逆變器及開關電路的製作方法
2023-06-03 11:59:41
專利名稱：逆變器及開關電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及逆變器(inverter)及開關電路。
背景技術：
在電子和電領域，逆變器通常是指將DC電カ轉換成AC電カ的器件。然而，用於數位訊號處理領域的逆變器意味著對所接收的信號進行轉換的、以集成電路(IC)形式製造的 電子邏輯門。近來，在電子和電領域中，電子器件的小型化、通過降低電カ消耗來延長電池壽命
等已受:到關注。然而，根據現有技術的普通逆變器只能在被施加了単獨的外部電カVDD時才進行操作。因此，難以連同各種部件來製造片上逆變器(inverter on-chip)，並且逆變器要設置有用於接收外部電カ的単獨引腳，因此對於其小型化存在制約。通常，當提供外部電カ吋，電カ被連續地提供而與相應部件的操作無關，從而產生了不必要的電カ消耗。
發明內容
本發明的ー個目的是提供一種無需外部電カ就能執行逆變操作的逆變器。本發明的另ー個目的是提供一種開關電路。根據本發明的示例實施方式，提供了ー種接收控制信號，對該控制信號進行逆變並且輸出經逆變的控制信號的逆變器，該逆變器包括第一電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子和接地的一端；第二電晶體，具有被施加第三控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端；以及第三電晶體，具有被施加第二控制信號的控制端子以及被施加第三控制信號的一端，其中，第一電晶體、第二電晶體以及第三電晶體的另一端連接至輸出端子。第一電晶體可以是N型MOS電晶體。第二電晶體和第三電晶體可以是P型MOS電晶體。根據本發明的另ー示例實施方式，提供了一種接收η個控制信號，對要被逆變的控制信號進行逆變，並且輸出經逆變的控制信號的逆變器，該逆變器包括第一電晶體，具有被施加要被逆變的控制信號的控制端子和接地的一端；以及多個第二電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端，考慮除了要被逆變的控制信號之外的控制信號的次序來成對地選擇第一控制信號和第二控制信號中的每ー個，其中，第一電晶體、第二電晶體的另一端連接至輸出端子。可設置(n-1) ! / (n-3)!個第二電晶體，其中，！是階乘。第一電晶體可以是N型MOS電晶體。第二電晶體可以是P型MOS電晶體。根據本發明的另ー示例實施方式，提供了一種接收η個控制信號，對要被逆變的控制信號進行逆變，並且輸出經逆變的控制信號的逆變器，該逆變器包括第一電晶體，具有被施加要被逆變的控制信號的控制端子和接地的一端；以及多個第二電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及被施加了第二控制信號的一端，考慮除了要被逆變的控制信號之外的控制信號的次序來成對地選擇第一控制信號和第二控制信號中的每ー個，其中，設置η個逆變単元，從而對η個控制信號進行逆變並且輸出經逆變的η個信號，該逆變単元具有連接至第一電晶體和第二電晶體的另一端的輸出端子。 根據本發明的另ー示例實施方式，提供了ー種開關電路，包括電カ產生電路，接收控制信號以產生電カ；以及逆變器，在沒有單獨電力的情況下接收控制信號並且對要被逆變的控制信號進行逆變以輸出經逆變的控制信號。該開關電路可進ー步包括開關單元，該開關単元包括多個輸入輸出端子以及在各個輸入輸出端子之間接通/斷開的多個開關。開關電路可進一歩包括接收控制信號並將該信號傳輸至開關單元的緩衝器単元。緩衝器單元可接收從電カ產生電路產生的電力。從逆變器輸出的信號可被傳輸至開關單元。開關電路可進一歩包括開關單元，該開關単元包括多個輸入輸出端子；至少ー個天線；在各個輸入輸出端子與天線之間接通/斷開的多個第一開關；以及在各個輸入輸出端子與接地端子之間接通/斷開的多個第二開關。開關電路可進一歩包括接收控制信號並將該信號傳輸至開關單元的緩衝器単元。緩衝器單元可接收從電カ產生電路產生的電力。從逆變器輸出的信號可被傳輸至開關電路。從緩衝器單元輸出的信號可被施加至第一開關或第二開關以控制其接通/斷開。未經過(pass through)緩衝器單元的控制信號可被施加至第一開關和第二開關中的未被施加從緩衝器單元輸出的信號的那ー個。經過逆變器單元的信號可被施加至第一開關和第二開關中的未被施加從緩衝器單元輸出的信號的那ー個。第一開關可以是串聯開關(series switch)，而第二開關可以是分流開關(shuntswitchノ。電カ產生電路可連接至緩衝器單元以向其提供電力。電カ產生電路可包括第一電晶體，包括被施加第三控制信號的控制端子以及被施加第一控制信號的一端；第二電晶體，包括被施加第二控制信號的控制端子以及與第一電晶體的另一端相連接的一端；第三電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端；第四電晶體，具有被施加第三控制信號的控制端子以及與第三電晶體的另一端相連接的一端；第五電晶體，具有被施加第二控制信號的控制端子以及被施加第三控制信號的一端；以及第六電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及與第五電晶體的另一端相連接的一端，第二電晶體、第四電晶體以及第六電晶體中的另一端連接至輸出端子。當第一控制信號、第二控制信號以及第三控制信號中的任意一個是接通信號吋，可從輸出端子輸出電カ。第一電晶體至第六電晶體可以是P型MOS電晶體。
圖I是示意性示出根據本發明的示例實施方式的開關電路的框圖；圖2是示出緩存器単元的配置及其信號傳輸特性的示圖；圖3是示出逆變器單元的配置及其信號傳輸特性的示圖；
圖4是示出根據本發明的示例實施方式的開關單元的示圖；圖5是圖4的變形示例；圖6A是示出根據本發明的示例實施方式的逆變器的配置的電路圖；圖6B是示出根據本發明的示例實施方式的逆變器的配置的電路圖；圖6C是示出根據本發明的示例實施方式的逆變器的配置的電路圖；圖7是示出圖6A的逆變器的輸入輸出端子的信號的示圖；以及圖8是示出根據本發明的示例實施方式的逆變器的配置的示圖。
具體實施例方式根據參照附圖的下列實施方式的描述，本發明的各種優點和特徵及實現其的方法將變得顯而易見。然而，可以按照許多不同形式來修改本發明，並且其不應限於本文闡述的實施方式。提供這些實施方式，以使本公開詳盡和完整，並且向本領域的那些技術人員充分傳達本發明的範圍。圖中相同的參考標號代表相同的元件。本說明書中所使用的術語是用於解釋實施方式而不是限制本發明。本申請中單數形式包括了複數形式，除非明確地描述並非如此。詞語「包括」及諸如「包含」或「含有」的變形應被理解成暗指包括所述的要素、步驟、操作和/或元件，但並不排除任意其他的要素、步驟、操作和/或元件。下文中，將參照附圖詳細描述本發明。圖I是示意性示出根據本發明的示例實施方式的開關電路的框圖。參照圖1，根據本發明的示例實施方式的開關電路100可被配置為包括驅動單元110和開關單元120。在這種情況下，驅動單元110可被配置為包括電カ產生電路111、緩衝器単元112以及逆變器單元113。產生控制信號的控制單元可被實現為各種晶片集。電カ產生電路111可被施加有從控制單元(其可作為各種晶片集來實現)產生的控制信號，從而用於產生要被供給至緩衝器單元112的電源電壓VDD。另外，在沒有單獨的外部電カ的情況下，逆變器單元113可僅利用輸入的控制信號來執行逆變操行。因此，在沒有単獨的外部電カ的情況下，緩衝器単元112和逆變器單元113可被施加有從電カ產生電路111供給的電カ並且被驅動，使得開關電路100的整體尺寸減小。同吋，開關單元120可包括多個輸入輸出端子、天線以及用於將特定的輸入輸出端子連接至天線或將特定輸入輸出端子與天線相阻斷的開關。圖2是示出緩存器単元112的配置及其信號傳輸特性的示圖，圖3是示出逆變器単元113的配置及其信號傳輸特性的示圖。如圖2和圖3中所示，緩衝器単元112輸出了與輸入控制信號相同的控制信號，而逆變器單元113將輸入控制信號進行逆變以輸出經逆變的控制信號。在這種情況下，電カ產生電路111可連接至緩衝器単元112以向其提供電力，使得緩衝器単元112和逆變器單元可以在沒有単獨的外部電カ的情況下被驅動。圖4是示出根據本發明的示例實施方式的開關單元120的示圖。 參照圖4，開關單元120可被配置為包括多個輸入輸出端子、天線以及開關。在這種情況下，該開關可包括第一開關和第二開關。第一開關被設置在各輸入輸出端子與天線之間，以執行接通/斷開操作，因此可以將特定的輸入輸出端子連接至天線或將特定的輸入輸出端子與天線阻斷，而第二開關被設置在各輸入輸出端子與接地端子之間，以執行接通/斷開操作，因此可以將輸入輸出端子連接至接地端子或將輸入輸出端子與接地端子阻斷。圖4中，第一串聯開關121和第二串聯開關122可相當於第一開關，而第一分流開關123和第二分流開關124可相當於第二開關。在這種情況下，從緩衝器単元112輸出的控制信號Vcal被施加至第一串聯開關121，而從緩衝器單元輸出的控制信號Vca2被施加至第二串聯開關122，從而可接通/斷開相應的開關。另外，從逆變器單元113輸出的控制信號Veal』被施加至第一分流開關123，而從逆變器單元輸出的控制信號Vca2』被施加至第二分流開關124，從而可接通/斷開相應的開關。同時，緩衝器単元112和逆變器單元113可被施加有相同的控制信號，其中，逆變器単元113可對輸入控制信號進行逆變並且輸出經逆變的控制信號。因此，從緩衝器單元112輸出的信號Vcal和Vca2與從逆變器単元113輸出的信號Veal』和Vca2』可具有互補關係。S卩，當信號Vcal是H信號時，信號Veal』會是L信號。因此，第一串聯開關121和第一分流開關123互補地接通/斷開，而第二串聯開關122和第二分流開關124也會互補地接通/斷開。圖5是圖4的變形示例，其中，示出了具有三個輸入輸出端子的開關單元120』。在這種情況下，輸入輸出端子被示為圖5中的Tx、Rx以及ΒΤ，但是它們不限於這些。參照圖5，經過緩衝器單元112的各控制信號Vcal、Vca2以及Vca3對於設置在輸入輸出端子Tx、Rx以及BT與天線RFC之間的第一串聯開關121』、第二串聯開關122』以及第三串聯開關125』中的每ー個的接通/斷開進行控制，因此可以將各輸入輸出端子連接至天線或將各輸入輸出端子與天線相阻斷。在這種情況下，從逆變器輸出的信號Veal』、Vca2』和Vca3』可以將設置在輸入輸出端子與地線之間的第一分流開關123』、第二分流開關124』以及第三分流開關126』的輸入輸出端子連接至地或將其與地相阻斷。
另外，關於信號Vcl、Vc2和Vc3,如圖8中所不,其中的至少兩個信號不可以同時是H信號。因此，輸入輸出端子Tx、Rx和BT並不同時連接至天線。信號Veal』是Vcl的逆變信號，使得第一、第二以及第三串聯開關與第一、第二以及第三分流開關可互補地接通/斷開。通常，即使在斷開狀態下,微弱信號(minute signal)仍可通過開關。然而，如上所述，第一、第二以及第三串聯開關與第一、第二以及第三分流開關互補地操作，使得當ー個輸入輸出端子連接至天線時，可在其他輸入輸出端子與天線之間進行更徹底地阻斷，因此可降低輸入輸出端子與天線之間所傳輸的信號的噪聲並且可提高精確度。圖6A是示出根據本發明的示例實施方式的逆變器的配置的電路圖。參照圖6A，根據本發明的示例實施方式的逆變器被施加有包括第一控制信號、第ニ控制信號以及第三控制信號的控制信號以輸出經逆變的信號，並且逆變器被配置為包括 第一 MOS電晶體Ml、第二 MOS電晶體M2以及第三MOS電晶體M3。第一MOS電晶體Ml可具有被施加了第一控制信號的柵極、接地的源極以及連接至輸出端子的漏扱。第二 MOS電晶體M2可具有被施加了第三控制信號的柵極、被施加了第二控制信號的源極以及連接至輸出端子的漏扱。第三MOS電晶體M3可具有被施加了第二控制信號的柵極、被施加了第三控制信號的源極以及連接至輸出端子的漏扱。在這種情況下，第一 MOS電晶體Ml可以是N型MOS電晶體。第二 MOS電晶體M2和第三MOS電晶體M3可以是P型MOS電晶體。在圖6A中，第一控制信號、第二控制信號以及第三控制信號分別被示為Vcl、Vc2以及Vc3。參照圖6A，如下面的表I中所示，通過劃分成三種情況來施加控制信號。當Vcl被逆變並且輸出時，可將其設定為輸入至第一 MOS電晶體Ml的柵極的第一控制信號。[表 I]
權利要求
1.一種逆變器，其接收控制信號、對所述控制信號進行逆變、並輸出經逆變的所述控制信號，所述逆變器包括 第一電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及接地的一端； 第二電晶體，具有被施加第三控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端；以及 第三電晶體，具有被施加所述第二控制信號的控制端子以及被施加所述第三控制信號的一端， 其中，所述第一電晶體、所述第二電晶體以及所述第三電晶體的另一端被連接至輸出端子。
2.根據權利要求I所述的逆變器，其中，所述第一電晶體是N型MOS電晶體。
3.根據權利要求I所述的逆變器，其中，所述第二電晶體和所述第三電晶體是P型MOS電晶體。
4.一種逆變器，其接收η個控制信號、對要被逆變的控制信號進行逆變、並輸出經逆變的控制信號，所述逆變器包括 第一電晶體，具有被施加要被逆變的控制信號的控制端子以及接地的一端；以及多個第二電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端，考慮除了所述要被逆變的控制信號之外的控制信號的次序來成對地選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的每ー個， 其中，所述第一電晶體、所述第二電晶體的另一端連接至輸出端子。
5.根據權利要求4所述的逆變器，其中，設置(η-1)!/(η-3)!個第二電晶體，其中，！是階乘。
6.根據權利要求4所述的逆變器，其中，所述第一電晶體是N型MOS電晶體。
7.根據權利要求4所述的逆變器，其中，所述第二電晶體是P型MOS電晶體。
8.一種逆變器，其接收η個控制信號、對要被逆變的控制信號進行逆變、並輸出經逆變的控制信號，所述逆變器包括 第一電晶體，具有被施加要被逆變的控制信號的控制端子以及接地的一端；以及多個第二電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端，考慮除了所述要被逆變的控制信號之外的控制信號的次序來成對地選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的每ー個， 其中，設置具有連接至所述第一電晶體和所述第二電晶體的另一端的輸出端子的η個逆變單元，從而對所述η個控制信號中的每個進行逆變並輸出經逆變的η個信號。
9.一種開關電路，包括 電カ產生電路，接收控制信號從而產生電カ；以及 逆變器，在沒有単獨的電カ的情況下，接收控制信號並對要被逆變的控制信號進行逆變從而輸出經逆變的所述控制信號， 開關單元，包括 多個輸入輸出端子；至少ー個天線； 多個第一開關，在各個所述輸入輸出端子與所述天線之間接通/斷開；以及多個第二開關，在各個所述輸入輸出端子與接地端子之間接通/斷開， 其中，所述逆變器包括 第一電晶體，具有被施加要被逆變的控制信號的控制端子以及接地的一端；以及 多個第二電晶體，具有被施加第一控制信號的控制端子以及被施加第二控制信號的一端，考慮除了所述要被逆變的控制信號之外的控制信號的次序來成對地選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的每ー個，並且其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的另一端連接至輸出端子。
10.根據權利要求9所述的開關電路，其中，設置(n-1)! / (n-3)!個第二電晶體，其中，！是階乘。
11.根據權利要求9所述的開關電路，其中，所述第一電晶體是N型MOS電晶體。
12.根據權利要求9所述的開關電路，其中，所述第二電晶體是P型MOS電晶體。
13.根據權利要求9所述的開關電路，進一歩包括緩衝器単元，接收所述控制信號並將該信號傳輸至所述開關単元， 其中，所述緩衝器単元接收從所述電カ產生電路產生的電力。
14.根據權利要求9所述的開關電路，其中，從所述逆變器輸出的信號被傳輸至所述開關單元。
15.根據權利要求9所述的開關電路，進一歩包括緩衝器単元，接收所述控制信號並將該信號傳輸至所述開關単元， 其中，從所述緩衝器單元輸出的信號被施加至所述第一開關或所述第二開關從而控制開關的接通/斷開。
16.根據權利要求9所述的開關電路，進一歩包括緩衝器単元，接收所述控制信號並將該信號傳輸至所述開關単元， 其中，從所述緩衝器單元輸出的信號被施加至所述第一開關或所述第二開關從而控制開關的接通/斷開，並且未經過所述緩衝器単元的控制信號被施加至所述第一開關和所述第二開關中的未被施加從所述緩衝器單元輸出的信號的那ー個。
17.根據權利要求9所述的開關電路，其中，所述電カ產生電路包括 第一電晶體，包括被施加第三控制信號的控制端子以及被施加第一控制信號的一端； 第二電晶體，包括被施加第二控制信號的控制端子以及與所述第一電晶體的另一端相連接的一端； 第三電晶體，具有被施加所述第一控制信號的控制端子以及被施加所述第二控制信號的一端; 第四電晶體，具有被施加所述第三控制信號的控制端子以及與所述第三電晶體的另ー端相連接的一端； 第五電晶體，具有被施加所述第二控制信號的控制端子以及被施加所述第三控制信號的一端；以及 第六電晶體，具有被施加所述第一控制信號的控制端子以及與所述第五電晶體的另ー端相連接的一端， 所述第二電晶體、所述第四電晶體以及所述第六電晶體中的另一端連接至輸出端子。
18.根據權利要求17所述的開關電路，其中，當所述第一控制信號、所述第二控制信號以及所述第三控制信號中的任意一個是接通信號時，從所述輸出端子輸出電力。
19.根據權利要求17所述的開關電路，其中，所述電カ產生電路包括為P型MOS電晶體的所述第一電晶體至所述第六電晶體。
全文摘要
本發明公開了一種逆變器及開關電路。接收控制信號、對包括第一控制信號、第二控制信號以及第三控制信號的控制信號進行逆變、並且輸出經逆變的控制信號的逆變器包括第一MOS電晶體，具有被施加第一控制信號的柵極和接地的源極；第二MOS電晶體，具有被施加第三控制信號的柵極和被施加了第二控制信號的源極；以及第三MOS電晶體，具有被施加第二控制信號的柵極以及被施加第三控制信號的源極，其中，第一MOS電晶體、第二MOS電晶體以及第三MOS電晶體的漏極連接至輸出端子。
文檔編號H02M1/08GK102832837SQ20121019941
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者金維新, 金相喜, 白東鉉, 尹善祐, 樸成煥 申請人:三星電機株式會社, 韓國科學技術院