音頻切換開關裝置的製作方法
2023-07-21 19:55:31
專利名稱：音頻切換開關裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種開關裝置，特別是涉及ー種適用於音頻切換的開關裝置。
背景技術：
在傳統的用於音頻切換的開關晶片中，一般都是使用NMOS (N-Mental-Oxide-Semiconductor, N 型金屬氧化物半導體)和 PMOS (P-Mental-Oxide-Semiconductor, P 型金屬氧化物半導體)互補型的開關或者單純的NMOS開關，尤其是當音頻輸入端的輸入電壓幅值比較低的時候都是僅採用NMOS開關。其中如圖I所不，由於輸入端VIN輸入的音頻信號會出現負電壓,這給作為開關的NMOS管Ml的關斷帶來一定的問題，即當需要關斷NMOS管Ml吋，由於NMOS管Ml的柵極上的電壓Vg的電平為0，所以如果此時輸入端VIN輸入電壓為負電壓的話，此時NMOS管的柵 極和與輸入端VIN連接的源極之間電壓會大於NMOS管的開啟閾值電壓VT，所以此時輸入端VIN和輸出端VOUT之間依舊導通，因而導致NMOS管Ml不能關閉的問題。如圖I所示，目前的傳統解決辦法是加入產生ー個負電壓VSS的電源，並在需要所述NMOS管Ml關斷時，並且MCU通過將所述負電壓VSS作為NMOS管Ml的柵極上的電壓Vg。所以可以保證NMOS管的柵極和與輸入端VIN連接的源極之間電壓小於NMOS管的開啟閾值電壓VT，因而可以保證NMOS管Ml的關斷。但是，在採用圖I所示的解決方案時，需要產生ー個負電壓，所以需要ー個能夠提供負電壓的電源，例如，採用電荷泵結構。因而需要一定額外的晶片的面積和晶片功耗，而且在產生負電壓的電源中會需要高速的時鐘切換，因而也會導致晶片內部信號的互相干擾
等等問題。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術的音頻切換開關裝置中需要額外的提供負電壓的電源的缺陷，提供一種音頻切換開關裝置，利用電壓比較的方式，將輸入端的負電壓設為NMOS管的柵極電壓，從而在能夠完全關斷NMOS管的同吋，不再需要提供負電壓的電源，簡化了電路結構。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的本實用新型提供了一種音頻切換開關裝置，包括一 NMOS管、一輸入端和ー輸出端，所述輸入端和輸出端分別電連接所述NMOS管的源極和漏扱，其特點是所述音頻切換開關裝置還包括一處理單元，用於根據用戶輸入的一開關控制指令通過所述NMOS管的柵極控制所述NMOS管的導通或截止；一電壓比較單元，用於將所述輸入端的電壓與ー截止電壓比較、並當所述輸入端的電壓小於所述截止電壓時，輸出所述輸入端的電壓至所述處理単元，否則輸出所述截止電壓至所述處理単元；其中當所述處理單元控制所述NMOS管截止時，所述處理単元將從所述電壓比較単元接收的電壓輸送至所述NMOS管的柵極；當所述處理單元控制所述NMOS管導通時，所述處理單元輸出使得所述NMOS管導通的ー導通電壓至所述NMOS管的柵極。較佳地，所述截止電壓為零。較佳地，，所述電壓比較單元包括一第一 NMOS管和一第二 NMOS管，其中所述第一NMOS管的柵極接地，所述第一 NMOS管的漏極與所述輸入端電連接，所述第一 NMOS管的源極與所述第二 NMOS管的源極電連接；所述第二 NMOS管的柵極與所述輸入端電連接，所述第二NMOS管的漏極接地，所述第二 NMOS管的源極還與所述處理単元電連接。較佳地，，所述第一 NMOS管的源極還通過ー電阻接地。較佳地，，其特徵在於，所述處理單元為MCU。本實用新型的積極進步效果在於本實用新型的音頻切換開關裝置通過利用電壓比較的方式，在輸入端的輸入電壓為負電壓吋，將輸入端的負電壓設為NMOS管的柵極電壓，從而始終能夠關斷NMOS管，並且在能夠完全關斷NMOS管的同時，不再需要額外提供負電壓的電源，簡化了電路結構；而且由於電路結構的簡化還減小了開關裝置的功耗以及對其他部件的幹擾。
圖I為現有技術中首頻切換開關電路的結構不意圖。圖2為本實用新型的音頻切換開關裝置的較佳實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。實施例如圖I所示，本實施例的音頻切換開關裝置包括一 NMOS管Ml、一輸入端VIN、ー輸出端VOUT、一 MCU (微控制器)Ul和ー電壓比較單元U2。其中所述匪OS管Ml的源極連接所述輸入端VIN，所述NMOS管Ml的漏極連接所述輸出端V0UT，所述NMOS管Ml基於柵極上的電壓Vg控制所述源極和漏極的導通和截止，本實施例中當所述NMOS管Ml柵極和源極之間的電壓大於閾值電壓VT時，所述NMOS管Ml的源極和漏極之間導通，否則所述NMOS管Ml的源極和漏極之間關斷。本實施例中所述輸入端VIN用於接收音頻信號。所述輸出端VOUT用於輸出從所述輸入端VIN接收的音頻信號。所述MCUUl用於根據外部用戶輸入的一開關控制指令通過所述NMOS管Ml的柵極控制所述NMOS管Ml的導通或截止。其中本實施例中當用戶輸入開啟所述NMOS管Ml的指令時，所述MCUUl在所述NMOS管Ml的柵極施加的電壓Vg使得所述NMOS管Ml柵極和源極之間的電壓大於閾值電壓VT，從而使得所述NMOS管Ml導通；當用戶輸入關斷所述NMOS管Ml的指令時，所述MCUUl將從電壓比較単元U2得到電壓作為施加於所述NMOS管Ml的柵極的電壓Vg，因而使得所述NMOS管Ml柵極和源極之間的電壓小於閾值電壓VT，從而使得所述NMOS管Ml截止。本實施例中的電壓比較單元U2用於將所述輸入端VIN的輸入電壓與零比較、SP t匕較所述輸入端VIN的輸入電壓與零比較的大小，並當所述輸入端VIN的輸入電壓小於零吋，輸出所述輸入端VIN的輸入電壓至所述MCUUl中，否則輸出零至所述MCUUl。其中如圖2所示，本實施例的電壓比較單元U2包括一第一 NMOS管M2和一第二NMOS管M3，其中所述第一 NMOS管M2的柵極接地，所述第一 NMOS管M2的源極通過ー電阻R接地，所述電阻R用於維持所述第一 NMOS管M2的源極上的電壓，所述第一 NMOS管M2的漏極與所述輸入端VIN電連接，所述第一 NMOS管M2的源極還與所述第二 NMOS管M3的源極電連接；所述第二 NMOS管M3的柵極與所述輸入端VIN電連接，所述第二 NMOS管M3的漏極接地，所述第二 NMOS管M3的源極與所述MCUUl電連接。此外本領域技術人員還可以採用其他種類的電壓比較器來替代本實例中的電壓比較單元U2的結構，井能夠得到同樣的效果。另外，本實施例中所涉及的所有器件或單元，例如NMOS管、電壓比較單元和MCU等均可以在現有的硬體基礎上實現或在現有的硬體基礎上結合現有的軟體編程手段實現，故 在此對其具體實現過程不做贅述。本實施例的工作原理如下當用戶輸入開啟所述NMOS管Ml的指令時，所述MCUUl在所述NMOS管Ml的柵極施加的電壓Vg使得所述NMOS管Ml柵極和源極之間的電壓大於閾值電壓VT，從而使得所述NMOS管Ml導通。所以從輸入端VIN輸入的音頻信號通過所述NMOS管Ml傳輸至輸出端VOUT0當用戶輸入關斷所述NMOS管Ml的指令時，若NMOS管Ml的源極的電壓Vs < O時，即輸入端VIN輸入電壓小於零時，此時第二 NMOS管M3截止，第一 NMOS管M2導通，此時電壓完全落於所述電阻R上，所以MCUUl接收的所述電壓比較單元U2的輸出電壓為所述NMOS管Ml的源極的電壓Vs，然後所述MCUUl將所述源極的電壓Vs作為所述NMOS管Ml的柵極的電壓Vg，因而使得所述NMOS管Ml柵極和源極之間的電壓小於閾值電壓VT，從而使得所述NMOS管Ml截止。所以輸入端VIN和所述輸出端VOUT之間中斷。若NMOS管Ml的源極的電壓Vs彡O時，此時第一 NMOS管M2截止，第二 NMOS管M3導通，此時第二 NMOS管M3的源極接地，所以MCUUl接收的所述電壓比較單元U2的輸出電壓為零。然後所述MCUUl將所述NMOS管Ml的柵極的電壓Vg設置為零，因而使得所述NMOS管Ml柵極和源極之間的電壓小於閾值電壓VT，從而使得所述NMOS管Ml截止。所以輸入端VIN和所述輸出端VOUT之間中斷。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種音頻切換開關裝置，包括一 NMOS管、一輸入端和ー輸出端,所述輸入端和輸出端分別電連接所述NMOS管的源極和漏極，其特徵在於，所述音頻切換開關裝置還包括 一處理單元，用於根據用戶輸入的一開關控制指令通過所述NMOS管的柵極控制所述NMOS管的導通或截止；一電壓比較單元，用於將所述輸入端的電壓與一截止電壓比較、並當所述輸入端的電壓小於所述截止電壓時，輸出所述輸入端的電壓至所述處理単元，否則輸出所述截止電壓至所述處理単元； 其中當所述處理單元控制所述NMOS管截止時，所述處理単元將從所述電壓比較單元接收的電壓輸送至所述NMOS管的柵極；當所述處理單元控制所述NMOS管導通時，所述處理單元輸出使得所述NMOS管導通的ー導通電壓至所述NMOS管的柵極。
2.如權利要求I所述的音頻切換開關裝置，其特徵在於，所述截止電壓為零。
3.如權利要求2所述的音頻切換開關裝置，其特徵在於，所述電壓比較單元包括一第一 NMOS管和一第二 NMOS管，其中所述第一 NMOS管的柵極接地，所述第一 NMOS管的漏極與所述輸入端電連接，所述第一 NMOS管的源極與所述第二 NMOS管的源極電連接；所述第二NMOS管的柵極與所述輸入端電連接，所述第二NMOS管的漏極接地，所述第二NMOS管的源極還與所述處理単元電連接。
4.如權利要求3所述的音頻切換開關裝置，其特徵在於，所述第一NMOS管的源極還通過ー電阻接地。
5.如權利要求1-4中任一項所述的音頻切換開關裝置，其特徵在於，所述處理單元為MCU。
專利摘要本實用新型公開了一種音頻切換開關裝置，包括一NMOS管、一輸入端和一輸出端，所述輸入端和輸出端分別電連接所述NMOS管的源極和漏極；一處理單元，用於根據用戶輸入的一開關控制指令通過所述NMOS管的柵極控制所述NMOS管的導通或截止；一電壓比較單元，用於將所述輸入端的電壓與一截止電壓比較、並當所述輸入端的電壓小於所述截止電壓時，輸出所述輸入端的電壓至所述處理單元，否則輸出所述截止電壓至所述處理單元。本實用新型通過利用電壓比較的方式，在輸入端的輸入電壓為負電壓時，將輸入端的負電壓設為NMOS管的柵極電壓，從而始終能夠關斷NMOS管。
文檔編號H03K17/72GK202455329SQ201220028379
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月21日 優先權日2012年1月21日
發明者戴忠偉, 虞志雄 申請人:廣芯電子技術(上海)有限公司