一种模拟光MOS继电器制造技术

本发明专利技术提供一种模拟光MOS继电器，属于集成电路技术领域，包括：第一钳位电路，用以对输入端的电压进行钳位；LC谐振振荡器，包括有源非线性负载、变压器和电容电路；整流电路，连接LC谐振振荡器，用于将LC谐振振荡器输出的交流信号整流为直流信号；升压模块，连接整流电路，用于对直流信号进行升压；输出电路，包括第一功率器件和第二功率器件。有益效果：采用第一钳位电路实现模拟二极管功能，其通电压降更稳定，一致性更好；变压器和有源非线性负载和电容电路共同组成LC谐振振荡器，能够自动谐振到谐振频率上，电路可靠性高。电路可靠性高。电路可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟光MOS继电器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种模拟光MOS继电器。

技术介绍

[0002]光MOS继电器是一种无接触的电子开关，以光作为媒介传输能量，亦是固态继电器中的目前运用最广、最主要的一种光继电器，广泛应用于测量仪器、通讯器械、工业器械、医疗器械、安全系统、家电、办公自动化、监测系统等领域。
[0003]如图1所示，为传统的光MOS继电器的电路结构示意图，在光MOS继电器的输入端施加一定大小的正向电流信号，光敏二极管接收到二极管产生的光信号后导通，其输出端产生的电压施加在第一功率器件和第二功率器件的栅极、源极之间，当光敏二极管输出的电压大于器件阈值电压时，第一功率器件和第二功率器件的漏极和源极之间形成导电沟道，其阻抗非常小。通过光敏二极管的触发功能实现功率器件由关断状态转变成导通状态(无信号时MOS呈关断状态)，从而实现由小功率输入而控制大功率负载的开关功能。
[0004]现有的光MOS继电器存在可靠性低和操作性较弱的问题，随着器件的老化，继电器性能也随之下降；并且在高温环境下工作时，光MOS继电器的老化过程会加剧，缩短器件使用寿命。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种模拟光MOS继电器。
[0006]本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案实现：
[0007]一种模拟光MOS继电器，包括：
[0008]第一钳位电路，连接一输入端，用以对所述输入端的电压进行钳位；
[0009]LC谐振振荡器，包括：依次串联连接的有源非线性负载、变压器和电容电路；
[0010]整流电路，连接所述LC谐振振荡器，用于将所述LC谐振振荡器输出的交流信号整流为直流信号；
[0011]升压模块，连接所述整流电路，用于对所述直流信号进行升压；
[0012]输出电路，包括第一功率器件和第二功率器件，所述第一功率器件的漏极连接至一第一输出端，所述第一功率器件的源极连接所述第二功率器件的源极，所述第二功率器件的漏极连接至一第二输出端。
[0013]优选地，还包括：
[0014]关断控制模块，所述关断控制模块的输入连接所述升压模块，所述关断控制模块的输出连接所述第一功率器件和所述第二功率器件的栅极，用以在所述输入端的电压低于一预设阈值时输出一关断控制信号；
[0015]所述第一功率器件和所述第二功率器件还用以在所述关断控制信号的作用下截止。
[0016]优选地，还包括：
[0017]第二钳位电路，连接于所述升压模块和所述关断控制模块之间，用以对所述第一功率器件和所述第二功率器件的栅源电压进行钳位。
[0018]优选地，所述第一钳位电路包括：二极管，连接于所述输入端的正极和负极之间。
[0019]优选地，所述有源非线性负载包括：
[0020]第一场效应管，所述第一场效应管的栅极连接一第二场效应管的栅极和所述变压器的原边正输入端，所述第一场效应管的漏极连接所述第二场效应管的漏极和所述变压器的原边负输入端；
[0021]第三场效应管，所述第三场效应管的栅极连接一第四场效应管的栅极和所述变压器的原边负输入端，所述第三场效应管的漏极连接所述第四场效应管的漏极和所述变压器的原边正输入端；
[0022]所述第一场效应管和所述第三场效应管的源极连接所述第一钳位电路的正输出端，所述第二场效应管和所述第四场效应管的源极连接所述第一钳位电路的负输出端。
[0023]优选地，所述升压模块包括至少一级电荷泵单元，所述至少一级电荷泵单元串联连接。
[0024]优选地，所述LC谐振振荡器于所述第一钳位电路输出的钳位电压的作用下自动谐振至一谐振频率，所述谐振频率为：
[0025][0026]其中，L
eq
表示所述变压器的谐振电感；C1表示所述电容电路的谐振电容；f0表示所述谐振频率。
[0027]优选地，所述变压器集成于一印刷电路板上。
[0028]优选地，所述第一钳位电路和所述有源非线性负载集成于一第一芯片中。
[0029]优选地，所述变压器和所述有源非线性负载、所述电容电路集成于不同的基板上。
[0030]本专利技术技术方案的优点或有益效果在于：
[0031]本专利技术采用第一钳位电路实现模拟二极管功能，兼容光MOS继电器的外围电路，相对传统的发光二级管，其通电压降更稳定，变化范围更小，一致性更好；采用变压器传输能量，提高了传输效率，且变压器和有源非线性负载和电容电路共同组成LC谐振振荡器，能够自动谐振到谐振频率上；同时除变压器和输出电路的功率器件之外，其他电路均采用标准CMOS加工，提高电路可靠性。
附图说明
[0032]图1为现有技术中，传统的光MOS继电器的电路结构示意图图；
[0033]图2为本专利技术较佳实施例中，模拟光MOS继电器的结构示意图；
[0034]图3为本专利技术较佳实施例中，模拟光MOS继电器具体实施例的结构示意图；
[0035]图4为本专利技术较佳实施例中，LC谐振振荡器具体实施例的结构示意图；
[0036]图5为本专利技术较佳实施例中，有源非线性负载的电流
‑
电压特性示意图；
[0037]图6为本专利技术较佳实施例中，升压模块具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0041]本专利技术的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种模拟光MOS继电器，属于集成电路
，如图2所示，包括：
[0042]第一钳位电路1，连接一输入端，用以对输入端的电压进行钳位；
[0043]其中，第一钳位电路1包括二极管Dio1，二极管Dio1连接于输入端的正极ANODE和负极CATHODE之间，用以将输入端的电压钳位在固定电位，采用二极管Dio1实现模拟二极管功能，实现对光MOS继电器的外围电路的兼容，二极管Dio1的通电压降比发光二级管更稳定、变化范围更小、一致性更好，使得钳位电流更精确。
[0044]LC谐振振荡器2，连接第一钳位电路1，LC谐振振荡器包括依次串联连接的有源非线性负载21、变压器T1和电容电路，其中，电容电路包括电容C1，电容C1与变压器T1副边并联；
[0045]整流电路3，连接LC谐振振荡器2，用于将LC谐振振荡器2输出的交流信号整流为直流信号；
[0046]升压模块4，连接整流电路3，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟光MOS继电器，其特征在于，包括：第一钳位电路，连接一输入端，用以对所述输入端的电压进行钳位；LC谐振振荡器，连接所述第一钳位电路，所述LC谐振振荡器包括依次串联连接的有源非线性负载、变压器和电容电路；整流电路，连接所述LC谐振振荡器，用于将所述LC谐振振荡器输出的交流信号整流为直流信号；升压模块，连接所述整流电路，用于对所述直流信号进行升压；输出电路，包括第一功率器件和第二功率器件，所述第一功率器件的漏极连接至一第一输出端，所述第一功率器件的源极连接所述第二功率器件的源极，所述第二功率器件的漏极连接至一第二输出端。2.根据权利要求1所述的模拟光MOS继电器，其特征在于，还包括：关断控制模块，所述关断控制模块的输入连接所述升压模块，所述关断控制模块的输出连接所述第一功率器件和所述第二功率器件的栅极，用以在所述输入端的电压低于一预设阈值时输出一关断控制信号；所述第一功率器件和所述第二功率器件还用以在所述关断控制信号的作用下截止。3.根据权利要求2所述的模拟光MOS继电器，其特征在于，还包括：第二钳位电路，连接于所述升压模块和所述关断控制模块之间，用以对所述第一功率器件和所述第二功率器件的栅源电压进行钳位。4.根据权利要求1所述的模拟光MOS继电器，其特征在于，所述第一钳位电路包括：二极管，连接于所述输入端的正极和负极之间。5.根据权利要求1所述的模拟光MOS继电器，其特征在于，所述有源非线性负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增露，张仁富，
申请(专利权)人：荣湃半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：