开关电路和使用该开关电路的超声波探头以及超声波诊断装置制造方法及图纸

实施方式的发送接收分离开关电路是以下电路：具有连接在输入端子(SWIN)与输出端子(SWOUT)之间的第一MOSFET(MN1)和第二MOSFET(MN2)，在发送时成为开关截止状态，在接收时成为开关导通状态。上述开关电路具有在上述第一MOSFET与上述第二MOSFET的栅极相互连接而成的共栅极(COMG)以及源极相互连接而成的共源极(COMS)之间连接的分流电路(SHNT)。而且，在对上述输入端子施加相对于基准电压为负电压的信号的情况下，上述分流电路通过暂时成为导通的开关使上述共栅极与上述共源极之间短路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及开关电路和使用该开关电路的超声波探头以及超声波诊断装置。本专利技术涉及，例如使用于超声波诊断装置的结构要素即超声波探头中的、分离由低压设备构成的接收电路而保护其免受由高耐压设备构成的发送电路所输出的高压信号的影响的发送接收分离开关。
技术介绍
超声波诊断装置为不会侵入于人体且安全性高的医疗诊断设备，与X射线诊断装置、MRI(MagneticResonanceImaging：核磁共振成象)装置等其它医用图像诊断装置相比，装置规模小。另外，超声波诊断装置为通过使超声波探头仅从体表进行接触这种简单的操作而能够实时地显示例如心脏的脉动、胎儿的活动这种检查对象的活动的状况的装置。由此，超声波诊断装置在当今的医疗中起到重要的作用。在超声波诊断装置中，通过向内置于超声波探头的多个振子的每个振子供给高电压的驱动信号，由此将超声波发送到被检体内。在被检体内，在多个振子的每个振子中接收因生物体组织的声阻抗的差异而引起的超声波的反射波，根据由超声波探头接收到的反射波来生成图像。向内置于超声波探头的每个振子供给高电压的驱动信号的发送电路由高耐压的设备构成，使得能够生成几十～几百V峰对峰(peaktopeak)的高压信号。因此，在将发送电路在硅片上实现为集成电路的情况下，需要大面积。另一方面，来自被检体内生物体组织的反射波受到生物体内的衰减、扩散的影响，因此在各振子中声-电转换而得的接收信号的振幅非常微小。将该微小的信号进行放大并进行信号处理的接收电路由低压设备构成，以便实现低噪音、低电力消耗、小面积。在超声波探头中，超声波探头内的每个振子为相同元件进行电-声与声-电这两者的换能器，连接有向相同元件供给高电压的发送电路以及接收微弱的接收信号的接收电路两者。此时，在发送电路将高电压的驱动信号供给给振子的情况下，通常在振子与接收电路之间插入开关，使得对由低压设备构成的接收电路进行电保护。将该开关称为发送接收分离开关。发送接收分离开关在发送时处于开关截止状态，分离接收电路并进行电保护，使其免受由发送电路生成的高电压的驱动信号的影响。在接收时处于开关导通状态，起到使来自振子的微弱的接收信号以低损耗进行通过的作用。通过上述作用，对发送接收分离开关要求耐受高电压信号的电特性，需要由高耐压设备构成。例如，作为与发送接收分离开关有关的技术，存在日本特开2004-363997号公报(专利文献1)、日本特开2004-274721号公报(专利文献2)。在专利文献1中作为开关电路而记载了以下开关电路：在基本结构的两个NMOSFET的栅极-源极之间连接电容，使该电容保持栅极-源极之间电压，维持开关导通状态、开关截止状态。另外，在专利文献2中作为开关电路而记载了以下开关电路：通过PMOSFET使基本结构的两个NMOSFET的栅极电位上升而进行开关导通，通过NMOSFET使栅极-源极之间短路而进行开关截止。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-363997号公报专利文献2：日本特开2004-274721号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在与上述发送接收分离开关有关的技术中，一边使用面积大的高耐压设备一边以小面积来实现包含该发送接收分离开关的电路这一情况是超声波探头的大课题。因此，如何通过非常少的高耐压设备元件数来构成电路较重要。在超声波探头中，通常，对各振子施加的高压信号带延迟地、进行超声波束的形成、波束的扫描，但是超声波探头内的多个振子排列的间距需要小到能够许可由衍射引起的栅瓣的影响的程度。因此，特别是在将振子与包含对应于该振子的发送接收电路的集成电路以1对1的大小进行重叠地安装的情况下，电路面积受到限制，必须在规定的面积上配置电路。另外，作为其它超声波探头的课题而可举出低功耗(电力消耗)。超声波探头与被检体直接进行接触，因此为了防止因发热引起的低温烫伤而需要抑制探头内电路功耗直到能够充分散热的程度为止。这样，要求用于以小面积且低功耗来实现超声波探头内的电路的电路、作为该结构要素的小面积且低功耗的发送接收分离开关。作为这种电路，上述专利文献1的开关电路除了基本结构的两个NMOSFET以外，还具有用于设为开关导通状态的PMOSFET以及用于设为开关截止状态的NMOSFET。在该专利文献1中，在设为两个NMOSFET、PMOSFET、NMOSFET即高耐压MOSFET需要四个这一点，面积成为问题。另外，为了消除对从开关导通向截止或从开关截止向导通逐渐转变的担心等，在两个NMOSFET的栅极-源极之间连接的电容必须为足够大的电容值，因此电容面积也成问题。另外，在上述专利文献2中，也设两个NMOSFET、用于设为开关导通状态的PMOSFET、用于设为开关截止状态的PMOSFET即高耐压MOSFET需要四个这一点，面积成为问题。并且，在专利文献2中，在开关截止状态下，需要使稳态电流继续流向电平移位电路，从而存在专利文献1中没有的、产生由稳态电流引起的功耗这种问题。本专利技术的代表性目的在于，提供一种通过三个高耐压MOSFET来构成而实现小面积、并且不会使稳态电流流动而能够实现低功耗的开关电路。通过本说明书的记述和附图，能够更加明确本专利技术的上述以及其它目的、新特征。用于解决课题的手段以下，简单说明在本申请中公开的专利技术中代表性专利技术的概要。代表性的开关电路为以下电路：具有在输入端子与输出端子之间连接的第一MOSFET和第二MOSFET，在发送时成为开关截止状态，在接收时成为开关导通状态。上述开关电路具有在上述第一MOSFET与上述第二MOSFET的栅极相互连接而得的共栅极、以及源极相互连接而得的共源极之间连接的分流电路。而且，上述分流电路对上述输入端子施加相对于基准电压为负电压的信号的情况下，通过暂时导通的开关使上述共栅极与上述共源极之间短路。更优选是，上述分流电路具有：滤波器，其在上述共栅极与上述共源极之间连接，由电阻和电容器构成；以及作为上述开关的第三MOSFET，其与上述滤波器相连接，在上述电阻的电阻值与上述电容器的电容值的积即时间常数以下上述共栅极与上述共源极之间的电压增加的情况下，使上述共栅极与上述共源极之间短路。而且，能够调整上述电阻器的电阻值与上述电容器的电容值的积即上述时间常数。并且，更优选是，上述开关电路具有第五MOSFET，该第五MOSFET与上述共栅极相连接，通过导通而对上述共栅极施加预定的电源电压，由此处于上述开关导通状态，通过截止使上述共栅极与上述共源极之间的电压处于阈值电压以下，由此处于上述开关截止状态。专利技术效果以下，简单说明在本申请中公开的专利技术中通过代表性专利技术得到的效果。代表性效果是，能够通过三个高耐压MOSFET来构成而实现小面积、并且不会使稳态电流流动而能够实现低功耗的开关电路。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式中的发送接收分离开关电路的结构的一例的电路图。图2是说明在图1的发送接收分离开关电路的结构中的动作的一例的时序图。图3是说明针对图1的发送接收分离开关电路的结构，删除了分流电路的情况下的动作的一例的时序图。图4是表示在图1的发送接收分离开关电路的结构中，高耐压MOSFET的通常结构的截面图。图5是表示本专利技术的第二实施方式中的发送接收分离开关电路的结构的一例的电路图。图6是表示本专利技术的第三实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电路，具有连接在输入端子与输出端子之间的第一MOSFET和第二MOSFET，该开关电路在发送时成为开关截止状态，在接收时成为开关导通状态，其特征在于，该开关电路具有分流电路，该分流电路连接在上述第一MOSFET和上述第二MOSFET的栅极相互连接而成的共栅极与上述第一MOSFET和上述第二MOSFET的源极相互连接而成的共源极之间，在对上述输入端子施加了相对于基准电压为负电压的信号的情况下，上述分流电路通过暂时成为导通的开关而使上述共栅极与上述共源极之间短路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种开关电路，具有连接在输入端子与输出端子之间的第一MOSFET和第二MOSFET，该开关电路在发送时成为开关截止状态，在接收时成为开关导通状态，其特征在于，该开关电路具有分流电路，该分流电路连接在上述第一MOSFET和上述第二MOSFET的栅极相互连接而成的共栅极与上述第一MOSFET和上述第二MOSFET的源极相互连接而成的共源极之间，在对上述输入端子施加了相对于基准电压为负电压的信号的情况下，上述分流电路通过暂时成为导通的开关而使上述共栅极与上述共源极之间短路。2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，上述分流电路具有：滤波器，其连接在上述共栅极与上述共源极之间，由电阻和电容器构成；以及作为上述开关的第三MOSFET，其与上述滤波器连接，并在上述共栅极与上述共源极之间的电压在上述电阻的电阻值与上述电容器的电容值的积即时间常数以下增加的情况下，使上述共栅极与上述共源极之间短路，上述电阻的电阻值与上述电容器的电容值的积即上述时间常数是能够调整的。3.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，与上述第三MOSFET相比，上述第一MOSFET和上述第二MOSFET的耐电压更高。4.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，该开关电路在上述共栅极与上述共源极之间具有电阻，该电阻与上述分流电路并联连接，在上述开关截止状态下避免从上述共源极观察到的上述共栅极的浮动状态而维持上述开关截止状态。5.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，该开关电路具有二极管，该二极管与上述输出端子连接，相对于在上述开关导通状态下对上述输入端子施加的信号的上述基准电压，在高电位侧和低电位侧施加钳位。6.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，该开关电路具有第四MOSFET，该第四MOSFET与上述输出端子连接，相对于在上述开关导通状态下对上述输入端子施加的信号的上述基准电压，使上述输出端子短路，与上述第一MOSFET和上述第二MOSFET相比，上述第四MOSFET的耐电压更低。7.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，该开关电路具有第五MOSFET，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：梶山新也，五十岚丰，矢崎彻，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP