输出级电路制造技术

一种输出级电路，该输出级电路包含：一功率反相器，耦接一信号端；以及一动态偏压电路，该动态偏压电路电性连接于一系统电压端与该功率反相器之间，该动态偏压电路包含至少一齐纳二极管，用以维持该功率反相器的至少一晶体管的栅极与源极之间的跨压于一第一绝对值范围内，该至少一晶体管该栅极与漏极之间、该漏极与该源极之间的跨压于一第二绝对值范围内。

【技术实现步骤摘要】
输出级电路
本专利技术涉及一种输出级电路架构。
技术介绍
目前在输出级电路的设计上，为达到高速且高效率的目的，电路大部分采用推挽式(push-pull)的架构输出，此架构优点为输出电压可达到近乎轨对轨(rail-to-rail)的输出，因此效率高且易于整合于集成电路中。随着半导体工艺的进步，已经来到纳米的世代，故微缩元件所能承受的崩溃电压越来越低，因此，输出的电压范围将受限于工艺特性而越来越低，若欲使用在输出电压大于元件崩溃电压的系统中，将越来越困难。
技术实现思路
本公开的一实施例提供一种输出级电路，该输出级电路包含：一功率反相器，耦接一信号端；以及一动态偏压电路，该动态偏压电路电性连接于一系统电压端与该功率反相器之间，该动态偏压电路包含至少一齐纳二极管，用以维持该功率反相器的至少一晶体管的栅极与源极之间的跨压于一第一绝对值范围内，该至少一晶体管该栅极与漏极之间、该漏极与该源极之间的跨压于一第二绝对值范围内。本公开的一实施例提供一种输出级电路的信号处理方法，该方法包括：接收一第一电平信号；维持P型晶体管的栅极与源极之间的跨压，以及维持栅极与漏极之间的跨压，以及维持漏极与源极之间的跨压，该跨压使得该P型晶体管在导通时工作于线性区；输出一系统最高压；接收一第二电平信号；维持N型晶体管的栅极与源极之间的跨压以及维持栅极与漏极之间的跨压，以及维持漏极与源极之间的跨压，该跨压使得该N型晶体管在导通时工作于线性区；以及输出一系统最低压。前文已颇为广泛地概述本专利技术的特征及技术优势以便可更好地理解随后的本专利技术的详细描述。本专利技术的额外特征及优势将在下文中加以描述，且形成本专利技术的权利要求书的主题。本领域技术人员应了解，所揭示的概念及特定实施例可易于用作修改或设计其他结构或程序以用于进行本专利技术的同样目的的基础。本领域技术人员亦应认识到，此等等效构造并不脱离如随附权利要求书中所阐明的本专利技术的精神及范围。附图说明由以下详细说明与附随图式得以最佳了解本申请案揭示内容的各方面。注意，根据产业的标准实施方式，各种特征并非依比例绘示。实际上，为了清楚讨论，可任意增大或缩小各种特征的尺寸。图1是根据一些实施例说明超声波系统的装置表示图。图2是根据一些实施例说明输出级电路的装置表示图。图3是根据一些实施例说明输出级电路的装置表示图。图4是根据一些实施例说明输出级电路的装置表示图。上文已经概略地叙述本公开的附图，从而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求书标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属
的技术人员应可了解，下文揭示的概念与特定实施例可作为基础而相当轻易地予以修改或设计其它结构或工艺而实现与本公开相同的目的。本公开所属
的技术人员亦应可了解，这类等效的建构并无法脱离后附的权利要求书所提出的本公开的精神和范围。【符号说明】11传感器阵列12高压多工器13脉冲器14数字信号处理器15A/D转换器16可调制增益放大器17低噪声放大器18传送/接收开关19节点20高压信号21上半部动态偏压电路22下半部动态偏压电路23功率反相器24上半部保护电路25下半部保护电路26负载27上半部电平移相器28下半部电平移相器27-1电平移相器及延迟电路28-1电平移相器及延迟电路29节点30节点31节点32二极管33电阻34齐纳二极管35二极管36电阻37齐纳二极管38电阻39电容41上半部电平移相器42齐纳二极管43电阻44电阻45功率反相器46负载47节点48节点49节点51上半部动态偏压电路52齐纳二极管53电阻54肖特基二极管61下半部电平移相器62齐纳二极管63电阻64电阻66逆变器71下半部动态偏压电路72齐纳二极管73电阻74肖特基二极管81上半部保护电路91下半部保护电路92齐纳二极管93电阻94电阻95电阻100超声波系统101上半部电平移相器102电平移相器及延迟电路103下半部电平移相器104电平移相器及延迟电路106节点108节点200输出级电路300输出级电路400输出级电路MP1、MP2、MP4P型晶体管MN1、MN2、MN3N型晶体管VH1第一高压端VH2第二高压端VL1第一低压端VL2第二低压端IN_P、IN_N信号输入端Q1、Q2、Q6、Q7、Q10、Q11P型Q3、Q4、Q5、Q8、Q9N型晶体管晶体管R1～R7P型晶体管VC定电源VDD电压端S1～S7N型晶体管VSS电压端具体实施方式以下揭示内容提供许多不同的实施方式或范例，用于实施本申请案的不同特征。元件与配置的特定范例的描述如下，以简化本申请案的揭示内容。当然，这些仅为范例，并非用于限制本申请案。例如，以下描述在第二特征上或上方形成第一特征可包含形成直接接触的第一与第二特征的实施方式，也可包含在该第一与第二特征之间形成其他特征的实施方式，因而该第一与第二特征可并非直接接触。此外，本申请案可在不同范例中重复元件符号和/或字母。此重复为了简化与清楚的目的，而非支配不同实施方式和/或所讨论架构之间的关系。再者，本申请案可使用空间对应语词，例如「之下」、「低于」、「较低」、「高于」、「较高」等类似语词的简单说明，以描述图式中一元件或特征与另一元件或特征的关系。空间对应语词用以包括除了图式中描述的位向之外，装置于使用或操作中的不同位向。装置或可被定位(旋转90度或是其他位向)，并且可相应解释本申请案使用的空间对应描述。本申请的实施例公开一种输出电压不受限于元件崩溃电压的输出级电路。在集成电路中，先进的工艺让半导体元件持续微缩，半导体元件通道越短使得开关速度更快，然而微缩结果使该微缩半导体元件本身较无法同时忍受高电压及大电流操作。举例来说，在超声波电路的领域中，输出端需要高压脉冲产生器来驱动探头，若是想要使用集成电路工艺来实现高电压输出，输出级电路就需要有特殊的设计来克服个别元件的低崩溃电压。一般而言，高压脉冲产生器的输出级电路受限于元件的崩溃电压。例如：60V的元件用于输出级只能输出0～60V或是±30V的输出电压。本申请提供一种输出电压不受限于元件崩溃电压的输出级电路，可设计以低压的半导体元件实现较大摆幅的输出电压。图1是根据一些实施例说明超声波系统100的装置表示图。超声波系统100包含传感器阵列11、高压多工器12、脉冲器13、数字信号处理器14、A/D转换器15、可调制增益放大器16、低噪声放大器17、传送/接收开关18等。传感器阵列11电性连接高压多工器12，高压多工器12、脉冲器13的输出端、传送/接收开关18连接于节点19，传送/接收开关18连接低噪声放大器17，低噪声放大器17连接可调制增益放大器16，可调制增益放大器16连接A/D转换器15，低噪声放大器17位于传送/接收开关18和可调制增益放大器16之间，可调制增益放大器16位于A/D转换器15和低噪声放大器17之间，A/D转换器15位于可调制增益放大器16和数字信号处理器14之间，数字信号处理器14同时连接脉冲器13与A/D转换器15。数字信号处理器14能处理整个超声波系统100的信号运算，数字信号处理器14命令脉冲器13发出一高压信号20，藉由传送/接收开关18的通道控制，导引高压信号20经过节点19并且传送到高压多工器12，高压多工器12通过选择线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出级电路，该输出级电路包含：功率反相器，耦接信号端；以及动态偏压电路，该动态偏压电路电性连接于系统电压端与该功率反相器之间，该动态偏压电路包含至少一齐纳二极管，用以维持该功率反相器的至少一晶体管的栅极与源极之间的跨压于第一绝对值范围内，该至少一晶体管该栅极与漏极之间、该漏极与该源极之间的跨压于第二绝对值范围内。

【技术特征摘要】
2015.12.30 TW 1041445401.一种输出级电路，该输出级电路包含：功率反相器，耦接信号端；以及动态偏压电路，该动态偏压电路电性连接于系统电压端与该功率反相器之间，该动态偏压电路包含至少一齐纳二极管，用以维持该功率反相器的至少一晶体管的栅极与源极之间的跨压于第一绝对值范围内，该至少一晶体管该栅极与漏极之间、该漏极与该源极之间的跨压于第二绝对值范围内。2.如权利要求1所述的输出级电路，其中该至少一齐纳二极管跨接于该至少一晶体管的该栅极与该源极之间，该至少一齐纳二极管的阳极连接该栅极，该至少一齐纳二极管的阴极连接该源极。3.如权利要求1所述的输出级电路，其中该至少一齐纳二极管跨接于该至少一晶体管的该栅极与该源极之间，该至少一齐纳二极管的阳极连接该源极，该至少一齐纳二极管的阴极连接该栅极。4.如权利要求1所述的输出级电路，其中该动态偏压电路进一步包含：至少一电阻与该至少一齐纳二极管并联。5.如权利要求1所述的输出级电路，其中该动态偏压电路包含：至少一二极管位于该系统电压端与该栅极之间，该至少一二极管的阳极连接该栅极，该至少一二极管的阴极连接该系统电压端。6.如权利要求1所述的输出级电路，其中该动态偏压电路包含：至少一二极管位于该系统电压端与该栅极之间，该至少一二极管的阳极连接该系统电压端，该至少一二极管的阴极连接该栅极。7.如权利要求1所述的输出级电路，其中该功率反相器包含至少两对迭接的互补式金属氧化物半导体场效应晶体管。8.如权利要求1所述的输出级电路，该输出级电路进一步包含：保护电路，连接该功率反相器，用以导引瞬间过电压，该保护电路包含至少一晶体管，该至少一晶体管的栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦中，夏勤，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71