保护电路模块及电池组制造技术

本发明专利技术的目的之一是提供一种降低了电池组的保护电路中的电流截断用开关所使用的晶体管的泄漏电流的安全且长使用寿命的保护电路模块及电池组。本发明专利技术的一个方式是一种保护电路模块，其包括保护电路、充电控制用开关以及放电控制用开关。充电控制用开关及放电控制用开关与保护电路电连接。保护电路检测二次电池的电压并将其与预定电压进行比较，并根据上述比较结果对充电控制用开关或放电控制用开关输出控制信号，以便使充电控制用开关或放电控制用开关变为开启或关闭。充电控制用开关及放电控制用开关具有：包括氧化物半导体的晶体管；以及与包括氧化物半导体的晶体管并联的二极管。

【技术实现步骤摘要】
保护电路模块及电池组
本专利技术涉及保护电路模块及电池组。另外，保护电路模块由保护电路与其它的半导体元件（晶体管等）形成。电池组包括保护电路模块及二次电池。
技术介绍
当内置于电池组中的锂二次电池等的二次电池为过充电或过放电状态时，由于副反应的产生而引起劣化，导致二次电池的寿命减短。并且，由于内部短路有可能引起起火等。为此，使用当电池的电压为过充电电压以上或过放电电压以下时截断电源的保护电路模块。保护电路模块由监视二次电池的电压及充放电电流的保护电路及用来截断电流的开关等构成。保护电路具有如下功能：当检测出二次电池的异常时，通过控制电流截断用开关来截断电池组中的电力的输出和输入。当二次电池不断进行放电而使电池电压变为低于放电下限电压时，保护电路开始工作，其利用电流截断用开关截断流入外部负载的放电电流，由此防止二次电池的过放电。另外，当不断进行充电而使电池电压超过充电上限电压时，保护电路开始工作，其利用电流截断用开关截断流入二次电池的充电电流，由此防止二次电池的过充电（例如参照专利文献1）。[专利文献1]日本专利申请公开2010-187532号公报如上所述，保护电路监视二次电池的电压及充放电电流，并通过控制电流截断用开关来截断二次电池与外部的电路径，由此防止过放电及过充电。但是，二次电池与外部的路径只是通过控制开关被电截断（electricallyinterrupted）而不是被物理地截断（physicallyinterrupted），因此会流过例如用作开关的晶体管的截止态电流（off-statecurrent）。为此，例如即使为了防止过放电而使构成开关的晶体管处于截止状态，但是在二次电池与外部负载连接的状态下，还是会渐渐地不断地进行放电。由此，过放电不断慢慢地进行，而有可能引起二次电池的劣化或破损等。同样地，即使在因过充电而关闭开关的情况下，起因于构成该开关的晶体管的截止态电流，渐渐地不断地进行过充电，而有可能引起二次电池的破损等。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的一个方式的目的是提供一种降低电池组的保护电路中的电流截断用开关所使用的晶体管的泄漏电流的安全且使用寿命长的保护电路模块及电池组。本专利技术的一个方式是一种保护电路模块，其包括保护电路、充电控制用开关以及放电控制用开关。充电控制用开关及放电控制用开关与保护电路电连接。保护电路检测二次电池的电压并将其与预定电压进行比较，并根据上述比较结果对充电控制用开关或放电控制用开关输出控制信号，以便使充电控制用开关或放电控制用开关变为开启或关闭。充电控制用开关及放电控制用开关具有：包括氧化物半导体的晶体管；以及与包括氧化物半导体的晶体管并联的二极管。本专利技术的一个方式是一种上述晶体管的栅极与保护电路电连接的保护电路模块。在本专利技术的一个方式中，优选上述二极管为具有氧化物半导体的二极管。本专利技术的一个方式是一种保护电路模块，该保护电路模块中的氧化物半导体含有选自In、Ga、Sn及Zn中的一种以上的元素。本专利技术的一个方式是一种保护电路模块，该保护电路模块中充电控制用开关及放电控制用开关层叠于保护电路上。本专利技术的一个方式是一种电池组，其包括保护电路模块及二次电池，其中二次电池、充电控制用开关及放电控制用开关串联连接。在本专利技术的一个方式中，上述二次电池可以使用锂二次电池。另外，锂二次电池是指作为载流子离子使用锂离子的二次电池。另外，作为能够代替锂离子的载流子离子，可以举出：钠、钾等碱金属离子；钙、锶、钡等碱土金属离子；铍离子；镁离子；等等。根据本专利技术的一个方式，可以提供降低了电池组的保护电路中的电流截断用开关所使用的晶体管的泄漏电流的安全且长使用寿命的保护电路模块及电池组。附图说明图1A和1B是示出根据本专利技术的一个方式的电池组及二极管的电路图；图2A和2B是示出根据本专利技术的一个方式的电池组的电路图；图3是示出根据本专利技术的一个方式的电池组的电路图；图4是示出根据本专利技术的一个方式的晶体管的截面图；图5A至5F是说明电子设备的图。具体实施方式下面，将参照附图详细地说明本专利技术的实施方式。但是，本专利技术不限于以下的说明，所属
的普通技术人员可以很容易地理解的一个事实就是，其方式和详细内容在不脱离本专利技术的宗旨及其范围的情况下可以进行各种变更。因此，本专利技术不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。注意，在以下说明的本专利技术的结构中，在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示同一部分或具有同一功能的部分，而省略其重复说明。注意，有时为了明确起见，夸大表示用于说明本专利技术的附图中的各结构的尺寸、层的厚度或区域。因此，它们不一定局限于附图中所示的尺度。注意，本说明书中使用的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而附记的，而不是为了在数目方面上限定。因此，也可以将“第一”适当地调换为“第二”或“第三”等来进行说明。注意，在本说明书中，当将晶体管的源电极和漏电极中的一方称为漏电极时，以另一方为源电极。也就是说，不是根据电位的高低区分源电极和漏电极。因此，在本说明书中也可以将称作源电极的部分换称为漏电极。另外，在本说明书中，将晶体管的栅也称为栅极或栅电极，不对其进行区分。并且，也将晶体管的源和漏称为源极及漏极、源区及漏区或源电极及漏电极，而不对其进行区分。实施方式1图1A和1B示出根据本专利技术的一个方式的电池组500的结构的一个例子的电路图。如图1A所示，电池组500由保护电路模块100、二次电池110构成。另外，图1B示出能够代替图1A所示的保护电路模块100中二极管204及二极管304的其他方式的电路图。另外，保护电路模块100由保护电路102、放电控制用开关200及充电控制用开关300构成。保护电路102与二次电池110并联连接，其通过VDD端子及VSS端子检测出二次电池的电位，并根据其结果控制放电控制用开关200及充电控制用开关300。并且，保护电路102还可以具有检测二次电池110充电时供应到二次电池110中的电流（充电电流）的功能。另外，保护电路102还可以具有检测二次电池110放电时从二次电池110流出的电流（放电电流）的功能。作为二次电池110，例如可以使用铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、燃料电池、空气电池、锂二次电池等。另外，代替二次电池，还可以使用电容器（例如锂离子电容器等）。另外，可以设置多个二次电池110。可以根据所需的电动势将二次电池110串联连接地使用，也可以以能够分别检测出二次电池110的电位的方式将其与保护电路102连接。放电控制用开关200是通过将晶体管202及二极管204并联连接而形成的。另外，充电控制用开关300是通过将晶体管302及二极管304并联连接而形成的。另外，放电控制用开关200及充电控制用开关300与二次电池110串联连接。放电控制用开关200及充电控制用开关300设置在与外部的充放电路径上，由此具有通过使放电控制用开关200与充电控制用开关300电截断来防止过放电或过充电的功能。当二次电池110的电压因放电而变为放电禁止电压以下时，通过控制放电控制用开关200截断外部与二次电池110之间的路径。当二次电池110的电压因充电而变为充满电电压以上时，通过控制充电控制用开关300截断外部与二次电池110之间的路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：保护电路；充电控制用开关；以及放电控制用开关，其中，所述充电控制用开关及所述放电控制用开关与所述保护电路电连接，并且，所述充电控制用开关及所述放电控制用开关各具有包括氧化物半导体的晶体管。

【技术特征摘要】
2012.04.06 JP 2012-0869761.一种电池组，包括：包括第一晶体管的保护电路；包括第二晶体管的充电控制用开关；以及包括第三晶体管的放电控制用开关，其中，所述充电控制用开关及所述放电控制用开关与所述保护电路电连接，所述第一晶体管包括硅，所述第二晶体管及所述第三晶体管各具有包括铟、镓和锌的氧化物半导体，所述氧化物半导体包括第一层和所述第一层上的第二层，所述第一层包括具有1nm以上且小于10nm的尺寸的纳米晶，并且所述第二层包括c轴在平行于所述第二层的表面的法线向量的方向上一致的结晶，并且，所述第二晶体管及所述第三晶体管层叠在所述第一晶体管上。2.一种电池组，包括：二次电池；包括第一晶体管的保护电路；包括第二晶体管的充电控制用开关；以及包括第三晶体管的放电控制用开关，其中，所述充电控制用开关及所述放电控制用开关与所述保护电路电连接，所述第一晶体管包括硅，所述第二晶体管及所述第三晶体管各具有包括铟、镓和锌的氧化物半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：野村真澄，野田耕生，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：