專利名稱：：耐高電壓的功率放大器電路及其使用方法
技術領域：
：本發明涉及一種功率放大器電路及其方法，尤其涉及一種能耐高電壓且仍可保持低內電阻的功率放大器電路及其方法。
背景技術：
：圖l是常規的閃光燈電容充電器(photoflashcapacitorcharger)的示意圖。其中，在一次側的電感器12是由功率晶體管11來控制其壓降和電流的導通。所述功率晶體管ll是作為開關的功能。如果以BCD工藝的雙擴散金氧半導體(DMOS)技術來說，可維持較低的內電阻，因此提供不錯的導通速率和較低的功率消耗。按照所述工藝所制造的功率晶體管只有約30伏的耐壓，然而常規的閃光燈電容充電器如果能在40伏操作，在使用上將更方便。換句話說，常規的BCD工藝DMOS技術在輸出電壓大于或接近30伏時就有可靠性的問題，更無法承受40伏的高電壓，因此有進一步改進的必要。另有一種常規技術做法是將兩顆功率晶體管以多芯片模塊(Multi-ChipModule;MCM)的封裝方式，以嘗試解決耐壓的問題。然而采用多芯片模塊的封裝方式可能產生衍生的問題。由于常規BCD工藝的DMOS功率晶體管有耐壓上的缺點，產業界確實有必要進一步研究如何提高耐壓，但仍保持較低內電阻的電路設計。
發明內容本發明的目的在于提高功率晶體管的整體耐壓，以適應不同應用上的需求。另外，本發明在提高整體耐壓時，仍可維持在較低內電阻的狀態，因此并未造成過高的功率消耗。本發明的耐高電壓的功率放大器電路的第一實施例包含第一功率放大器、第二功率放大器和啟動電路。所述第二功率放大器的漏極連接到所述第一功率放大器的漏極。所述啟動電路包含比較器，所述比較器的比較電壓對應于所述第一功率放大器的耐壓。比較器的輸入端電連接到第一功率放大器的漏極，且啟動電路的輸出端電連接到第一功率放大器的柵極。第一功率放大器和第二功率放大器是采用不同的工藝，第一功率放大器的耐壓小于第二功率放大器的耐壓，且第一功率放大器的內電阻小于第二功率放大器的內電阻。此外，第一功率放大器的導通時間晚于第二功率放大器。本發明的耐高電壓的功率放大器電路的第二實施例包含第一功率放大器、第二功率放大器和啟動電路。所述第一功率放大器具有第一耐壓和第一內電阻，而所述第二功率放大器具有第二耐壓和第二內電阻。所述第一耐壓小于所述第二耐壓，且所述第一內電阻小于所述第二內電阻。第二功率放大器的漏極連接到第一功率放大器的漏極和所述啟動電路。啟動電路先啟動第二功率放大器，當第一功率放大器的漏極電壓小于第一耐壓時，再啟動第一功率放大器。本發明的耐高電壓的功率放大器電路的使用方法包含提供第一功率放大器和第二功率放大器的步驟。所述第一功率放大器和第二功率放大器的漏極彼此耦合，第一功率放大器的內電阻和耐壓都小于第二功率放大器的內電阻和耐壓。之后，啟動第二功率放大器，用以逐步降低第二功率放大器的漏極電壓。另外，比較第一功率放大器的漏極電壓與第一功率放大器的耐壓。如果第一功率放大器的漏極電壓小于或等于第一功率放大器的耐壓，那么啟動第一功率放大器。圖l是常規的閃光燈電容充電器的示意圖；圖2(a)是本發明的耐高電壓的功率放大器電路的一個實施例；圖2(b)是圖2(a)的時序圖；圖3是本發明的第一實施例應用于閃光燈電容充電器的示意圖；圖4(a)顯示應用于閃光燈電容充電器的具體實施例；和圖4(b)顯示應用于閃光燈電容充電器的電流波形圖。具體實施方式圖2(a)是本發明的耐高電壓的功率放大器電路的一個實施例。功率放大器電路20包含第一功率放大器21、第二功率放大器22和啟動電路23。在本實施例中，所述第一功率放大器21是DM0S元件，而所述第二功率放大器22是橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)元件，兩者是不同的工藝元件。第一功率放大器21具有較小的耐壓和內電阻，而第二功率放大器22具有較大的耐壓和內電阻。表l列出本實施例的第一功率放大器21和第二功率放大器22的規格，其中并聯數量越多，內電阻越小，但布局面積越大。在相同的內電阻下，LDMOS的布局面積是DMOS的五倍。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>第一功率放大器21和第二功率放大器22的漏極彼此相連，再耦合到電感器27。所述啟動電路23包含比較器25、與門26和延遲電路24。所述比較器24的比較電壓對應于所述第一功率放大器21的耐壓，就表1來說是30伏。所述比較器25的輸入端電連接到第一功率放大器21的漏極。因此當第一功率放大器21的漏極電壓大于30伏時，比較器25輸出低電位。相對地，當第一功率放大器21的漏極電壓小于30伏時，比較器25輸出高電位。請參考圖3，啟動信號Q是來自二次側的反饋。請參考圖2(b)，當第一功率放大器21和第二功率放大器22都不導通時，V叫t電壓大約等于第一功率放大器21的漏極電壓或Vbw,其為大于30伏的高電壓。啟動信號Q經由所述延遲電路24首先啟動第二功率放大器22。由于第二功率放大器22和所述電感器27形成通路，因此V。ut電壓逐漸下降。然而由于第二功率放大器22的內電阻值較大，因此下降的速度較緩慢。當V。ut電壓下降到30伏以下時，比較器25輸出高電位，同時也使所述與門26輸出高電位，進而啟動第一功率放大器21。由于第一功率放大器21的內電阻值較小，因此電壓下降的速度較快。在升壓時，可先關閉第一功率放大器21,經一段延遲后再關閉第二功率放大器22。在本實施例中，頻率寬度為2ns,而延遲時間為20ns，其約為頻率寬度的百分之一。延遲時間不宜過長，以免造成功率的損耗。就本發明的啟動電路23來說，延遲電路24是選擇性的，未必是必需的。而所述比較器25和與門26可用其它邏輯電路替代，只要其能完成本發明的功效，都為本發明的權利范圍所涵蓋。圖3是本發明的第一實施例應用于閃光燈電容充電器的示意圖。圖4(a)和4(b)進一步顯示應用于閃光燈電容充電器的具體電流值及其時序波形圖。本發明同時利用了第一功率放大器21的低內電阻特性和第二功率放大器22的耐高壓特性。當第一功率放大器21的漏極電壓大于30伏時，就先啟動第二功率放大器22，藉此將電壓降到30伏以下。當電壓降到30伏以下時，再啟動第一功率放大器21，藉此保護第一功率放大器21,且進入第二階段的快速降壓。另外，由于所述第二功率放大器22只是為了將漏極電壓降到30伏，因此不需并聯出很大的面積。所述項特性有助于將第一功率放大器21和第二功率放大器22同時制作在同一芯片，以達到集成化的功效。本發明的技術內容和技術特點已揭示如上，然而所屬領域的技術人員仍可能基于本發明的教示和揭示而作種種不脫離本發明精神的替換和修改。因此，本發明的保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應包括各種不脫離本發明的替換和修改，并為所附權利要求書所涵蓋。權利要求1.一種耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于包含第一功率放大器，其包含漏極、源極和柵極，所述第一功率放大器具有第一耐壓和第一內電阻；第二功率放大器，其包含漏極、源極和柵極，所述第二功率放大器具有第二耐壓和第二內電阻，且所述第二功率放大器的漏極連接到所述第一功率放大器的漏極；和啟動電路，其包含比較器，所述比較器的比較電壓對應于所述第一耐壓，所述比較器的輸入端電連接到所述第一功率放大器的漏極，且所述啟動電路的輸出端電連接到所述第一功率放大器的柵極；其中所述第一功率放大器和所述第二功率放大器是不同的工藝元件，所述第一耐壓小于所述第二耐壓，所述第一內電阻小于所述第二內電阻，且所述第一功率放大器的導通時間晚于所述第二功率放大器。2.根據權利要求l所述的耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于所述第一功率放大器是采用雙擴散金屬氧化物半導體(DMOS)工藝。3.根據權利要求l所述的耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于所述第二功率放大器是釆用橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)工藝。4.根據權利要求l所述的耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于所述啟動電路進一步包含延遲電路，所述延遲電路連接到所述第二功率放大器的柵極。5.根據權利要求4所述的耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于所述啟動電路進一步包含與門，所述與門的一個輸入端連接到所述比較器的輸出端，所述與門的輸出端連接到所述第一功率放大器的柵極。6.根據權利要求5所述的耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于進一步包含啟動信號，所述啟動信號連接到所述與門的另一輸入端和所述延遲電路。7.—種耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于包含第一功率放大器，其包含漏極、源極和柵極，所述第一功率放大器具有第一耐壓和第一內電阻；第二功率放大器，其包含漏極、源極和柵極，所述第二功率放大器具有第二耐壓和第二內電阻，且所述第二功率放大器的漏極連接到所述第一功率放大器的漏極，其中所述第一耐壓小于所述第二耐壓，且所述第一內電阻小于所述第二內電阻；和啟動電路，其輸入端連接到所述第一功率放大器的漏極，所述啟動電路的輸出端先啟動所述第二功率放大器，當判定所述第一功率放大器的漏極電壓小于所述第一耐壓時，再啟動所述第一功率放大器。8.根據權利要求7所述的耐高電壓的功率放大器電路，其特征在于所述啟動電路進一步包含延遲電路，所述延遲電路連接到所述第二功率放大器的柵極。9.一種耐高電壓的功率放大器的使用方法，其特征在于包含以下步驟提供第一功率放大器和第二功率放大器，所述第一功率放大器和第二功率放大器的漏極彼此耦合，其中所述第一功率放大器的內電阻小于所述第二功率放大器的內電阻，且所述第一功率放大器的耐壓小于所述第二功率放大器的耐壓；啟動所述第二功率放大器，用以逐步降低所述第二功率放大器的漏極電壓；比較所述第一功率放大器的漏極電壓與所述第一功率放大器的耐壓；和如果所述第一功率放大器的漏極電壓小于所述第一功率放大器的耐壓，那么啟動所述第一功率放大器。10.根據權利要求9所述的耐高電壓的功率放大器的使用方法，其特征在于進一步包含以下步驟先關閉所述第一功率放大器；和延遲一段時間后，再關閉所述第二功率放大器。全文摘要本發明的耐高電壓的功率放大器電路包含第一功率放大器、第二功率放大器和啟動電路。所述第一功率放大器具有第一耐壓和第一內電阻，而所述第二功率放大器具有第二耐壓和第二內電阻。所述第一耐壓小于所述第二耐壓，且所述第一內電阻小于所述第二內電阻。所述第二功率放大器的漏極連接到所述第一功率放大器的漏極和所述啟動電路。所述啟動電路先啟動所述第二功率放大器，且當所述第一功率放大器的漏極電壓小于所述第一耐壓時，再啟動所述第一功率放大器。文檔編號H03F1/30GK101272130SQ20071008827公開日2008年9月24日申請日期2007年3月22日優先權日2007年3月22日發明者孫有民,朱竹有,鐘建川申請人:臺灣類比科技股份有限公司