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电压选择电路

阅读:661发布:2021-03-03

IPRDB可以提供电压选择电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供一种可以稳定输出与输入电压相等的电压作为输出电压而没有功率损耗的电压选择电路。如下这样构成电压选择电路:进行可将控制信号输入到第1反相器(INV1)以及第3反相器(INV3)上、第1反相器(INV1)的输出被输入到第2反相器(INV2)以及第4MOSFET(M12)的栅极、第3反相器(INV3)的输出被输入到第4反相器(INV4)以及第3MOSFET(M11)的栅极、第4反相器(INV4)的输出被输入到第2MOSFET(M10)的栅极的连接,而第2MOSFET(M10)的源极上被输入根据控制信号(IN)所选择的第1输入电压(V1),而第4MOSFET(M12)的源极上被输入根据控制信号(IN)所选择的第2输入电压(V2)。,下面是电压选择电路专利的具体信息内容。

1、一种电压选择电路,其特征在于,具有:第1至第4反相器;

包含各自漏极之间共用地连接的N型第1MOSFET以及N型第 2MOSFET的第1开关电路;以及包含各自漏极之间共用地连接的N型第3MOSFET以及N型第 4MOSFET的第2开关电路,进行连接,以使

所述第1至第4反相器上被输入共同的驱动电压、所述第1反相器以及第3反相器上被输入控制信号、所述第1反相器的输出被输入到所述第2反相器以及所述第4MOSFET 的栅极、所述第2反相器的输出被输入到所述第1MOSFET的栅极、所述第3反相器的输出被输入到所述第4反相器以及所述第3MOSFET 的栅极、所述第4反相器的输出被输入到所述第2MOSFET的栅极,所述第2MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选择的第1输入 电压,所述第4MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选择的第2输入 电压,设定所述驱动电压、所述第1输入电压、以及所述第2输入电压的值, 使得所述第1MOSFET或者所述第3MOSFET导通时各自栅极/源极间电压比 栅极/源极间阈值电压大。

2、一种电压选择电路,其特征在于,具有:第1至第4反相器;

包含各自漏极之间共用地连接的P型第1MOSFET以及P型第2MOSFET 的第1开关电路;以及包含各自漏极之间共用地连接的P型第3MOSFET以及P型第4MOSFET 的第2开关电路,进行连接,以使

所述第1至第4反相器上被输入共同的驱动电压、所述第1反相器以及第3反相器上被输入控制信号、所述第1反相器的输出被输入到所述第2反相器以及所述第4MOSFET 的栅极、所述第2反相器的输出被输入到所述第1MOSFET的栅极、所述第3反相器的输出被输入到所述第4反相器以及所述第3MOSFET 的栅极、所述第4反相器的输出被输入到所述第2MOSFET的栅极,所述第2MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选择的第1输入 电压;

所述第4MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选择的第2输入 电压,设定所述驱动电压、所述第1输入电压、以及所述第2输入电压的值, 以使所述第1MOSFET或者所述第3MOSFET在导通时各自栅极/源极间电压 比栅极/源极间阈值电压大。

说明书全文

技术领域

本发明涉及根据控制信号选择并输出多个输入电压的其中之一的电压选 择电路,特别涉及用于输出稳定的电压的技术。

背景技术

在电子电路开发时,有时需要根据控制信号选择并输出多个输入电压的 其中之一的电路(以下称电压选择电路)。这种电路例如图5所示,可使用 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)构成。
在图5中,通过P型MOSFET(M1)、以及N型MOSFET(M2)构成 第1反相器INV1。并且,通过P型MOSFET(M3)、以及N型MOSFET(M4) 构成第2反相器INV2。P型MOSFET(M5)、以及N型MOSFET(M6)构 成第1选通门(transmission gate)SW1。P型MOSFET(M7)、以及N型 MOSFET(M8)构成第2选通门SW2。另外,二极管D1~D4是MOSFET (M5~M8)各自的寄生二极管。
第1反相器INV1作为控制信号被输入IN(‘H’(高电平)或‘L’(低 电平))。第1反相器INV1的输出被分别输入到第2反相器INV2、MOSFET (M5)的栅极、以及MOSFET(M8)的栅极。另外,第2反相器INV2的 输出被分别输入到MOSFET(M6)的栅极、以及MOSFET(M7)的栅极。
MOSFET(M5)的源极、以及MOSFET(M6)的源极上被分别施加根 据控制信号IN所选择的第1输入电压V1。MOSFET(M7)的源极、以及 MOSFET(M8)的源极上被分别施加根据控制信号IN所选择的第2输入电 压V2。
MOSFET(M5~M8)的漏极被共用地连接,基于根据控制信号IN所选 择的第1输入电压V1或第2输入电压V2的任何一个的输出电压V3被输出 到该连接线上。
此时,在图5所示的电压选择电路中,假设作为控制信号IN被输入了‘H’ (高电平)。这时,MOSFET(M5)的栅极、以及MOSFET(M8)的栅极被 分别输入‘L’(低电平),而MOSFET(M6)的栅极、以及MOSFET(M7) 的栅极被分别输入‘H’(高电平)。因此,选通门SW1为导通,另一方面, 选通门SW2为截止,作为此时的输出电压V3变成被输出基于第1输入电压 V1的电压。
另一方面,在图5所示的电压选择电路中,假设作为控制信号IN被输入 了‘L’(低电平)。此时,MOSFET(M5)的栅极、以及MOSFET(M8)的 栅极被分别输入‘H’(高电平),而MOSFET(M6)的栅极、以及MOSFET (M7)的栅极被分别输入‘L’(低电平)。因此,选通门SW1为截止,另一 方面,选通门SW2为导通,作为此时的输出电压V3变成被输出基于第2输 入电压V2的电压。
图6表示电压选择电路的其他例。在该图中,P型MOSFET(M1)、以 及N型MOSFET(M2)构成第1反相器INV1。而P型MOSFET(M3)、 以及N型MOSFET(M4)构成第2反相器INV2。N型MOSFET(M5)、以 及N型MOSFET(M6)漏极之间以及栅极之间被分别共用地连接,并由它 们构成第1开关电路SW1。N型MOSFET(M7)、以及N型MOSFET(M8) 的漏极之间以及栅极之间分别被共用地连接并由它们构成第2开关电路 SW2。另外,二极管D1~D4分别是MOSFET(M5~M8)的寄生二极管。
在图6所示的电压选择电路中,对第1反相器INV1输入控制信号IN(‘H’ (高电平)或‘L’(低电平))。另外,第1反相器INV1的输出被分别输入 到第2反相器INV2、MOSFET(M7)的栅极、以及MOSFET(M8)的栅极。 另外,第2反相器INV2的输出被分别输入到MOSFET(M5)的栅极、以及 MOSFET(M6)的栅极。
MOSFET(M6)的源极上被施加根据控制信号IN所选择的第1输入电 压V1。MOSFET(M8)的源极上被施加根据控制信号IN所选择的第2输入 电压V2。MOSFET(M5)的源极、以及MOSFET(M7)的源极被共用地连 接,基于根据控制信号IN所选择的第1输入电压V1或第2输入电压V2的 任何一个的输出电压V3被输出到该连接线上。
此时,在图6所示的电压选择电路中,假设作为控制信号IN被输入了‘H’ (高电平)。这时,MOSFET(M5)的栅极、以及MOSFET(M6)的栅极被 输入‘H’(高电平),而MOSFET(M7、M8)的栅极被输入‘L’(低电平)。 因此,开关电路SW1为导通,另一方面,开关电路SW2为截止,此时作为 输出电压V3变成被输出基于第1输入电压V1的电压。
另一方面,假设作为控制信号IN被输入‘L’(低电平)时,MOSFET (M5)的栅极、以及MOSFET(M6)的栅极被输入‘L’(低电平),而MOSFET (M7)的栅极、以及MOSFET(M8)的栅极被输入‘H’(高电平)。因此, 开关电路SW1为截止,另一方面,开关电路SW2为导通,此时作为输出电 压V3变成被输出基于第2输入电压V2的电压。
【专利文献1】特开平10-84271号公报
【专利文献2】特开平2003-32090号公报
但是,在图5所示的电路中,例如控制信号IN为‘H’(高电平)的情 况下,MOSFET(M5)、以及MOSFET(M6)导通,MOSFET(M7)、MOSFET (M8)为截止。此时,如果V1+Vd1<V2(Vd1为寄生二极管D3、D4的正向 电压),则寄生二极管D3、D4导通,在寄生二极管D3、D4→MOSFET(M5、 M6)的路径上会流过电流。控制信号IN为‘L’(低电平)的情况也一样, 如果V1+Vd2<V1(Vd2为寄生二极管D1、D2的正向电压),则寄生二极管D1、 D2导通,在寄生二极管D1、D2→MOSFET(M7、M8)的路径上会流过电 流。
另一方面,在图6所示的电路中,例如控制信号IN为‘H’(高电平) 的情况下,MOSFET(M5)、以及MOSFET(M6)导通,MOSFET(M7)、 MOSFET(M8)截止。此时,在变为V1<Vss-Vt(Vt为MOSFET(M7、M8) 导通所需要的电压),V1+Vd3<V2(Vd3为寄生二极管D4的正向电压)的情况 下,MOSFET(M7)的栅极电压=Vss,另外,因为MOSFET(M5)、以及 MOSFET(M6)导通,所以输出电压V3=第1输入电压V1,MOSFET(M7) 的栅极/源极间电压VGS>Vt,MOSFET(M7)导通。因此,在MOSFET(M8) 的寄生二极管D4→MOSFET(M7)→MOSFET(M5)的寄生二极管D1→ MOSFET(M6)的路径上会流过电流。
另外,控制信号IN为‘L’(低电平)的情况下也一样,在满足上述电 压关系的情况下,MOSFET(M6)导通,MOSFET(M8)→MOSFET(M7) →MOSFET(M5)的寄生二极管D1→MOSFET(M6)的路径上会流过电流。
这样,在图5以及图6的任何一个电路中都会发生电流损失,所以输出 电压V3因此变得不稳定,作为输出电压V3未必能够获得与第1输入电压 V1以及第2输入电压V2相同的电压。

发明内容

本发明是鉴于以上的问题而完成的,其目的在于提供一种可以稳定输出 与输入电压相等的电压的电压选择电路。
为了实现上述目的的本发明中第1权利要求项中记载的发明是一种电压 选择电路,包括:第1至第4反相器;包含各自漏极之间共用地连接的N型 第1MOSFET以及N型第2MOSFET的第1开关电路;以及包含各自漏极之 间共用地连接的N型第3MOSFET以及N型第4MOSFET的第2开关电路, 进行连接,以使所述第1至第4反相器上被输入共同的驱动电压、所述第1 反相器以及第3反相器上被输入控制信号、所述第1反相器的输出被输入到 所述第2反相器以及所述第4MOSFET的栅极、所述第2反相器的输出被输 入到所述第1MOSFET的栅极、所述第3反相器的输出被输入到所述第4反 相器以及所述第3MOSFET的栅极、所述第4反相器的输出被输入到所述第 2MOSFET的栅极,所述第2MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选 择的第1输入电压;所述第4MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所 选择的第2输入电压,设定所述驱动电压、所述第1输入电压、以及所述第 2输入电压的值,以使所述第1MOSFET或者所述第3MOSFET在导通时各自 栅极/源极间电压比栅极/源极间阈值电压大。
根据本发明,作为控制信号被输入‘H’(高电平)的情况下,因为第 2MOSFET导通,所以第1MOSFET的漏极电压为第1输入电压。另外,因为 第4MOSFET截止,所以第3MOSFET的漏极电压为开路(高阻抗)。而且, 在第1MOSFET的栅极上因为被输入‘H’(高电平),所以第1MOSFET的栅 极电压为驱动电压。而且,第3MOSFET的栅极上因为被输入‘L’(低电平), 所以第3MOSFET的栅极电压为第1输入电压。
这里,第1MOSFET的漏极/源极间的电流增大时,第1MOSFET的源极 电压会接近第1输入电压V1。因此,第1MOSFET的栅极/源极间电压增大, 由此第1MOSFET的源极电压(此为输出电压)会接近第1输入电压。并且, 通过这样的正反馈,第1MOSFET会自动地充分地导通,其结果,作为输出 电压会获得与第1输入电压相等的电压。
另外,作为控制信号被输入‘L’(低电平)的情况下,因为第4MOSFET 导通,所以第3MOSFET的漏极电压为第2输入电压。另外,因为第2MOSFET 截止,所以第1MOSFET的漏极电压为开路(高阻抗)。在第3MOSFET的栅 极上因为被输入‘H’(高电平),所以第3MOSFET的栅极电压为驱动电压。 而且,第1MOSFET的栅极上因为被输入‘L’(低电平),所以第1MOSFET 的栅极电压为第2输入电压。
这里,第3MOSFET的漏极/源极间的电流增大时,第3MOSFET的源极 电压会接近第2输入电压。因此,第3MOSFET的栅极/源极间电压增大,由 此第3MOSFET的源极电压(此为输出电压)会接近第2输入电压。并且, 通过这样的正反馈,第3MOSFET会自动且充分地导通,其结果,作为输出 电压可获得与第2输入电压相等的电压。
这样,在本发明的电压选择电路中,作为控制信号IN被输入‘H’(高 电平)的情况下,与第1输入电压相等的电压作为输出电压被输出,另一方 面,作为控制信号IN被输入‘L’(低电平)的情况下,与第2输入电压相等 的电压作为输出电压被输出。因此,在本发明的电压选择电路中,作为输出 电压可以稳定输出与第1输入电压或第2输入电压相等的电压。
另外,本发明中第2权利要求项中所述的发明是一种电压选择电路,包 括:第1至第4反相器;包含各自漏极之间共用地连接的P型第1MOSFET 以及P型第2MOSFET的第1开关电路;以及包含各自漏极之间共用地连接 的P型第3MOSFET以及P型第4MOSFET的第2开关电路,进行连接、以 使所述第1至第4反相器上被输入共同的驱动电压、所述第1反相器以及第 3反相器上被输入控制信号、所述第1反相器的输出被输入到所述第2反相 器以及所述第4MOSFET的栅极、所述第2反相器的输出被输入到所述第 1MOSFET的栅极、所述第3反相器的输出被输入到所述第4反相器以及所述 第3MOSFET的栅极、所述第4反相器的输出被输入到所述第2MOSFET的 栅极,所述第2MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选择的第1输 入电压,所述第4MOSFET的源极上被输入根据所述控制信号所选择的第2 输入电压,设定所述驱动电压、所述第1输入电压、以及所述第2输入电压 的值,使得所述第1MOSFET或者所述第3MOSFET在导通时各自栅极/源极 间电压比栅极/源极间阈值电压大。
根据本发明,作为控制信号被输入‘L’(低电平)的情况下,因为第 2MOSFET导通,所以第1MOSFET的漏极电压为第1输入电压。另外,因为 第4MOSFET截止,所以第3MOSFET的漏极电压为开路(高阻抗)。而且, 在第1MOSFET的栅极上因为被输入‘L’(低电平),所以第1MOSFET的栅 极电压为驱动电压。而且,第3MOSFET的栅极上因为被输入‘H’(高电平), 所以第3MOSFET的栅极电压为第1输入电压。
这里,第1MOSFET的漏极/源极间的电流增大时,第1MOSFET的源极 电压会接近第1输入电压。因此,第1MOSFET的栅极/源极间电压增大,由 此第1MOSFET的源极电压(此为输出电压)会接近第1输入电压。并且, 通过这样的正反馈,第1MOSFET会自动且充分地导通,其结果,作为输出 电压可获得与第1输入电压V1相等的电压。
另外,作为控制信号IN被输入‘H’(高电平)的情况下,因为第 4MOSFET导通,所以第3MOSFET的漏极电压为第2输入电压。另外,因为 第2MOSFET截止,所以第1MOSFET的漏极电压为开路(高阻抗)。而且, 在第3MOSFET的栅极上因为被输入‘L’(低电平),所以第3MOSFET的栅 极电压为驱动电压。而且,第1MOSFET的栅极上因为被输入‘H’(高电平), 所以第1MOSFET的栅极电压为第2输入电压。
这里,第3MOSFET的漏极/源极间的电流增大时,第3MOSFET的源极 电压会接近第2输入电压。因此,第3MOSFET的栅极/源极间电压增大,由 此第3MOSFET的源极电压(此为输出电压)会接近第2输入电压。并且, 通过这样的正反馈,第3MOSFET会自动地充分地导通,其结果,作为输出 电压会获得与第2输入电压V2相等的电压。
这样,在本发明的电压选择电路中,作为控制信号IN被输入‘L’(低 电平)的情况下,与第1输入电压相等的电压作为输出电压被输出,另一方 面,作为控制信号IN被输入‘H’(高电平)的情况下,与第2输入电压相 等的电压作为输出电压被输出。因此,在本发明的电压选择电路中,作为输 出电压可以稳定输出与第1输入电压或第2输入电压相等的电压。
根据本发明,可以提供一种稳定输出与输入电压相等的电压的电压选择 电路。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式进行说明的、使用MOSFET构成的电压 选择电路的电路图。
图2是说明输入到作为本发明的一实施方式表示的MOSFET(M9)以 及MOSFET(M11)的各自端子的电压状态的等价电路。
图3是说明输入到作为本发明的一实施方式表示的MOSFET(M10)以 及MOSFET(M12)的各自端子的电压状态的等价电路。
图4是作为本发明的一实施方式进行说明的、使用MOSFET构成的电压 选择电路的电路图。
图5是表示电压选择电路的一例的图。
图6是表示电压选择电路的其他一例的图。

具体实施方式

以下,详细说明本发明的实施方式。
<实施方式1>
图1表示作为本发明的一实施方式进行说明的、使用MOSFET构成的电 压选择电路的电路图。在该图中,P型MOSFET(M1)、以及N型MOSFET (M2)构成第1反相器INV1。另外,P型MOSFET(M3)、以及N型MOSFET (M4)构成第2反相器INV2。P型MOSFET(M5)、以及N型MOSFET(M6) 构成第3反相器INV3。P型MOSFET(M7)、以及N型MOSFET(M8)构 成第4反相器INV4。
N型MOSFET(M9)(第1MOSFET)的漏极、以及N型MOSFET(M10) (第2MOSFET)的漏极被共用地连接,由它们构成第1开关电路SW1。另 外,N型MOSFET(M11)(第3MOSFET)的漏极、N型MOSFET(M12) (第4MOSFET)的漏极被共用地连接,由它们构成第2开关电路SW2。此 外,在该图中,与MOSFET(M9~M12)并述的各自二极管D1~D4是各自 MOSFET(M9~12)的寄生二极管。
在图1所示的电压选择电路中,对第1反相器INV1、以及第3反相器 INV3共同输入控制信号IN(‘H’(高电平)或‘L’(低电平))。并且,第1 反相器INV1的输出被分别输入到第2反相器INV2、以及MOSFET(M12) 的栅极。另外,第2反相器INV2的输出被输入到MOSFET(M9)的栅极。 第3反相器INV3的输出被分别输入到第4反相器INV4、以及MOSFET(M11) 的栅极。第4反相器INV4的输出被输入到MOSFET(M10)的栅极。另外, MOSFET(M1,M3,M5,M7)的源极上被施加驱动电压VDD。
MOSFET(M2)的源极、以及MOSFET(M4)的源极上被施加根据控 制信号IN所选择的、第2输入电压V2。MOSFET(M6)的源极、以及MOSFET (M8)的源极上被施加根据控制信号IN所选择的、第1输入电压V1。另外, MOSFET(M9)的源极和MOSFET(M11)的源极被共用地连接,基于根据 控制信号IN所选择的第1输入电压V1、或第2输入电压V2的任何一个的 输出电压V3被输出到该连接线上。
此时,在图1所示的电压选择电路中,假设作为上述控制信号IN被输入 了‘H’(高电平)。这时,MOSFET(M9)的栅极、以及MOSFET(M10) 的栅极都被输入‘H’(高电平)。MOSFET(M11)的栅极、以及MOSFET (M12)的栅极都被输入‘L’(低电平)。因此,此时开关电路SW1为导通, 而开关电路SW2为截止,作为输出电压V3被输出基于第1输入电压V1的 电压。
图2是说明在该时刻,对MOSFET(M9)、以及MOSFET(M11)的各 自端子所施加的电压的状态的等价电路。另外,在该图中。Cgs1是MOSFET (M9)的栅极/源极间的寄生电容,Cgs2是MOSFET(M11)的栅极/源极间 的寄生电容。
如图2所示,在该时刻,因为MOSFET(M10)导通,所以MOSFET(M9) 的漏极电压为第1输入电压V1。另外,因为MOSFET(M12)截止,所以 MOSFET(M11)的漏极电压为开路(高阻抗)。而且,在该时刻,因为MOSFET (M3)导通,所以MOSFET(M9)的栅极电压为VDD,并且因为MOSFET (M6)导通,所以MOSFET(M11)的栅极电压为第1输入电压V1。
这里,MOSFET(M9)的漏极/源极间的电流增大时,MOSFET(M9) 的源极电压会接近第1输入电压V1。因此,MOSFET(M9)的栅极/源极间 电压增大,由此MOSFET(M9)的源极电压(输出电压V3的电压)会接近 第1输入电压V1。并且,通过这样的正反馈,MOSFET(M9)会自动地充 分地导通,其结果,作为输出电压V3可获得与第1输入电压V1相等的电压。
另外,为了在MOSFET(M11)导通时,MOSFET(M9)的漏极/源极 间导通,需要满足这样的条件,即,使MOSFET(M9)的栅极/源极间的阈 值电压为Vth的情况下,MOSFET(M9)的栅极/源极间电压VGS比Vth大 (VGS>Vth)(例如寄生电容Cgs1,Cgs2的大小相等时,上述条件为(VDD-V1) /2>Vth)。
另一方面,在图1所示的电压选择电路中,作为上述控制信号IN被输入 了‘L’(低电平)的情况下,MOSFET(M9)的栅极、以及MOSFET(M10) 的栅极被输入‘L’(低电平)。MOSFET(M11)的栅极、以及MOSFET(M12) 的栅极被输入‘H’(高电平)。因此,开关电路SW1为截止,另外,开关电 路SW2为导通,此时作为输出电压V3变成被输出基于第2输入电压V2的 电压。
图3是说明了这种情况下的、MOSFET(M10)、以及MOSFET(M12) 的各自端子所输入的电压的状态的等价电路。如该图所示,因为MOSFET (M12)导通,所以MOSFET(M11)的漏极电压为第2输入电压V2。另外, 因为MOSFET(M10)截止,所以MOSFET(M9)的漏极电压为开路(高阻 抗)。另外,因为在MOSFET(M11)的栅极上被输入‘H’(高电平),所以 MOSFET(M11)的栅极电压为VDD。而且,因为MOSFET(M9)的栅极 上被输入‘L’(低电平),所以MOSFET(M9)的栅极电压为第2输入电压 V2。
这里,MOSFET(M11)的漏极/源极间电流增大时,MOSFET(M11) 的源极电压会接近第2输入电压V2。因此,MOSFET(M11)的栅极/源极间 电压增大,由此MOSFET(M11)的源极电压(输出电压V3的电压)会接 近第2输入电压V2。并且通过这样的正反馈,MOSFET(M11)会自动地充 分地导通,其结果,作为输出电压V3可获得与第2输入电压V2相等的电压。
另外,为了在MOSFET(M11)导通时,MOSFET(M11)的漏极/源极 间导通,需要满足这样的条件,即,使MOSFET(M11)的栅极/源极间的阈 值电压为Vth的情况下,MOSFET(M11)的栅极/源极间电压VGS比Vth大 (VGS>Vth)(例如寄生电容Cgs1,Cgs2的大小相等时,上述条件为(VDD-V2) /2>Vth)。
如以上那样,在本实施方式的电压选择电路中,作为控制信号IN被输入 ‘H’(高电平)的情况下,作为输出电压V3被输出与第1输入电压相等的 电压,另一方面,作为控制信号IN被输入‘L’(低电平)的情况下,作为输 出电压V3被输出与第2输入电压相等的电压。因此,根据本实施方式的电 压选择电路,几乎不产生电流损失,作为输出电压V3能够稳定地输出与第1 输入电压V1或第2输入电压V2相等的电压。
另外,为了由以上的结构构成的电压选择电路如以上说明的那样动作, 需要分别设定VDD、第1输入电压V1、以及第2输入电压V2的值,以满足 作为控制信号IN在被输入‘H’(高电平)或‘L’(低电平)其中任何一个 的情况下,MOSFET(M9)或MOSFET(M11)分别导通时VGS>Vth这样的 条件。
<实施方式2>
但是,以上说明的电压选择电路的开关电路SW1、SW2使用N型 MOSFET构成,但是也可使用P型MOSFET构成开关电路SW1、SW2。
图4是使用P型MOSFET构成了开关电路SW1、SW2的电压选择电路 的一例。在该图中,第1至第3反相器INV1~INV4的结构与图1一样。
P型MOSFET(M9)(第1MOSFET)的漏极、以及P型MOSFET(M10) (第2MOSFET)的漏极被共用地连接,由它们构成第1开关电路SW1。另 外,P型MOSFET(M11)(第3MOSFET)的漏极、P型MOSFET(M12)(第 4MOSFET)的漏极被共用地连接,由它们构成第2开关电路SW2。此外,在 该图中,与MOSFET(M9~M12)并述的各二极管D1~D4是各MOSFET (M9~12)的寄生二极管。
对第1反相器INV1、以及第3反相器INV3共同输入控制信号IN(‘H’ 或‘L’)。并且,第1反相器INV1的输出被分别输入到第2反相器INV2、 以及MOSFET(M11)的栅极。另外,第2反相器INV2的输出被输入到 MOSFET(M10)的栅极。第3反相器INV3的输出被分别输入到第4反相器 INV4、以及MOSFET(M12)的栅极。第4反相器INV4的输出被输入到 MOSFET(M9)的栅极。另外,MOSFET(M2,M4,M6,M8)的源极上 被施加驱动电压VSS。
MOSFET(M5)的源极、以及MOSFET(M7)的源极上被施加根据控 制信号IN被选择的、第2输入电压V2。另外,MOSFET(M6)的源极、以 及MOSFET(M8)的源极上被施加VSS。另外,MOSFET(M9)的源极和 MOSFET(M11)的源极被共用地连接。
此时,在图4所示的电压选择电路中,假设作为上述控制信号IN被输入 了‘L’(低电平)。这时,MOSFET(M9)的栅极、以及MOSFET(M10) 的栅极都被输入‘L’(低电平)。另外,MOSFET(M11)的栅极、以及MOSFET (M12)的栅极都被输入‘H’(高电平)。因此,此时,开关电路SW1为导 通,而且开关电路SW2为截止,作为输出电压V3变成被输出基于第1输入 电压V1的电压。
这里,MOSFET(M9)的漏极/源极间的电流增大时,MOSFET(M9) 的源极电压会接近第1输入电压V1。因此,MOSFET(M9)的栅极/源极间 电压增大,由此MOSFET(M9)的源极电压(输出电压V3的电压)会接近 第1输入电压V1。并且,通过这样的正反馈,MOSFET(M9)会自动且充 分地导通,其结果,作为输出电压V3会获得与第1输入电压V1相等的电压。
另外,为了在MOSFET(M11)导通时,MOSFET(M9)的漏极/源极 间导通,需要满足这样的条件,即,使MOSFET(M9)的栅极/源极间的阈 值电压为Vth的情况下,MOSFET(M9)的栅极/源极间电压VGS比Vth大 (VGS>Vth)(例如MOSFET(M9)的栅极/源极间的寄生电容Cgs1与MOSFET (M11)的栅极/源极间的寄生电容Cgs2的大小相等时,上述条件为(V1-VSS) /2>Vth)。
另一方面,在图4所示的电压选择电路中,作为上述控制信号IN被输入 了‘H’(高电平)的情况下,MOSFET(M9)的栅极、以及MOSFET(M10) 的栅极被输入‘H’(高电平)。另外,MOSFET(M11)的栅极、以及MOSFET (M12)的栅极被输入‘L’(低电平)。因此,开关电路SW1为截止,另外, 开关电路SW2为导通,此时作为输出电压V3变成被输出基于第2输入电压 V2的电压。
这里,MOSFET(M11)的漏极/源极间电流增大时,MOSFET(M11) 的源极电压会接近第2输入电压V2。因此,MOSFET(M11)的栅极/源极将 电压增大,由此MOSFET(M11)的源极电压(输出电压V3的电压)会接 近第2输入电压V2。并且通过这样的正反馈,MOSFET(M11)会自动且充 分地导通,其结果,作为输出电压V3可获得与第2输入电压V2相等的电压。
另外,为了在MOSFET(M11)导通时,MOSFET(M11)的漏极/源极 间导通,需要满足这样的条件,即,使MOSFET(M11)的栅极/源极间的阈 值电压为Vth的情况下,MOSFET(M11)的栅极/源极间电压VGS比Vth大 (VGS>Vth)(例如MOSFET(M9)的栅极/源极间的寄生电容Cgs1与MOSFET (M11)的栅极/源极间的寄生电容Cgs2的大小相等时,上述条件为(V2-VSS) /2>Vth)。
这样,电压选择电路也可以为在开关电路SW1、SW2中使用P型 MOSFET的结构。并且,根据本实施方式的电压选择电路,作为控制信号IN 被输入‘L’(低电平)的情况下,作为输出电压V3被输出与第1输入电压 相等的电压,另一方面,作为控制信号IN被输入‘H’(高电平)的情况下, 作为输出电压V3被输出与第2输入电压相等的电压。因此,根据本实施方 式的电压选择电路,几乎不会产生电流损失,作为输出电压V3能够稳定地 输出与第1输入电压V1或第2输入电压V2相等的电压。
另外,为了由以上的结构构成的电压选择电路如以上说明的那样动作, 需要分别设定VSS、第1输入电压V1、以及第2输入电压V2的值,以满足 作为控制信号IN在被输入‘H’(高电平)或‘L’(低电平)其中任何一个 的情况下,MOSFET(M9)或MOSFET(M11)分别导通时VGS>Vth这样的 条件。
以上,就本发明的一实施方式详细地进行了说明,但是以上的实施方式 的说明用于使本发明的理解变得容易,不是限定本发明。当然,本发明可以 不脱离其思想地进行变更、改进的同时,其等价物也包含在本发明中。
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