利用雙向晶體管進行超聲控制的方法和系統的制作方法
【專利摘要】一種超聲系統(102)，包括超聲換能器(108)和耦合到超聲換能器的雙向晶體管(104)。超聲系統還包括耦合到雙向晶體管的超聲接收器(112)。雙向晶體管操作以選擇性地將超聲換能器連接到地以及選擇性地將超聲換能器連接到超聲接收器。
【專利說明】利用雙向晶體管進行超聲控制的方法和系統
【技術領域】
【背景技術】
[0001] 許多電子裝置在沒有機械運動部件的情況下實施半導體晶體管控制電力的流量。 半導體晶體管會隨著所使用的材料、架構、電壓和電流的操作范圍、以及大小而改變。半導 體晶體管實施到電學器件中正在進行并且正在繼續尋求對半導體晶體管設計、可靠性和效 率的改進。
【發明內容】
[0002] 在至少一些實施例中，一種超聲系統包括超聲換能器和稱合到超聲換能器的雙向 晶體管。雙向晶體管操作以選擇性地將超聲換能器接地以及選擇性地將超聲換能器連接到 超聲接收器。
[0003] 根據至少一些實施例，一種用于超聲裝置的控制芯片，其包括雙向晶體管和耦合 到雙向晶體管的超聲換能器連接端子。控制芯片還包括耦合到雙向晶體管的超聲接收器連 接端子。雙向晶體管使電流能夠選擇性地從超聲換能器連接端子流到超聲接收器連接端 子。
[0004] 根據至少一些實施例，一種方法包括通過控制邏輯激活脈沖模式，在脈沖模式期 間，向換能器提供高電壓電平，并且耦合到超聲接收器的雙向晶體管斷開。該方法還包括通 過控制邏輯激活歸零（RTZ)模式，在RTZ模式期間，接地晶體管開關接通，并且雙向晶體管 接通。該方法還包括通過控制邏輯激活收聽模式，在收聽模式期間，接地晶體管開關斷開， 而雙向晶體管接通。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005] 圖1示出根據本公開的一個實施例的超聲裝置；
[0006] 圖2示出根據本公開的一個實施例的超聲控制芯片；
[0007] 圖3示出根據本公開的一個實施例的雙向晶體管架構；
[0008] 圖4A示出根據本公開的一個實施例的NM0S雙向晶體管表示；
[0009] 圖4B示出根據本公開的一個實施例的PM0S雙向晶體管表示；
[0010] 圖4C示出根據本公開的一個實施例的向上轉換（upward slew)情形，其中圖4A 的NM0S雙向晶體管表示斷開；
[0011] 圖4D示出根據本公開的一個實施例的向下轉換情形，其中，圖4A的NM0S雙向晶 體管表示斷開；
[0012] 圖4E示出根據本公開的一個實施例的圖4A的NM0S雙向晶體管表示的開關接通 情形；
[0013] 圖4F示出根據本公開的一個實施例的圖4A的NM0S雙向晶體管表示的體電勢控 制方案。
[0014] 圖5示出根據本公開的一個實施例的用于超聲裝置的控制邏輯；以及
[0015] 圖6不出根據本公開的一個實施例的一種方法。
【具體實施方式】
[0016] 本發明實施例涉及專用晶體管架構及其用途，例如，應用于超聲系統中。在至少一 些實施例中，晶體管包括在溝道的兩端均配備有高電壓漏極的高電壓金屬氧化物半導體場 效應晶體管（M0SFET)。晶體管的管體不關聯到源極（這是高電壓M0SFET中的通常做法）。 這些特征允許器件傳導電流并且任一方向上抵抗高電壓。通過改變相對于管體的柵極電勢 以及通過控制相對于超聲換能器和接收器（當用作發送器/接收器開關時）或者發送器和 地（當用作動態阻尼開關時）的電勢的管體電勢和柵極電勢，來控制所公開的M0SFET架構 的溝道導電性。所公開的晶體管架構不要求電流來維持穩定、高導電路徑，因而與實現二極 管橋相比是有利的。此外，所公開的晶體管架構要求潛在地使用比實現兩個串聯M0SFET開 關更小的面積。所公開的晶體管架構可以被實現為用于超聲發送器的低功率晶體管/接收 器（T/R)開關，或者可以被實現在集成電路（1C)中，這得益于T/R開關和/或動態阻尼開 關。
[0017] 沒有限制，所公開的晶體管架構的開發意在提供一種容易控制的緊湊開關，用于 向地面對超聲換能器放電（例如，用于動態阻尼），或者用于將換能器連接到超聲接收器 (例如，用于T/R開關操作，諸如跟隨脈沖）。常規高電壓M0SFET在其溝道的一端上具有 高電壓漏極并且在其另一端上具有低電壓源極。對于這種常規M0SFET架構，通過相對于 其源極改變柵極電勢來控制溝道導電性。通過比較，所公開的晶體管架構在其溝道的每 端上均包括高電壓漏極。對于所公開的晶體管架構，通過相對于管體改變柵極電勢來控 制溝道導電性。這允許所公開的晶體管架構雙向地操作。更具體地，利用充足的正柵體 (gate-to-body)電壓，M0SFET(在此情況下，假定為NM0S器件）能夠在任一方向上導電。 所公開的晶體管架構的雙向操作可以支持漏極結構允許的高電勢。利用充足的低或負柵體 電勢，M0SFET將不傳導穩態電流。
[0018] 圖2示出根據本公開的一個實施例的超聲裝置102。如圖所示，超聲裝置102包 括超聲換能器108,其由脈沖發生器邏輯106選擇性地操作以產生超聲波。更具體地，脈沖 發生器邏輯106可以包括上拉晶體管開關，其向超聲換能器108選擇性地提供高的正電壓。 附加地或者另選地，脈沖發生器邏輯106可以包括下拉晶體管開關，其向超聲換能器108選 擇性地提供高的負電壓。脈沖發生器邏輯106提供高的正電壓或者高的負電壓的操作由控 制邏輯114控制。根據至少一些實施例，控制邏輯114命令脈沖發生器邏輯106輸出高的 正電壓、高的負電壓或者高的正電壓和/或低的負電壓的序列。脈沖發生器邏輯106的輸 出驅動超聲換能器108產生一個或者更多個超聲波。在脈沖發生器邏輯106驅動超聲換能 器108期間，雙向晶體管104斷開。
[0019] 在脈沖發生器邏輯106驅動超聲換能器108之后，控制邏輯114通過將脈沖發生 器邏輯106斷開、將雙向晶體管104接通并將接地晶體管開關110接通來將超聲換能器108 接地。在超聲換能器108接地之后，控制邏輯114使能超聲裝置102的收聽模式，其中，脈沖 發生器邏輯106斷開，雙向晶體管104接通并且接地晶體管開關110斷開。在收聽模式下， 經反射的超聲波促使超聲換能器108產生相應的電信號，電信號被轉發到超聲接收器112， 用于分析和/或成像。
[0020] 總之，超聲裝置102具有不同的操作模式，在此期間，脈沖發生器邏輯106、雙向晶 體管104和接地晶體管開關110接通或斷開。例如，在空閑模式期間，控制邏輯114促使 脈沖發生器邏輯106斷開，而雙向晶體管104和接地晶體管開關110接通。在上拉模式期 間，控制邏輯114促使脈沖發生器邏輯106的上拉晶體管接通（下拉晶體管斷開），而雙向 晶體管104和接地晶體管開關110斷開。在下拉模式期間，控制邏輯114促使脈沖發生器 邏輯106的下拉晶體管接通（上拉晶體管斷開），而雙向晶體管104和接地晶體管開關110 斷開。上拉模式和下拉模式驅動超聲換能器108以促使超聲波產生。在歸零（RTZ)模式期 間，控制邏輯114促使脈沖發生器邏輯106斷開，而雙向晶體管104和接地晶體管開關110 接通。在收聽模式期間，控制邏輯114使得脈沖發生器邏輯106和接地晶體管開關110斷 開，而雙向晶體管104接通。RTZ模式準備超聲換能器108用于收聽模式，在此期間，超聲換 能器108根據經反射的超聲波產生電信號并經由雙向晶體管104將這些電信號轉發到超聲 接收器112。
[0021] 如將在后面描述的，雙向晶體管104可以包括在其每端上均具有高電壓漏極的溝 道。在這種實施例中，通過改變柵體電壓電勢電平來控制雙向晶體管104的電流流量。因 此，針對此處描述的不同控制模式，通過改變柵體電壓電勢，控制邏輯114可以選擇性地接 通和斷開雙向晶體管104。
[0022] 在至少一些實施例中，超聲裝置102的各個部件被一起實現在半導體芯片上。例 如，脈沖發生器邏輯和雙向晶體管可以被制造成單個半導體控制芯片的部件。圖2示出根 據本公開的一個實施例的超聲控制芯片200。如圖所示，超聲控制芯片200包括脈沖發生器 邏輯106、雙向晶體管104、接地晶體管開關110和控制邏輯114。在可選實施例中，超聲控 制芯片202省略了控制邏輯114和/或接地晶體管開關110。
[0023] 如圖2所示，超聲控制芯片202包括各種端子（204-212)以將芯片202的內部部 件與外部超聲部件連接。例如，高的正電壓連接端子204使外部高的正電壓能夠輸入到脈 沖發生器邏輯106。此外，高的負電壓連接端子206使外部高的正電壓能夠輸入到脈沖發 生器邏輯106。如圖所示，超聲控制芯片202還包括超聲換能器連接端子208,以將超聲控 制芯片208的內部部件（例如，脈沖發生器邏輯106和雙向晶體管104)連接到超聲換能器 (例如，超聲換能器108)。超聲控制芯片202還包括超聲接收器連接端子210,以將超聲控 制芯片208的內部部件（例如，雙向晶體管104和接地晶體管開關110)連接到超聲接收器 (例如，超聲接收器112)。如圖所示，超聲控制芯片202還包括接地連接端子212,以將接地 晶體管開關110接地。
[0024] 超聲控制芯片202的內部部件和連接端子僅是示例性的，并不旨在限制其它實施 例。例如，在控制器邏輯114置于芯片外部的超聲控制芯片實施方式中，將提供附加連接端 子以將來自控制邏輯114的信號連接到脈沖發生器邏輯106、雙向晶體管104和/或接地 晶體管開關110。類似地，在接地晶體管開關110置于芯片外部的超聲控制芯片實施方式 中，可以使用接地晶體管開關連接端子將外部接地晶體管開關連接在雙向晶體管104和超 聲接收器連接端子210之間。
[0025] 在操作時，超聲控制芯片202的雙向晶體管104使電流能夠選擇性地從超聲換能 器連接端子208流到超聲接收器連接端子210。在上拉控制模式期間，脈沖發生器邏輯106 提供高的正電壓電平到超聲換能器連接端子108,而雙向晶體管104斷開。在下拉控制模式 期間，脈沖發生器邏輯106提供高的負電壓電平到超聲換能器連接端子208,而雙向晶體管 104斷開。在歸零（RTZ)控制模式期間，雙向晶體管104接通并且超聲接收器連接端子210 的輸出端接地（通過將內部或外部接地晶體管開關110接通）。在收聽控制模式期間，雙向 晶體管104接通并且超聲接收器連接端子210不接地（即，接地晶體管開關110斷開）。
[0026] 如先前提到的，根據本發明實施方式，雙向晶體管104包括在其每端上均具有高 電壓漏極的溝道，并且通過改變柵體電壓電勢電平來控制溝道導電性。圖3示出根據本公 開的一個實施例的雙向晶體管架構300。圖3的雙向晶體管架構300對應于例如針對圖1 和圖2描述的雙向晶體管104。
[0027] 如圖所示，雙向晶體管架構300包括溝道312和溝道312每端上的漏極306和308。 溝道312上方是柵極310,其使得電流能夠在漏極306和308之間在任一方向上流動，這取 決于控制電壓（V etri)的值。Vetrt也能夠被設定以使漏極306和308之間沒有電流流動。如 圖3所示，V etrt為管體304和柵極310之間的電壓電勢。根據至少一些實施方式，管體304 相對于襯底302是"懸浮（floated) "的，在襯底302中/上構建有管體304。隔離或"懸 浮"能夠通過隱埋氧化物、氧化物溝槽、或結隔離來實現。管體304從襯底302的隔離對于 所公開的晶體管架構的適當工作是必要的。
[0028] 例如，在左端漏極306處于正電壓（例如，30V)而右端漏極308處于負電壓（例 如，-50V)時，雙向晶體管架構300 "斷開"。在此情形下，管體電勢能夠升高，不高于漏極 308電壓上的一個二極管電壓降（S卩，右端漏極308用作常規配置的M0SFET的源極）。 用于將柵極310偏置在例如管體304下的-5V。在此情形下，柵極310被偏置到不超過"源 極"上的-43V并且溝道312斷開。如果漏極端子306和308上的電壓反轉，則管體304將 趨向于僅停留在稍微超過（超過值不大于二極管電壓降）最低電勢的漏極。因而，至少在 準靜態上，溝道312將保持斷開。雙向晶體管架構300、漏極306和308是"n+"，而管體304 是"P-"，得到雙極型晶體管特性。為了關斷雙極型晶體管電流流動，管體304處的電勢被驅 動降低到最低電勢的漏極。
[0029] 例如，在柵極310相對于最低電勢的漏極被正向偏置時，雙向晶體管架構300 "接 通"。具有最高電勢的漏極306、308用作常規意義上的漏極。將漏極306、308處的電勢反 轉，也得到導電性。也存在雙極型晶體管特性。利用管體304的電勢相對于最低電勢的漏 極高，常規雙極型電流流動。因為M0SFETE動作受到相對于較低漏極的管體304的電勢影 響，因此對管體304電勢的控制是有用的。
[0030] 在至少一些實施方式中，雙向晶體管架構300用作發送器/接收器（T/R)開關。在 這種情況下，來自脈沖發生器邏輯的高電壓使得左端漏極306周圍形成耗盡區。通過施加 足夠大的火 &1，溝道312斷開，從而確保柵極310小于右端漏極308上的Vth。圖中未示出， 但要求管體304的驅動器將其電勢保持足夠低（相對于右端漏極308)以防止雙極型電流 流動。
[0031] 還可以控制以使柵極310小于左端漏極306上的Vth。利用脈沖發生器邏輯 施加高的負電壓，右端漏極308周圍形成耗盡區。未示出，但要求管體304的驅動器將其電 勢保持足夠低（相對于左端漏極306)以防止雙極型電流流動。
[0032] 圖4A示出根據本公開的一個實施例的NM0S雙向晶體管表示400A。NM0S雙向晶 體管表示400A示出M0SFET410A和寄生NMOS雙極型器件412A，其中管體電勢408A (對應于 U被控制以確保雙雙極型器件412A的動作是所期望的。還示出漏極402A和404A(對 應于漏極306和308)和柵極406A (對應于柵極310)。
[0033] 圖4B示出根據本發明的一個實施例的PM0S雙向晶體管表示400B。PM0S雙向晶 體管表示400B示出M0SFET410B和寄生PM0S雙極型器件412B，其中管體電勢408B (對應于 Vctrl)被控制以確保雙極型器件412B的動作是所期望的。還示出了漏極40BA和404B(對 應于漏極306和308)和柵極406B (對應于柵極310)。
[0034] 圖4C示出向上轉換情形420,其中圖4A的NM0S雙向晶體管表示400A斷開。對于 向上轉換情形420, M2和M3能夠接通以防止管體/基極電勢上升從而接通M0S和雙極型器 件。同時，圖4C中的齊納二極管D1和D2防止任意過量的柵極/管體電勢。只要漏極/管 體結（集電極/基極結）承受的電壓等于高電壓源之間的差，在主動脈沖期間，M2和M3能 夠在任一方向上接通。這樣，在脈沖期間，可以控制柵極電勢和管體電勢。
[0035] 圖4D示出向下轉換情形430,其中圖4A的NM0S雙向晶體管表示400A斷開。在向 下轉換情形430中，例如，NM0S雙向晶體管表示400A用作動態阻尼開關。在向下轉換情形 430中，如果M2在Ml或M3之前下拉（Ml、M2和M3旨在被同時下拉），則M2將柵極和管體 下拉到NM0S雙向晶體管表示400A的漏極/源極和集電極/發射極端子以下。因為漏極結 承受高電壓，因而將不被擊穿。此外，柵極能夠承受高電壓（以及高的V sg)，因而在漏極處 不會柵極擊穿。齊納二極管D1和D2在向下轉換情形430中阻止柵體擊穿。
[0036] 如果Ml在M2或M3之前下拉，則M0S的管體/漏極結（雙極型結構的基極發射 極）正向偏置。齊納二極管D1和D2將使得柵極降低并防止過量V gb或Vgs。為了防止NM0S 雙向晶體管表示400A在向下轉換期間導電，M3在一些時間點上被激活。即使M3相對于Ml 在接通時有延遲，將不會因結或柵極擊穿而造成損害。
[0037] 圖4E示出圖4A的NM0S雙向晶體管表示400A的開關接通情形440。為了接通NM0S 雙向晶體管表示400A，M4和M5(前面的圖中未示出）接通。M4將柵極電勢升高到5V-Vbe， 或者到最大實際V gs。同時，M5將管體（發射極）升高到0V-Vbe，以減小M0S器件上的管體 效應。如果管體（發射極）升高足夠高于地時，雙極結構將接通并在換能器442和地之間 提供電流路徑，但這不是必需的。雙極型結構將具有低的β，因為其發射極將被高摻雜并且 其基極較厚。因而，雙極型結構將不提供或者不大可能提供到地的強導電路徑。然而，M0S 結構將在沒有任何穩態電流的情況下，提供到地的強導電路徑。保持M0S結構接通所需要 的雙極型結構基極電流是不希望的功耗。
[0038] 總之，所公開的晶體管架構包括M0S晶體管結構和雙極型晶體管結構。M0S晶體管 結構具有以下特性：l)V dg和Vsg的擊穿閾值大（NM0S為正，PM0S為負）；2)出于強導電性目 的，要求V gs接通；3)為斷開溝道要求Vgs斷開；4) Vgb的擊穿閾值盡可能高并保持良好的溝 道導電性。雙極型晶體管結構具有以下特性：1)β不高；和2)￥。 13和\^的擊穿閾值大。
[0039] 圖4F示出圖4Α的NM0S雙向晶體管表示400Α的管體電勢控制方案450。在管體 電勢控制方案450中，使用肖特基二極管控制所公開的晶體管結構中的V be。更具體地，管 體電勢控制方案450的二極管D1和D2防止基極-發射極結接通。因而防止標準雙極型晶 體管模式下的電流傳導。這通過使圖4C-圖4E的M3不必要而簡化了管體（基極）電勢的 控制。同樣的技術能夠應用于圖4B所示的互補PM0S晶體管架構。在至少一些實施例中， 肖特基二極管具有低的正向電壓并承受與Ml的漏極/管體二極管（在Q1的集電極/基極 結處）能夠承受的電壓一致的反轉電壓。
[0040] 圖5示出根據本公開的一個實施例的用于超聲裝置的控制邏輯114。如圖所示，控 制邏輯114包括空閑模式邏輯502、上拉模式邏輯504、下拉模式邏輯506、RTZ邏輯508和 收聽模式邏輯510。如此處描述的，空閑模式邏輯502使得空閑模式控制信號被提供給脈 沖發生器邏輯106、雙向晶體管104和接地晶體管開關110。如此處描述的，上拉模式邏輯 504使得上拉模式控制信號被提供給脈沖發生器邏輯106、雙向晶體管104和接地晶體管開 關110。如此處描述的，下拉模式邏輯506使得下拉模式控制信號被提供給脈沖發生器邏輯 106、雙向晶體管104和接地晶體管開關110。如此處描述的，RTZ模式邏輯508使得RTZ模 式控制信號被提供給脈沖發生器邏輯106、雙向晶體管104和接地晶體管開關110。如此處 描述的，收聽模式邏輯510使得收聽模式控制信號被提供給脈沖發生器邏輯106、雙向晶體 管104和接地晶體管開關110。
[0041] 控制邏輯114可以相對于圖2的超聲控制芯片202在內部或外部實現。在任一情 況下，控制邏輯114可以對應于執行由處理器可存取的計算機可讀存儲器存儲的指令的處 理器。另選地，控制邏輯114可包括可編程控制器或專用集成電路。控制邏輯114的操作 可以對應于狀態機，其按照具體順序經過空閑模式、上拉模式、下拉模式、RTZ模式和收聽模 式。在至少一些實施例中，空閑模式對應于默認模式并且其它模式作為超聲序列的部分發 生。此外，上拉模式和下拉模式可以是脈沖模式的部分，其中，發生單個上拉操作、單個下拉 操作或者至少一個上拉操作和至少一個下拉操作的組合。控制邏輯114的不同模式的時序 和持續時間可以改變，從而能夠進行多種超聲選擇。
[0042] 圖6示出根據本公開的一個實施例的方法600。如圖所示，方法600包括激活脈沖 模式，在脈沖模式期間，向換能器提供高電壓電平并且耦合到超聲接收器的雙向晶體管斷 開（塊602)。在至少一些實施例中，激活脈沖模式包括向換能器提供高的正電壓電平并斷 開雙向晶體管；以及向換能器提供高的負電壓電平并斷開雙向晶體管。在脈沖模式之后，激 活RTZ模式，在其中，接地晶體管開關接通并且雙向晶體管接通（塊604)。最后，激活收聽 模式，在其中，接地晶體管開關斷開而雙向晶體管接通（塊606)。
[0043] 在至少一些實施例中，方法600附加或另選地可以包括至少一個其它步驟。例如， 方法600可以附加地包括通過將柵體電壓電勢電平設置為預定值或范圍，在脈沖模式期間 控制雙向晶體管的溝道導電性。方法600可以附加地包括通過將柵體電壓電勢電平設置為 預定值或范圍，在RTZ模式期間控制雙向晶體管的溝道導電性。方法600可以附加地包括 通過將柵體電壓電勢電平設置為預定值或范圍，在收聽模式期間控制雙向晶體管的溝道導 電性。
[0044] 本領域技術人員將理解在所要求保護的本發明的范圍內可以對所描述的實施例 進行修改，并且許多其它實施例也是可能的。
【權利要求】
1. 一種超聲系統，包括： 超聲換能器； 耦合到所述超聲換能器的雙向晶體管；和 耦合到所述雙向晶體管的超聲接收器， 其中，所述雙向晶體管操作以選擇性地將所述超聲換能器連接到地以及選擇性地將所 述超聲換能器連接到所述超聲接收器。
2. 根據權利要求1所述的系統，進一步包括耦合到所述超聲換能器的脈沖發生器邏 輯，其中所述脈沖發生器邏輯選擇性地提供至少一個電信號以操作所述超聲換能器。
3. 根據權利要求2所述的系統，其中，所述脈沖發生器邏輯包括上拉晶體管開關，其操 作以向所述超聲換能器提供高的正電壓電平。
4. 根據權利要求2所述的系統，其中，所述脈沖發生器邏輯包括下拉晶體管開關，其操 作以向所述超聲換能器提供高的負電壓電平。
5. 根據權利要求2所述的系統，進一步包括耦合到所述雙向晶體管的接地晶體管開 關，其中所述接地晶體管開關被接通以將所述超聲換能器接地，以及被斷開以將所述超聲 換能器連接到所述超聲接收器。
6. 根據權利要求1所述的系統，其中，所述雙向晶體管包括溝道，所述溝道的每端上具 有商電壓漏極。
7. 根據權利要求6所述的系統，其中，通過改變柵體電壓電勢電平控制所述雙向晶體 管的溝道導電性。
8. 根據權利要求2所述的系統，其中，所述脈沖發生器邏輯和雙向晶體管被形成為半 導體脈沖發生器芯片的部件。
9. 根據權利要求1所述的系統，其中，所述超聲系統選擇性地操作在以下模式： 上拉模式，在這種模式中，脈沖發生器邏輯向所述超聲換能器提供高的正電壓，所述雙 向晶體管斷開，并且所述接地晶體管開關斷開； 下拉模式，在這種模式中，所述脈沖發生器邏輯向所述超聲換能器提供高的負電壓，所 述雙向晶體管斷開，并且所述接地晶體管開關斷開； 歸零模式，即RTZ模式，在這種模式中，所述脈沖發生器邏輯斷開，所述雙向晶體管接 通，并且所述接地晶體管開關接通；和 收聽模式，在這種模式中，所述脈沖發生器邏輯斷開，所述雙向晶體管接通，并且所述 接地晶體管開關斷開。
10. -種用于超聲裝置的控制芯片，所述控制芯片包括： 雙向晶體管； 耦合到所述雙向晶體管的超聲換能器連接端子；和 耦合到所述雙向晶體管的超聲接收器連接端子， 其中所述雙向晶體管使電流能夠選擇性地從所述超聲換能器連接端子流到所述超聲 接收器連接端子。
11. 根據權利要求10所述的芯片，進一步包括耦合到所述超聲換能器連接端子的脈沖 發生器邏輯，其中，在上拉控制模式期間，所述脈沖發生器邏輯向所述超聲換能器連接端子 提供高的正電壓電平，并且所述雙向晶體管斷開。
12. 根據權利要求11所述的芯片，其中，在下拉控制模式期間，所述脈沖發生器邏輯向 所述超聲換能器連接端子提供高的負電壓電平，并且所述雙向晶體管斷開。
13. 根據權利要求10所述的芯片，其中，在歸零控制模式期間，即RTZ控制模式期間，所 述雙向晶體管接通并且所述超聲接收器連接端子的輸出端接地。
14. 根據權利要求10所述的芯片，其中，在收聽控制模式期間，所述雙向晶體管接通并 且所述超聲接收器連接端子不接地。
15. 根據權利要求10所述的芯片，其中，所述雙向晶體管包括溝道，所述溝道的每端處 具有高電壓漏極，并且其中通過改變柵體電壓電勢電平來控制溝道導電性。
16. -種用于控制超聲裝置的方法，所述方法包括： 由控制邏輯激活脈沖模式，在所述脈沖模式期間，向換能器提供高電壓電平，并且耦合 到超聲接收器的雙向晶體管斷開； 由所述控制邏輯激活歸零模式，即RTZ模式，在所述RTZ模式期間，接地晶體管開關接 通，并且所述雙向晶體管接通；以及 由所述控制邏輯激活收聽模式，在所述收聽模式期間，所述接地晶體管開關斷開，而所 述雙向晶體管接通。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中，激活所述脈沖模式包括向所述換能器提供高 的正電壓電平，并且所述雙向晶體管斷開；以及向所述換能器提供高的負電壓電平，并且所 述雙向晶體管斷開。
18. 根據權利要求16所述的方法，進一步包括通過將柵體電壓電勢電平設置為預定值 或范圍，在所述脈沖模式期間控制所述雙向晶體管的溝道導電性。
19. 根據權利要求16所述的方法，進一步包括通過將柵體電壓電勢電平設置為預定值 或范圍，在所述RTZ模式期間控制所述雙向晶體管的溝道導電性。
20. 根據權利要求16所述的方法，進一步包括通過將柵體電壓電勢電平設置為預定值 或范圍，在所述收聽模式期間控制所述雙向晶體管的溝道導電性。
【文檔編號】H03K17/687GK104067517SQ201380006494
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月24日 優先權日:2012年1月24日
【發明者】M·E·內爾森, R·D·佐丹格, I·H·歐弗曼 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司