專利名稱：電流控制電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電流控制電路，該電流控制電路控制流過變壓器的初級線圈的電流，并且特別涉及一種電流控制電路，該電流控制電路防止由變壓器的初級線圈所施加的反電動勢(back electromotive force)引起反向電流。
背景技術：
CCFL(冷陰極熒光燈)廣泛地用于液晶背光。由于必須給CCFL提供交流電，所以通常給變壓器的初級線圈提供交流電，從而引起連接到次級線圈的CCFL發光。因此，需要給變壓器的初級線圈提供交流電的電路。
圖3中示出的推挽放大器是這種電路的示例性結構。在該電路中，在電源VDD和輸出端子之間提供P溝道晶體管Q1。在輸出端子與地之間安置二極管SBD和N溝道晶體管Q2。晶體管Q1導通，而晶體管Q2截止，從而允許來自電源VDD的電流從輸出端子流出。晶體管Q1截止，而晶體管Q2導通，從而允許從輸出端子吸引(draw)電流。
變壓器的初級線圈連接到輸出端子，而CCFL連接到次級線圈。于是，通過給變壓器的初級線圈提供預定的交流電，有可能允許連接到次級線圈的CCFL發光。公開待審的日本專利No.2002-289385中描述了一種CCFL的驅動電路。
在上述電路中，如果晶體管Q2導通或截止，就會有較高的反向電壓施加到二極管SBD上。另一方面，當變壓器Q2接通時，有較大的電流流過該電路。例如，在便攜式設備等的液晶顯示器的背光中，峰值電流通常至少是10A。于是，通常使用肖特基勢壘二極管(SBD)作為二極管SBD。然而，由于來自二極管SBD的發熱或電阻是不利的，所以二極管SBD必須具有大尺寸。例如，二極管SBD必須是SMP(表面安裝封裝)種類的。這在空間上是不利的，而且不利地增加了成本。
發明內容
根據本發明，當第一N溝道晶體管斷開時，它的體二極管(body diode)禁止相反方向上的電流。這使得不需要任何用于防止反向電流的二極管。然后，能夠將晶體管的導通電阻減少到低于二極管的電阻。這就防止了由在導通期間產生的大電流所引起的發熱。而且，能夠減少該電路的整體尺寸。
圖1是示出根據本發明的優選實施例的示例性結構的圖；圖2是示出N溝道晶體管的示例性結構的圖；和圖3是示出傳統示例的結構的圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖來描述本發明的優選實施例。
圖1示出了根據本發明實施例的電路。P溝道晶體管Q1的源極連接到電源。晶體管Q1的漏極連接到輸出端子(釋放和吸附端)10。而且，驅動信號Vg被提供給晶體管Q1。導通晶體管Q1會使來自電源的電流從輸出端子10釋放出去。在晶體管Q1中形成體二極管D1，以便將電流從其漏極引向源極(從輸出端子10到電源)。
另一方面，第一N溝道晶體管的源極連接到輸出端子。第二N溝道晶體管Q12的漏極連接到第一N溝道晶體管Q10的漏極。第二N溝道晶體管的源極連接到地。在第一和第二N溝道晶體管Q10和Q12中分別形成體二極管D10和D12，以便將電流從它們源極引向漏極。
齊納二極管ZD的陽極連接到第一和第二N溝道晶體管Q10和Q12的漏極之間的結點。齊納二極管的陰極連接到第一N溝道三極管Q10的柵極。而且，第一N溝道晶體管Q10的柵極連接到電阻器R的一端和電容器C的一端，電阻器R的另一端連接到地，電容器C的另一端連接到第二N溝道晶體管的柵極。
給第二N溝道晶體管Q12的柵極提供驅動信號(Vg)，該驅動信號的相位與提供給晶體管Q1的柵極的驅動信號Vg的相位相反。
利用該電路，當為方波的驅動信號Vg及其反信號Vg被輸入到晶體管Q1的柵極和第二N溝道晶體管Q12的柵極時，晶體管Q1導通，以便從輸出端子10釋放電流，正如在以上在傳統示例中所述那樣。
此時，將低(L)電平輸入到第二N溝道晶體管Q12的柵極，以便斷開第二N溝道晶體管Q12。而且，輸出端子10具有高電壓(電源電壓)，使得電流經由第一N溝道晶體管Q10的體二極管D10和齊納二極管ZD，從輸出端子流到電容器C。因此，第一N溝道晶體管Q10的柵極電壓等于輸出端子的電壓，即電源電壓。電流經由電阻器R流到地。然而，存在來自輸出端子10的大量電流。因此，該電流量不成為問題。
接著，當驅動信號Vg改變到低(L)電平時，晶體管Q1被截止。第二N溝道晶體管Q12的柵極改變到高(H)電平，以便導通第二N溝道晶體管Q12。而且，電容器C用來使第一N溝道晶體管Q10的柵極電壓等于電源電壓加上與輸入信號Vg的高(H)電平相對應的電壓。給第一N溝道晶體管Q10的漏極提供地電壓，以便導通第一N溝道晶體管Q10。結果，來自輸出端子10的電流經由第一和第二N溝道晶體管Q10和Q12流到地。
以此方式，從輸出端子吸收的電流經由導通的N溝道晶體管Q10流到地。能夠將N溝道晶體管Q10的導通電阻有效地減少到與二極管相當；該導通電阻能夠被減少到大約50mΩ。
可將電容器C設置成大約200nF，并且可將電阻器R設置成大約10Ω。
在這種情況下，第一N溝道晶體管Q10的漏極電壓等于地電壓，并且沒有充電電流流到電容器C。結果，電容器C的充電電壓經由電阻器R流到地。因此，在預定時間之后，在驅動信號Vg改變之前，第一N溝道晶體管Q10的柵極電壓變得足夠接近于地電壓，以便斷開第一N溝道晶體管Q10。
以此方式，第一N溝道晶體管Q10的柵極電壓逐漸變化，以便能夠進行相對柔和的切換。這使得有可能將由連接到輸出端子的變壓器的初級線圈所施加的反電動勢減少到較小的值。而且，第一N溝道晶體管Q10的斷開，與其體二極管D10相結合，能夠防止反向電流經由第二N溝道晶體管Q12的體二極管D12，從地流到變壓器的初級線圈。這就消除了對于另一個二極管的需要。
斷開第一N溝道晶體管Q10可以引起晶體管的源極電壓振動。然而，保持第一N溝道晶體管Q10的漏極電壓與地電壓相等。在第一N溝道晶體管Q10已經被截止之后，第二N溝道晶體管Q12仍然導通。因此，電流能夠從輸出端子流到地，從而允許變壓器中的剩余電流被釋放掉。
在本實施例的電路中，有可能將第一和第二N溝道晶體管Q10和Q12、電容器C、電阻器R、齊納二極管ZD等安裝在單個銅框架上，用導線將其它部件連接在一起，并且澆鑄銅框架與接線部件，從而制造出單個封裝組件(package)。
這能夠減小電路的尺寸，并且減少的導通電阻用于抑制發熱的產生。反過來，這也有效地減少了部件安裝面積、制造所需的時間和勞動力的數量、以及該部件的總成本。
圖2示出了適合于用作第一和第二N溝道晶體管Q10和Q12的晶體管的結構。在半導體基片20的背面上形成漏電極22。在半導體基片20的底部形成N+區。N-區和P區依此次序在N+區上形成。
在P區的正面形成N+源極區。在N+源極區中形成源電極24。而且，在與源極區二維相鄰的區域中形成溝渠(trench)型柵電極26，以便從P區的上表面穿透地延伸到N-區。在柵電極26的溝渠部分的正面上形成柵極絕緣膜。利用這種結構，在源極與漏極之間施加預定電壓，并且將正電壓施加到柵電極。接著，在接近于柵電極的部分P區中(在溝道區CH中)形成反向區域。接著，電流在源極與漏極之間流動。利用這種結構，可以將P區保持在與源極區的電勢相同的電勢上，以便在源極與漏極之間形成體二極管。
雖然用于說明本實施例的示例利用了如上所述構造的N溝道晶體管，即使晶體管不是溝渠型的，也能夠形成相似的體二極管。因此，根據本實施例的N溝道晶體管Q10和Q12不限于溝渠型。
權利要求
1.一種電流控制電路，包括電流吸引端子，其中變壓器的初級線圈連接到該電流吸引端子；第一N溝道晶體管，具有連接到電流吸引端子的源極，并且具有體二極管，該體二極管將電流從源極引向漏極；以及第二N溝道晶體管，具有連接到第一N溝道晶體管的漏極的漏極和連接到地的源極，所述第二N溝道晶體管具有體二極管，該體二極管將電流從源極引向漏極；以及其中，第一和第二N溝道晶體管導通，以便將電流經由第一和第二N溝道晶體管從電流吸引端子引向地，而第一和第二N溝道晶體管截止，以便阻止來自電流吸引端子的電流，并且允許第一N溝道晶體管的體二極管禁止電流從地流向變壓器的初級線圈。
2.如權利要求1所述的電流控制電路，還包括電阻器，連接在第一N溝道晶體管的柵極與地之間；電容器，連接在第一N溝道晶體管的柵極與第二N溝道晶體管的柵極之間；和二極管，用于允許電流從第一N溝道晶體管的漏極流向柵極，以及其中，輸入信號被輸入到第二N溝道晶體管的柵極，并且被設置成高(H)電平以便導通第二N溝道晶體管，并且第一N溝道晶體管的漏極被設置成地電勢以便導通第一N溝道晶體管，從而將電流經由第一和第二N溝道晶體管從電流吸引端子引向地，隨后電容器上的充電電壓經由電阻器被釋放，以便截止第一N溝道晶體管，從而阻止來自電流吸引端子的電流，第一N溝道晶體管的體二極管禁止電流從地流向變壓器的初級線圈，以及輸入信號被設置成低(L)電平，以便截止第二N溝道晶體管，并且利用來自電流吸引端子的、經由第一N溝道晶體管的體二極管的電流對所述電容器充電。
3.如權利要求1所述的電流控制電路，其中，第一和第二N溝道晶體管中的每一個都包括半導體基片；漏電極，被形成在半導體基片的背面；N區，被形成在半導體基片的背面；P區，被形成在半導體基片的正面；源電極和柵電極，被形成在半導體基片的正面，使得彼此電隔離；溝渠型柵電極區，被提供在低于半導體基片的柵電極的位置，以便穿透P區；和源極區，提供在半導體基片的P區的正面，并且該源極區的一部分與源電極接觸，且位于柵電極區的旁邊，并且其中，P區夾在源極區和N區之間，并且位于柵電極區的旁邊，充當溝道區。
全文摘要
一種電流控制電路，控制來自電流吸引端子的電流，其中變壓器的初級線圈連接到該電流吸引端子。第一N溝道晶體管，具有連接到電流吸引端子的源極，并且具有體二極管，該體二極管將電流從源極引向漏極。第二N溝道晶體管，具有連接到第一N溝道晶體管的漏極的漏極和連接到地的源極。第二N溝道晶體管具有體二極管，該體二極管將電流從源極引向漏極。第一和第二N溝道晶體管導通，以便將電流經由第一和第二N溝道晶體管從電流吸引端子引向地。第一和第二N溝道晶體管截止，以便阻止來自電流吸引端子的電流。而且，第一N溝道晶體管的體二極管禁止電流從地流向變壓器的初級線圈。
文檔編號H03K17/695GK1638264SQ200410104920
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優先權日2003年12月25日
發明者保坂健一, 萬代忠男 申請人:三洋電機株式會社