平，从而输出控制信号″b″的栅控制电路1的一侧处于高阻抗。放电电路3的nMOS6导通，从而源极跟随器2的栅极通过限流器5和nMOS6放电。在t4，在从t3开始经过延迟时间td之后，当源极跟随器2的栅极电压G降到与第一供电电压Vcc的电平相同时，输出电压Vo开始降低。然后，在t5，当输出电压Vo达到第一供电电压Vcc减去放电电路(nMOS)4的栅阀值电压h之后的电平时，放电电路4导通。从而，源极跟随器2的栅极同样通过放电电路4放电。在t6，放电结束，而栅极电压G降低到低电平，输出电压Vo因此而变为低电平。输出电流以与输出电压Vo相同的方式变化。用于汽车的常规电源开关一般具有图8所示的结构。电源开关10包括输入终端11、栅驱动器电路12、源极跟随器13和输出端14。设置电源开关10接收第一供电电压Vcc和第二供电电压Vdd，而且有效使用第二供电电压Vdd。最近，经常要求将输出电路设定在具有少量插脚的封装中以便减少封装的尺寸。在这种情况下，使用具有图9所示结构的电源开关。设置电源开关10A，使其只接收第一供电电压Vcc，并且其具有连接到外部装置20的输入终端11。外部装置20包括控制终端21和nMOS22。在电源开关10A中，如果控制信号被输入到控制终端21而使nMOS22导通，那么源跟随器13导通，并且输入终端11因此变为低电平(第二供电电压Vdd)。然后，第二供电电压Vdd通过输入终端11施加于电源开关10A。在日本未审专利申请03-198421中介绍了这种输出电路的另一实例。这个输出电路具有使源极跟随器的栅极和源极短路的开关电路，该开关电路是使源极跟随器断开的一种电路。因此，即使在输出端施加负电压，源极跟随器也不会导通。然而，上述常规输出电路具有下面的问题。在图6的输出电路中，在控制信号″a″从低电平变为高电平的t3到放电电路(nMOS)4导通的t5，源极跟随器2的栅极通过放电电路3进行放电。由于在这个周期中放电很慢，因此从t3到输出电压Vo开始降低的t4的延迟时间很长。这导致输出电路不能满足源极跟随器2的快速开关的要求。另一方面，太快的开关会在第一供电电压Vcc上导致噪音。因此，需要这样断开开关跟随器2，即使得输出电压Vo逐渐地相对降低。此外，由于放电电路3接地，因此需要一个具有大量插脚的封装。这导致输出电路不适于具有图9所示结构的电源开关。此外，如果由于某种原因而在负载中出现短路，输出电压Vo将会保持在Vdd(第二供电电压)，如图10所示。在这种情况下，过大的电流将流入源极跟随器2，该电流可击穿源极跟随器2。因此，优选的要缩短延迟时间td。此外，在图9所示的电源开关10A中，当外部装置20的nMOS22断开时，第二供电电压Vdd并不施加于电源开关10A。因此，虽然源极跟随器2断开，但是需要设置不需要第二供电电压Vdd的输出电路。此外，日本未审专利申请03-198421中描述的输出电路具有这样的问题，即源极跟随器被很快的断开，以至于在供应电压上可能出现噪音。
技术实现思路
根据本专利技术的具体实施例，输出电路包括由N沟道MOS晶体管组成的源极跟随器、电压检测器、第一放电电路和第二放电电路。源极跟随器的漏极连接到电源并且源极连接到输出端，并且当根据输入的导通信号对栅极充电时，该源极跟随器通过输出端将输出电压施加于负载；电压检测器确定输出电压是处在与电源的电压电平基本相同的第一电压电平还是处于比第一电压电平低的第二电压电平；当输出电压处于第一电压电平时，第一放电电路根据输入的断开信号对源极跟随器的栅极进行放电，并且当输出电压从第一电压电平降低到第二电压电平时，停止对源极跟随器的栅极放电；当输出电压从第一电压电平降低到第二电压电平时，第二放电电路根据断开信号比第一放电电路更加逐渐地对源极跟随器的栅极进行放电。根据本专利技术，当输出电压处于与供电电压基本上相同的第一电压电平时，第一放电电路根据断开信号对源极跟随器的栅极进行放电。在输出电压降低到第二电压电平之后，第二放电电路比第一放电电路更逐渐地对源极跟随器的栅极进行放电。因此，这能够缩短从输入断开信号到输出电压变化的延迟时间，并且当切断源极跟随器时，避免了输出电压的急剧下降，这防止了在供应电压上出现噪音。此外，由于第一和第二放电电路连接在源极跟随器的栅极和源极之间，因此当对源极跟随器的栅极放电时不需要其它供电电压，诸如接地电平。因此，这能够将本专利技术的输出电路应用于没有应用其它供电电压的电源开关。此外，由于第二放电电路具有凹陷型nMOS，该凹陷型nMOS根据断开信号导通，这能够防止源极跟随器的栅极放电被不希望的中断。另外，由于源极跟随器的栅极是通过恒流器件而恒流放电，使得输出电压能够相对逐渐地降低，因此输出电压不会急剧的下降，藉此防止在供电电压上的噪音。附图说明通过结合附图对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出电路，包括：源极跟随器，其由Ｎ沟道ＭＯＳ晶体管组成，具有连接到电源的漏极和连接到输出端的源极，并且当根据输入的导通信号对栅极充电时通过输出端将输出电压施加于负载；电压检测器，确定输出电压是处于与电源的电压电平基本上相 同的第一电压电平还是处于比第一电压电平低的第二电压电平；第一放电电路，当输出电压处于第一电压电平时，根据输入的断开信号对源极跟随器的栅极进行放电，并且当输出电压从第一电压电平降到第二电压电平时，停止对源极跟随器放电；以及第二 放电电路，当输出电压从第一电压电平降低到第二电压电平时，根据断开信号比第一放电电路更逐渐地对源极跟随器的栅极进行放电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中原明宏，相马治，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]