体二极管正向导通的防止制造技术

本发明专利技术公开一种装置，该装置具有输出电路，其布置成接收电压脉冲；体二极管，其与输出电路关联；以及检测电路，其电耦合至电压脉冲和输出电路，使得当电压脉冲从高到低转变时，检测电路构造成激活输出电路，以减小体二极管中的电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及体二极管正向导通的防止。
技术介绍
固体喷墨打印机通常具有控制被发送到致动器的电压的打印头驱动器或控制器芯片。致动器将接收到的电压转化成机械能，该机械能将墨滴从孔隙(或“喷头”)推出以在打印表面上形成图像。致动器的控制对滴的尺寸和滴离开孔隙的速度进行控制。制造的变化能影响墨滴的尺寸和速度。通常，打印头在制造之后经历测试，以确定变化的质和量。称为“规范化”的过程调节向与每个喷头对应的每个致动器施加的电压，以使喷头排出在某一公差范围内的标准尺寸和标准速度的墨滴。通常，规范化过程采用作为驱动器芯片电路的一部分的，通常在输出上的，至少一个晶体管。在用于形成晶体管的半导体层内通常形成“体二极管”。“体二极管”通常由晶体管的源极/沟道与漏区之间的PN结组成，该晶体管通常是诸如MOSFET (金属氧化物半导体 FET)中的场效应晶体管(FET)。体二极管形成寄生双极结晶体管的基极和发射极端子。这些双极结晶体管的集电极端子可以是芯片衬底。体二极管在用于致动电路的高压脉冲的后沿期间导通电流。该电流引起到芯片衬底的寄生电流，在芯片内产生不必要的功率耗散。较新的槽隔离硅片工艺，虽然有利于打印头驱动器芯片制造，但在这些寄生双极晶体管中具有甚至更高的增益，这导致了流向芯片衬底的更高的寄生电流。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于公开一种装置，其包括输出电路，其布置成接收电压脉冲；体二极管，其与所述输出电路关联；以及检测电路，其电耦合至所述电压脉冲和所述输出电路，使得当所述电压脉冲从高到低转变时，所述检测电路被构造成激活所述输出电路，以减小所述体二极管中的电流。优选地，上述装置还包括将低压逻辑信号变换成高压侧逻辑信号的电平变换器。优选地，上述装置还包括构造成在所述电压脉冲从高到低的转变时产生信号的信号发生器。优选地，上述装置还包括锁存器，其电耦合至所述输出电路并构造成维持所述输出电路的激活，直到所述电压脉冲转变完成。优选地，对于上述装置，其中所述锁存器包括交叉耦合的反相器/门对。优选地，对于上述装置，其中所述输出电路包括场效应晶体管。本专利技术的另一个目的在于公开一种控制集成电路中的寄生功率耗散的电路，其包括P沟道场效应晶体管，其具有耦合至高压信号源的源电极和耦合至负载的漏电极；体二极管，其与所述P沟道场效应晶体管关联，使得所述体二极管在来自所述高压信号源的高压脉冲的下降沿导通电流；以及检测电路，其电耦合至所述P沟道场效应晶体管，所述P沟道场效应晶体管布置成当所述体二极管导通电流时使所述P沟道场效应晶体管接通，以便减小所述电流和降低由所述体二极管导通电流引起的寄生功率耗散。优选地，对于上述电路，其中所述P沟道场效应晶体管电耦合至所述高压信号源， 使得所述P沟道场效应晶体管在所述高压脉冲的上升沿期间断开。优选地，对于上述电路，其中所述P沟道场效应晶体管电耦合至在所述高压脉冲的下降沿变成真的信号。优选地，对于上述电路，其中所述P沟道场效应晶体管电耦合至交叉耦合的反相器门，使得所述P沟道场效应晶体管处于导通状态，直到所述信号变成假。优选地，对于上述电路，其中所述漏电极电耦合至交叉耦合的反相器门对，所述交叉耦合的反相器门对构造成保持所述P沟道场效应晶体管导通，直到所述信号变成假。本专利技术的另一个目的在于公开一种设备，包括打印头，其布置成通过喷射口的阵列将墨分送到打印表面上；打印驱动器电路，其电耦合至所述打印头并构造成提供电压脉冲，以通过输出电路致动所述喷射口；检测电路，其电耦合至所述输出电路，并布置成当与所述输出电路关联的体二极管变成正向偏压时从所述打印驱动器电路接收信号，和向所述输出电路发送信号以接通所述输出电路。优选地，上述设备，还包括P沟道场效应晶体管，其具有耦合至所述打印驱动器电路的源电极和耦合至负载的漏电极；以及所述体二极管布置成使得所述体二极管在来自所述打印驱动器电路的高压脉冲的下降沿导通电流。附图说明图1示出打印系统的方框图。图2示出打印系统驱动器芯片的一个输出的简图。图3示出打印系统驱动器电流的一个输出的实施例。图4示出用于打印机驱动器电路的检测电路更详细的实施例。图5示出用于产生在打印系统驱动器电路中所使用的下降信号的电路的实施例。具体实施例方式图1示出打印系统的简化方框图。打印系统10可由打印机、传真机、多功能外围设备(打印机/扫描仪/复印机/传真机或它们的任一组合)或将墨传输至诸如纸张的打印表面的任何其他装置组成。必须指出的是，电路和驱动器的讨论在此集中于打印机，并且特别是喷墨打印机，但电路可应用于具有高压输出电路的任何装置，在该高压输出电路中，体二极管可能存在并导通真实的电流。喷墨打印机通常包括诸如18的喷射口(也被称为喷嘴或喷头的)的阵列，所述喷射口中的每个喷射口根据来自诸如16的控制器/驱动器的信号排出墨。打印头通常从诸如14的墨源汲取打印头的墨，所述墨源14可由液体墨组成、或者由熔化并变成液体的固体墨组成。可采取单集成电路“芯片”的形式或可由若干芯片组成的控制模块通过向与喷头相关的致动器发送信号来确定哪些喷头以什么间隔排出墨。用于发送那些信号的数据来自图像数据，图像数据诸如通过传真机被电子地发送到打印机，或者来自计算装置，或者来自通过诸如进行复印的扫描的图像获取。信号通常由被发送到打印头中的致动器的电压脉冲组成。换能器将电信号转化成使喷头排出墨的某种形式的机械力。在有些墨喷头中，换能器由电阻器组成，所述电阻器在它们接受电压时变热，使得气泡围绕它们形成。气泡的膨胀将墨从喷头推出。在另一示例中，换能器由压电元件组成，所述压电元件压缩体室内的墨，使得墨离开喷头。由于通常的打印头具有数百或者数千个喷头，每个喷头具有它们自己的换能器， 所以打印头消耗相对高的功率量。导致功率损失的系统中的低效继而导致较低效率、较高成本的打印系统。一个这样的低效在于输出晶体管中的体二极管。每个喷头从驱动电路接收输出信号，在驱动电路中晶体管控制输出信号的传输的。每个晶体管均具有耗散功率的体二极管。体二极管由用于制造输出电路的半导体制造过程的副产物产生，该输出电路用于激活换能器的电压信号。通常，体二极管充当具有由PN结形成的基极和发射极端子以及作为芯片衬底的集电极的双极结晶体管。这些体二极管变成正向偏压，实质上将电流导通到芯片衬底中，使得芯片衬底吸收功率。这实质上“浪费” 了功率，使装置低效。在以下的讨论中，输出电路22采取P沟道场效应晶体管(PFET)的形式，但对于该结构没有限制也不应暗示任何限制。驱动电路可以相反的逻辑实现，导致NFET为输出电路等。其他类型的晶体管对于体二极管也可以具有类似的效应。图2示出用于辅助实施例的理解的驱动电路20的简化概念图。VPP(V4)和 VSS(V5)是提供作为脉冲输入的功率的高压电源轨，其中VPP为正高压电源，而VSS为负高压电源。应指出的是，如在此所使用的术语“高压”指的是高于提供给逻辑电路的电压电平的任何电压电平。在该示意图中，低压逻辑源为Vdd(V3)。在一个实施例中，低压的“高”逻辑输出为2. 5V，而高压输出为50V。信号Vpp_Sel (Vl)和Vss_sel (V2)是到逻辑电路的低压数字输入。Vout是到打印头元件、喷射口、喷嘴或喷头的高压输出。对该电路的目的来说，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种装置，包括：输出电路，其布置成接收电压脉冲；体二极管，其与所述输出电路关联；以及检测电路，其电耦合至所述电压脉冲和所述输出电路，使得当所述电压脉冲从高到低转变时，所述检测电路被构造成激活所述输出电路，以减小所述体二极管中的电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·L·克尼林，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US