用於開關輸出級的短路保護的製作方法
2023-06-20 06:21:51
專利名稱：用於開關輸出級的短路保護的製作方法
技術領域：
本發明大體來說涉及電子設備，且更具體來說涉及用於開關輸出級的短路保護。
背景技術：
在移動裝置中，功率效率具有極高的重要性。為了最大化功率效率，移動裝置利用高效率開關電路。開關電路的高效率操作要求低接通狀態(on-state)開關電阻。然而，在開關電路的輸出端子短路的情況下，低接通狀態開關電阻可產生大輸出電流。大輸出電流可對開關電路造成損壞。因此，需要開發用於高效率開關輸出級電路中以防止電路損壞的短路保護電路。可利用不同短路保護電路；然而，這些解決方案具有顯著缺點。舉例來說，可添加與輸出電晶體串聯的保護電路。儘管此短路保護電路可防止短路電流，但添加與輸出端串聯的電路會造成功率耗散的增加且因而降低電路的整體效率。傳統上，切換數字輸出級，而以連續方式控制模擬輸出級。然而，存在切換模擬輸出級為有利的情況。圖1展示典型模擬開關輸出級100的實例。開關輸出級100包括驅動器102以及一對互補輸出電晶體M2 104與Ml 106，所述對互補輸出電晶體經配置以驅動耦合到輸出端子OUT的負載電路(未圖示)。實例負載電路為揚聲器。輸出電晶體104、106可為 (例如)雙極結電晶體(BJT)或金屬氧化物場效應電晶體(metal-oxide field effect transistor, M0SFET)。需要非開關輸出級能夠準確地建立施加到負載電路的電流或電壓。建立準確模擬輸出電流(或電壓)的已知技術為測量輸出端子OUT處的輸出電流(或電壓)，並經由反饋迴路來調整輸出級電晶體的柵極電壓，直到所測量的輸出電流(或電壓)達到所要值為止。 因為例如M1、M2(106、104)等輸出電晶體耗散大量功率(減少了傳遞到負載的功率)，所以最終也降低非開關輸出級的效率。在開關輸出配置中，電晶體柵極電壓未準確地調整。相反地，在高電壓與低電壓之間雙態觸發輸出電晶體柵極電壓。在NMOS電晶體的情況中，當柵極電壓為高時，電晶體處於接通狀態。相反地，當NMOS電晶體柵極電壓為低時，電晶體處於關斷狀態。在PMOS電晶體的情況下，當柵極電壓為高時，電晶體處於關斷狀態。相反地，當PMOS電晶體柵極為低時，電晶體處於接通狀態。在接通狀態中，電晶體的漏極端子與源極端子之間的電阻最小化。此電阻降低導致跨越電晶體端子的低電壓。低電阻和低電壓導致電晶體中的低功率耗散。電壓、電流、電阻與功率耗散之間的關係可表達如下
P = VI = I2R等式(1)在關斷狀態中，電晶體的漏極端子與源極端子之間的電阻最大化。電阻增加導致流經電晶體的電流減少。電晶體電流減少導致低功率耗散。在電晶體的接通狀態與關斷狀態期間的低功率耗散特性允許開關電路實現非常低的功率耗散和隨之而來的高功率效率。 開關電路的一實例為D類電路。可通過測量輸出電流並在觀測到給定閾值時減少輸出電流來實現所述級的短路保護。能夠測量輸出電流的電路可與電路輸出端串聯耦合。然而，串聯電路配置將導致額外功率的耗散，所述額外功率原本可傳遞到負載電路。因此串聯耦合的解決方案將降低輸出級的效率。或者，以並聯方式耦合測量電路以便測量輸出電流具有以下缺點同一電路不提供對傳遞到負載電路的功率的任何降低，且因此不能對短路條件進行防護。圖2展示具有短路保護的典型開關輸出級200的實例。開關輸出級200包括驅動器203，其經由短路保護電路201耦合到輸出電晶體204。短路保護電路201包括參考電晶體Mla 202，其柵極耦合到輸出電晶體M1 204的柵極，以及驅動器203的輸出端。電晶體Mla 202和M1 204的柵極端子耦合到驅動器輸出端子。電晶體Mla 202和M1 204的源極端子耦合到接地。電晶體Mla 202為輸出電晶體M1 204的經縮放的型式。在飽和區域中，流經電晶體Mla 202的電流Ila為流經輸出電晶體M1 204的電流I1的經縮放的型式。電流限制電路205耦合到參考電晶體Mla的漏極以限制通過參考電晶體Mla 202和輸出電晶體Ml 204 的電流。通過電晶體Ml 204的輸出電流I1與通過參考電晶體Mla 202的參考電流Ila之間的關係可表達為
廣W L )Ila=I1等式 O)
IWlLlaj當裝置不在飽和區域中操作時，流經電晶體Mla 202的電流Ila不能被準確地縮放為流經電晶體M1 204的電流Ip因此當不在飽和區域中操作時，電晶體電流改為非常依賴於跨越電晶體的漏極與源極端子而施加的電壓。對於例如可與D類級和電容電荷泵電路一起使用的模擬開關輸出級(其中開關輸出電晶體未經配置成僅在飽和區域中操作)，需要改進的短路保護。
發明內容
圖1展示典型模擬開關輸出級的實例。圖2展示具有短路保護的典型開關輸出級的實例。圖3為具有短路保護的模擬開關輸出級的第一示範性實施例。圖4展示根據第二示範性實施例的開關輸出級的示範性實施例，其中圖3的運算放大器實施為單電晶體配置。圖5為具有兩個輸出電晶體的開關輸出級的另一示範性實施例，其中每一輸出電晶體由與圖4的開關輸出級配置類似的開關輸出級配置進行短路保護。圖6為與圖5的開關輸出級類似的開關輸出級的示範性實施例，但展示了在反饋配置中用以獨立調節輸出電流的反相器。圖7展示與圖6的開關輸出級類似的開關輸出級的示範性實施例，其具備增大電流能力。圖8為與圖7的開關輸出級類似的開關輸出級的另一示範性實施例，其中使用額外電晶體來替代比較器。圖9為與圖8的開關輸出級類似的開關輸出級的另一示範性實施例，其中包含獨
立偏壓。圖10展示開關輸出級，其用作圖9的開關輸出級900的獨立且分離的互補開關輸出級。
具體實施例方式詞語「示範性」在本文中用以表示「充當一實例、例子或說明」。本文中描述為「示範性」的任何實施例不必被理解為比其它實施例優選或有利。下文中結合附圖所闡述的詳細描述希望作為對本發明的示範性實施例的描述，且不希望表示可實踐本發明的僅有實施例。貫穿此描述所使用的術語「示範性」表示「充當一實例、例子或說明」，且未必應被解釋為比其它示範性實施例優選或有利。所述詳細描述包括特定細節以便實現提供對本發明的示範性實施例的透徹理解的目的。所屬領域的技術人員將顯而易見，可在無這些特定細節的情況下實踐本發明的示範性實施例。在一些情況下，以框圖形式展示眾所周知的結構和裝置以便避免混淆本文中所存在的示範性實施例的新穎性。本發明的示範性實施例針對開關輸出級中的短路保護。這些示範性實施例保護開關輸出級使之免受短路條件下可造成裝置損壞的過大輸出電流的影響。為了達到此目標的設計技術包括通過結合用於使漏極電壓實質上相等的電路，與開關電晶體並聯地放置經縮放的電晶體來測量開關電晶體中的電流。用於短路保護的各種技術包含(a)組合地使用電晶體和運算放大器，(b)使用單一電晶體來替代運算放大器， (c)使用一電路來產生過電流檢測信號，(d)將過電流檢測信號提供到驅動器電路以便減少輸出電流，(e)使用反饋來調節輸出電流，(f)使用開關在正常操作期間繞過電流調節器，以及(g)在過電流情況中自動斷開此開關。結合圖3到圖10對這些和其它方面進行更詳細地描述。如圖所示的開關輸出級可形成集成電路的一部分，或可為離散電路。類似地，經保護不受損壞的裝置可為任何使用開關輸出級的裝置，包括例如無線通信裝置(包括移動裝置、膝上型計算機、筆記型計算機等)等裝置。圖3為具有開關輸出電晶體的開關輸出級300的第一示範性實施例，所述開關輸出電晶體具有短路保護。根據所述示範性實施例，開關輸出電晶體可操作於不飽和區域中且所受到的保護與其在飽和區域中操作時一樣好。開關輸出級300包括耦合到漏極等化電路301的電流檢測電晶體Mla 306、驅動器 303，和用於對輸出電晶體Ml 308進行短路保護的電流限制電路305。漏極等化電路301包含測量電晶體M3 304和運算放大器Al 302。漏極等化電路 301測量輸出電晶體Ml 308的漏極電壓，並經由反饋迴路將所測量的電壓施加到電流檢測電晶體Mla 306的漏極端子。以此方式，電晶體306和308兩者的漏極電壓經設定到類似電位以產生參考電流Ila，其為電流Il的精確的經縮放的量度。如圖所示，運算放大器Al 302的輸出端耦合到電晶體M3 304的柵極端子。電晶體M3 304的源極端子耦合到電晶體Mla 306的漏極端子。電晶體M3 304的漏極端子耦合到電流限制電路305。電晶體Mla 306和Ml 308的源極端子耦合到接地。以一方式耦合漏極電壓等化電路301，使得存在於輸出電晶體Ml 308的每一端子處的電壓存在於電流檢測電晶體Mla的每一對應端子處。因此，即使當不在輸出電晶體的飽和區域中操作時，也以最小額外功率消耗提供適當的短路保護。此處應注意，展示了僅具有一個輸出電晶體Ml 308及其相應短路保護的開關輸出級。將需要第二運算放大器來測量漏極電壓並保護第二輸出電晶體，所述電壓將經由反饋迴路施加到第二測量電晶體的漏極端子。結合下文進一步描述的替代實施例，在圖5和圖10中展示以互補電晶體方式配置的第二電晶體的實例。應了解，類似標記的組件(例如，Ml、M2和M3等)意在表示與隨後的圖中具有相同標識的組件有類似布置和功能的組件。在每一情況下，不同參考數字可用來表示各圖中的類似組件。此僅為了便於參考起見，且除了所屬領域的技術人員將較好理解的顯而易見的技術差別外，不另外隱含或暗示差別。圖4展示根據第二示範性實施例的開關輸出級400的示範性實施例，其中圖3的運算放大器經實施為單電晶體配置。此處，展示漏極等化電路401，其包含耦合到單電晶體虯408的電晶體M3 406，單電晶體M4 408替代圖3中所示的運算放大器A1 302。利用耦合到供電電壓Vsup的電晶體 M5 402和禮404來實施一對電流源，所述對電流源用以調節供應到開關輸出級400中的電流，且特定來說供應到電流檢測電晶體410中的電流。在輸出電流I1小於保護閾值且電流Ila小於由電晶體M5 402傳遞的標稱電流的情況下，在節點OC處的過電流電壓為高，其值近似等於供電電壓Vsup。在輸出電流Il大於保護閾值的情況下，Ila的標稱值大於電晶體M5 402的標稱漏極電流。此又將節點OC驅動到接近接地的電壓電平。因此，節點OC在正常操作條件下處於較高的電壓電平，且在輸出級傳遞大於閾值的電流時處於較低的電壓電平。耦合到節點OC的驅動器403使用節點OC處的所檢測的電壓電平來關斷輸出電晶體虯412，且因而保護輸出電晶體禮412使之免受短路電流影響。此處應注意，展示了僅用於輸出電晶體虯412的短路保護。圖5為具有兩個輸出電晶體Ml和M2(524、514)的開關輸出級500的另一示範性實施例，其中每一輸出電晶體由與圖4的開關輸出級配置類似的開關輸出級配置加以短路保護。如圖所示，開關輸出級500的第二輸出電晶體M2 514以與第一輸出電晶體Ml 524 受保護的方式類似的方式受到保護，其以與圖4的輸出電晶體Ml 412相同的方式進行配置和操作。此處，提供兩個漏極等化電路501和501a，其分別包含電晶體M3、M4 (506、508)以及 M7、M8(516、518)。漏極等化電路501a將電晶體禮514和M2a 512的漏極電壓設定到相同電壓。鑑於M2 514和M2a 512的漏極電壓被設定到相同電壓電平，電晶體M2a 512中的電流為電晶體M2 514中的電流的準確的經縮放量度。當電晶體禮514中流動的電流大於閾值時，節點0C2處的第二過電流電壓變高，具有近似等於Vsup的值，所述Vsup對應於電源電壓。信號OC和 0C2將過流情況傳達到驅動器590，所述驅動器590通過減少輸出電流來作出反應。驅動器 590通過降低電晶體M1 5對和禮514的驅動電壓來減少輸出電流。或者，驅動器590可通過將輸出電晶體M1 5對或禮514切換到關斷狀態來減少輸出電流。圖6為與圖5的開關輸出級類似的開關輸出級600的另一示範性實施例，但展示了在反饋配置中用以獨立地調節輸出電流的反相器。在圖5中，通過經由驅動器590的幹預而限制輸出電流來提供電流調節。在圖6 中，獨立於驅動器690來對驅動器輸出電流進行調節。此處，使用反饋來調節輸出電流。在正常操作中，電壓Vd接近於供電電壓。此電壓為反相器供電，所述反相器由電晶體M11 612 和M12 610組成。如果反相器的輸入電壓低，那麼M12 610處於接通狀態且M11 612處於關斷狀態。當處於接通狀態時，M12 610使M1的柵極耦合到Vd，因而將電晶體M1 616設定到接通狀態。在電晶體虯616中的電流變得太大的情況下，電晶體Mla 614中的電流變得比由電晶體M5 602傳遞的標稱電流大。這使Vd和電晶體軋614的柵極電壓降低，直到電晶體Mla 614中的電流等於由電晶體禮602傳遞的電流為止。此將把電晶體M1 616中的電流限制到由電晶體M5 602傳遞的電流乘以電晶體M1 616與Mla 614之間的比例因子。在電晶體禮616為具有大柵極電容的大電晶體的情況下，電晶體M5 602必須將大量電荷傳遞到電晶體M1 616的柵極以便將電晶體M1 616切換到接通狀態。電晶體M5 602 所傳遞的電流可能不足以在可接受的時間量內對電晶體M1 616的柵極充電。在此類情況中可能需要能夠增大所提供的電流的電路。圖7展示與圖6的開關輸出級類似的開關輸出級700的示範性實施例，其具備增大電流能力。此處，電晶體M13 710和M14 704提供短路檢測器的額外輸出Vd2。電晶體M15 702 將額外電流提供到輸出電晶體M1 722。經由比較器790，通過輸出Vd2處的電壓來控制由電晶體M15 702提供的額外電流。額外偏壓電路提供增大的電流以便在電晶體M1 722為具有大柵極電容的大電晶體的情況下將大量電荷供應到電晶體M1 722的柵極。開關輸出級700還包括電流增大控制電路，其包含電晶體M15 702和比較器790。 當電晶體M15 702的漏極端子耦合到電晶體M12 716的源極和電晶體禮706的漏極端子時， M15 702的源極耦合到Vsup。電晶體M15 702的柵極端子又耦合到比較器790的輸出端子。 節點Vd2耦合到比較器790的輸入端。參考電壓(未圖示)也耦合到比較器790的輸入端。此處應注意，設定比較電平使得比較器對節點Vd2處的電壓變化作出反應可為有利的。在正常操作中，開關M15 702閉合且實現向電晶體M1 722的柵極提供電流的低電阻路徑。電流Ila在電晶體M3 712與M13 710之間被分裂。在過電流的情況下，電流Ila足夠大，足以降低節點Vd2處的電壓。比較器790對此情況進行檢測並將電晶體M15 702斷開到關斷狀態。一旦電晶體M15 702處於關斷狀態，電晶體M3 712就控制節點Vd處的電壓並經由其以與上文描述的圖6中的開關輸出級600相同的方式來調節電晶體M1 722中的電流。
應了解，圖7中所示的比較器790可以多種電晶體配置來實施。圖8展示與圖7的開關輸出級類似的開關輸出級800的示範性實施例，其中使用電晶體M16 802和M17 812來替代比較器790。此處，電晶體禮6 802和M17 812替代圖7中所示的比較器790。當電晶體M16 802 的漏極端子耦合到電晶體M17 812的漏極端子且耦合到電晶體M15 804的柵極端子時，電晶體M16 802的源極端子耦合到Vsup。Mni 802的柵極端子又耦合到節點Vd2。電晶體M17 812 的柵極端子耦合到偏壓參考電壓。M16和M17檢測存在於節點Vd2上的電壓。當存在於節點Vd2處的電壓降低到閾值電壓以下時，電晶體M16 802的漏極端子處的電壓變高，因而迫使電晶體M15 804進入關斷狀態。一旦電晶體M15 804處於關斷狀態，電晶體M3 820就控制節點Vd處的電壓並經由其以與上文描述的圖7中的開關輸出級700相同的方式來調節電晶體M1 826中的電流。當存在於節點Vd2處的電壓升到閾值電壓以上時，電晶體M16 802的漏極端子處的電壓變低，因而迫使電晶體M15 804進入接通狀態。一旦電晶體M15 804處於接通狀態，其就控制節點Vd處的電壓並將電晶體M1擬6的柵極充電到供電電壓，從而控制電晶體M1 826 進入接通狀態。圖9為與圖8的開關輸出級類似的開關輸出級900的另一示範性實施例，其包括獨立的偏壓。此處，額外電晶體Mlb 918耦合到電晶體M13 920的源極以提供用以獨立地偏置 M13的供電電流。通過以此方式利用額外電晶體Mlb 918，提供了對流經電晶體M13 920的電流的更準確的控制。圖10展示開關輸出級1000，其用作圖9的開關輸出級900的獨立且分離的互補開關輸出級。正如可容易了解到的，與開關輸出級900中類似布置的電晶體相比，開關輸出級 1000中的電晶體的布置為相反的以對輸出電晶體M2 1012進行短路保護，所述輸出電晶體 M2 1012經配置以與輸出電晶體Ml擬8互補地操作。所屬領域的技術人員將了解，可使用多種不同技藝和技術中的任一者來表示信息和信號。舉例來說，可通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示可遍及以上描述所引用的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號和碼片。技術人員將進一步了解，結合本文中所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可實施為電子硬體、計算機軟體或兩者的組合。為了清楚地說明硬體與軟體的此可互換性，上文已大體上在功能性方面描述了各種說明性組件、塊、模塊、 電路和步驟。此功能性實施為硬體還是軟體視特定應用和強加於整個系統的設計約束而定。熟練的技術人員可針對每一特定應用以不同方式來實施所描述的功能性，但此類實施決策不應被解釋為導致脫離本發明的示範性實施例的範圍。可通過通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或電晶體邏輯、離散硬體組件，或其經設計以執行本文中所描述的功能的任何組合來實施或執行結合本文中所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可實施為計算裝置的組合，例如， DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結合DSP核心的一個或一個以上微處理器，或任一其它此類配置。結合本文中所揭示的實施例而描述的方法或算法的步驟可直接體現於硬體中、由處理器執行的軟體模塊中，或兩者的組合中。軟體模塊可駐留於隨機存取存儲器(RAM)、快閃記憶體、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM (EEPROM)、寄存器、硬碟、可拆卸盤、CD-ROM或此項技術中已知的任何其它形式的存儲媒體中。將示範性存儲媒體耦合到處理器以使得所述處理器可從所述存儲媒體讀取信息以及將信息寫入到所述存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體式。處理器和存儲媒體可駐留於 ASIC中。所述ASIC可駐留於用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲媒體可作為離散組件而駐留於用戶終端中。在一個或一個以上示範性實施例中，可在硬體、軟體、固件或其任何組合中實施所描述的功能。如果以軟體來實施，那麼可將所述功能作為一個或一個以上指令或代碼而存儲於計算機可讀媒體上或經由計算機可讀媒體來發射。計算機可讀媒體包括計算機存儲媒體與通信媒體兩者，通信媒體包括促進電腦程式從一處傳送到另一處的任何媒體。存儲媒體可為可由計算機存取的任何可用媒體。舉例來說且並非限制，此類計算機可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光碟存儲裝置、磁碟存儲裝置或其它磁性存儲裝置， 或可用以載運或存儲呈指令或數據結構的形式的所要程序代碼並可由計算機存取的任何其它媒體。並且，將任何連接恰當地稱為計算機可讀媒體。舉例來說，如果使用同軸電纜、 光纖纜線、雙絞線、數字訂戶線(DSL)或無線技術(例如紅外線、無線電和微波)從網站、伺服器或其它遠程源發射軟體，那麼同軸電纜、光纖纜線、雙絞線、DSL或無線技術(例如紅外線、無線電和微波)包括於媒體的定義中。如本文中所使用，磁碟(Disk)和光碟(disc)包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數字多功能光碟(DVD)、軟性磁碟和藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再現數據，而光碟通過雷射以光學方式再現數據。以上內容的組合也應包括在計算機可讀媒體的範圍內。提供對所揭示的示範性實施例的先前描述以使所屬領域的任何技術人員能夠製造或使用本發明。所屬領域的技術人員將易於了解對這些示範性實施例的各種修改，且在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，本文所界定的一般原理可應用於其它實施例。因此， 本發明不希望限於本文中所展示的實施例，而是應被賦予與本文中所揭示的原理和新穎特徵一致的最廣範圍。
權利要求
1.一種具有用於輸出電晶體的短路保護的開關輸出級，其包含 電流檢測電晶體，其與所述輸出電晶體並聯耦合；以及漏極電壓等化電路，其耦合到所述輸出電晶體和所述電流檢測電晶體，使得存在於所述輸出電晶體的每一端子處的電壓存在於所述電流檢測電晶體的每一對應端子處。
2.根據權利要求1所述的開關輸出級，其進一步包含用以調節經過所述電流檢測電晶體的電流的電路。
3.根據權利要求2所述的開關輸出級，其中所述用以調節的電路產生過電流檢測信號。
4.根據權利要求3所述的開關輸出級，其中所述過電流檢測信號用於調整驅動器。
5.根據權利要求4所述的開關輸出級，其中所述驅動器響應於所述過電流檢測信號而調整所述輸出電晶體的電流。
6.根據權利要求2所述的開關輸出級，其中所述開關輸出級包括至少兩個輸出電晶體。
7.根據權利要求2所述的開關輸出級，其進一步包含耦合到所述輸出電晶體的反相
8.根據權利要求7所述的開關輸出級，其中所述反相器響應於過電流檢測信號(Vd)而調整所述輸出電晶體電流。
9.根據權利要求7所述的開關輸出級，其進一步包含用於增大電流的裝置。
10.根據權利要求9所述的開關輸出級，其中所述用於增大所述電流的裝置包含用於將偏壓電流提供到所述開關輸出級的裝置。
11.根據權利要求10所述的開關輸出級，其中所述用於增大的裝置包括比較器和開關。
12.根據權利要求11所述的開關輸出級，其中所述比較器包含至少一個電晶體。
13.根據權利要求10所述的開關輸出級，其中所述偏壓電流被獨立地設定。
14.根據權利要求10所述的開關輸出級，其中所述開關輸出級包括至少兩個輸出電晶體。
15.根據權利要求1所述的開關輸出級，其中所述開關輸出級包括至少兩個輸出電晶體。
16.根據權利要求1所述的開關輸出級，其進一步包含耦合到所述輸出電晶體的反相
17.根據權利要求16所述的開關輸出級，其中所述反相器響應於過電流檢測信號(Vd) 而調整所述輸出電晶體電流。
18.根據權利要求16所述的開關輸出級，其進一步包含用於增大所述電流的裝置。
19.根據權利要求18所述的開關輸出級，其中所述用於增大所述電流的裝置包含用於將偏壓電流提供到所述開關輸出級的裝置。
20.根據權利要求19所述的開關輸出級，其中所述用於增大的裝置包括比較器和開關。
21.根據權利要求20所述的開關輸出級，其中所述比較器包含至少一個電晶體。
22.根據權利要求21所述的開關輸出級，其中所述偏壓電流被獨立地設定。
23.根據權利要求22所述的開關輸出級，其中所述開關輸出級包括至少兩個電晶體。
24.一種具有用於輸出電晶體的短路保護的開關輸出級，其包含； 用於測量所述輸出電晶體的電流的裝置；用於設定所述輸出電晶體的端子處的電壓的裝置；以及用於調節所述輸出電晶體的所述電流的裝置。
25.根據權利要求M所述的開關輸出級，其進一步包含； 用於檢測何時正發生過電流事件的裝置；以及用於在檢測到過電流事件時調整所述輸出電晶體的所述電流的裝置。
26.根據權利要求25所述的開關輸出級，其進一步包含用於在正常操作期間將偏壓電流提供到所述開關輸出級且用於在過電流操作期間不提供偏壓電流的裝置。
27.一種裝置，其包括具有用於輸出電晶體的短路保護的開關輸出級，所述開關輸出級包含電流檢測電晶體，其與所述輸出電晶體並聯耦合；以及漏極電壓等化電路，其耦合到所述輸出電晶體和所述電流檢測電晶體，使得存在於所述輸出電晶體的每一端子處的電壓存在於所述電流檢測電晶體的每一對應端子處。
28.根據權利要求27所述的裝置，其中所述裝置為無線通信裝置。
29.根據權利要求27所述的裝置，其中所述裝置為集成電路。
全文摘要
本發明描述一種在開關輸出級中的短路保護，其用於保護開關輸出級使之在短路條件下免受可造成裝置損壞的過大輸出電流的影響。用以達到此目標的設計技術包括通過結合用於使漏極電壓實質上相等的電路，與開關電晶體並聯地放置經縮放的電晶體來測量開關電晶體中的電流。用於短路保護的各種技術包含(a)組合地使用電晶體和運算放大器，(b)使用單一電晶體來替代所述運算放大器，(c)使用一電路來產生過電流檢測信號，(d)將過電流檢測信號提供到驅動器以便降低輸出電流，(e)使用反相器來反饋調節輸出電流，(f)使用開關在正常操作期間繞過所述電流調節器，以及(g)在過電流情況中自動斷開此開關。
文檔編號H03K17/082GK102449908SQ201080023264
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月28日 優先權日2009年5月28日
發明者赫裡特·格勒內沃爾德 申請人:高通股份有限公司