专利名称：电流控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电流控制电路，该电流控制电路控制流过变压器的初级线圈的电流，并且特别涉及一种电流控制电路，该电流控制电路防止由变压器的初级线圈所施加的反电动势(back electromotive force)引起反向电流。
背景技术：
CCFL(冷阴极荧光灯)广泛地用于液晶背光。由于必须给CCFL提供交流电，所以通常给变压器的初级线圈提供交流电，从而引起连接到次级线圈的CCFL发光。因此，需要给变压器的初级线圈提供交流电的电路。
图3中示出的推挽放大器是这种电路的示例性结构。在该电路中，在电源VDD和输出端子之间提供P沟道晶体管Q1。在输出端子与地之间安置二极管SBD和N沟道晶体管Q2。晶体管Q1导通，而晶体管Q2截止，从而允许来自电源VDD的电流从输出端子流出。晶体管Q1截止，而晶体管Q2导通，从而允许从输出端子吸引(draw)电流。
变压器的初级线圈连接到输出端子，而CCFL连接到次级线圈。于是，通过给变压器的初级线圈提供预定的交流电，有可能允许连接到次级线圈的CCFL发光。公开待审的日本专利No.2002-289385中描述了一种CCFL的驱动电路。
在上述电路中，如果晶体管Q2导通或截止，就会有较高的反向电压施加到二极管SBD上。另一方面，当变压器Q2接通时，有较大的电流流过该电路。例如，在便携式设备等的液晶显示器的背光中，峰值电流通常至少是10A。于是，通常使用肖特基势垒二极管(SBD)作为二极管SBD。然而，由于来自二极管SBD的发热或电阻是不利的，所以二极管SBD必须具有大尺寸。例如，二极管SBD必须是SMP(表面安装封装)种类的。这在空间上是不利的，而且不利地增加了成本。
发明内容
根据本发明，当第一N沟道晶体管断开时，它的体二极管(body diode)禁止相反方向上的电流。这使得不需要任何用于防止反向电流的二极管。然后，能够将晶体管的导通电阻减少到低于二极管的电阻。这就防止了由在导通期间产生的大电流所引起的发热。而且，能够减少该电路的整体尺寸。
图1是示出根据本发明的优选实施例的示例性结构的图；图2是示出N沟道晶体管的示例性结构的图；和图3是示出传统示例的结构的图。
具体实施例方式
以下将参照附图来描述本发明的优选实施例。
图1示出了根据本发明实施例的电路。P沟道晶体管Q1的源极连接到电源。晶体管Q1的漏极连接到输出端子(释放和吸附端)10。而且，驱动信号Vg被提供给晶体管Q1。导通晶体管Q1会使来自电源的电流从输出端子10释放出去。在晶体管Q1中形成体二极管D1，以便将电流从其漏极引向源极(从输出端子10到电源)。
另一方面，第一N沟道晶体管的源极连接到输出端子。第二N沟道晶体管Q12的漏极连接到第一N沟道晶体管Q10的漏极。第二N沟道晶体管的源极连接到地。在第一和第二N沟道晶体管Q10和Q12中分别形成体二极管D10和D12，以便将电流从它们源极引向漏极。
齐纳二极管ZD的阳极连接到第一和第二N沟道晶体管Q10和Q12的漏极之间的结点。齐纳二极管的阴极连接到第一N沟道三极管Q10的栅极。而且，第一N沟道晶体管Q10的栅极连接到电阻器R的一端和电容器C的一端，电阻器R的另一端连接到地，电容器C的另一端连接到第二N沟道晶体管的栅极。
给第二N沟道晶体管Q12的栅极提供驱动信号(Vg)，该驱动信号的相位与提供给晶体管Q1的栅极的驱动信号Vg的相位相反。
利用该电路，当为方波的驱动信号Vg及其反信号Vg被输入到晶体管Q1的栅极和第二N沟道晶体管Q12的栅极时，晶体管Q1导通，以便从输出端子10释放电流，正如在以上在传统示例中所述那样。
此时，将低(L)电平输入到第二N沟道晶体管Q12的栅极，以便断开第二N沟道晶体管Q12。而且，输出端子10具有高电压(电源电压)，使得电流经由第一N沟道晶体管Q10的体二极管D10和齐纳二极管ZD，从输出端子流到电容器C。因此，第一N沟道晶体管Q10的栅极电压等于输出端子的电压，即电源电压。电流经由电阻器R流到地。然而，存在来自输出端子10的大量电流。因此，该电流量不成为问题。
接着，当驱动信号Vg改变到低(L)电平时，晶体管Q1被截止。第二N沟道晶体管Q12的栅极改变到高(H)电平，以便导通第二N沟道晶体管Q12。而且，电容器C用来使第一N沟道晶体管Q10的栅极电压等于电源电压加上与输入信号Vg的高(H)电平相对应的电压。给第一N沟道晶体管Q10的漏极提供地电压，以便导通第一N沟道晶体管Q10。结果，来自输出端子10的电流经由第一和第二N沟道晶体管Q10和Q12流到地。
以此方式，从输出端子吸收的电流经由导通的N沟道晶体管Q10流到地。能够将N沟道晶体管Q10的导通电阻有效地减少到与二极管相当；该导通电阻能够被减少到大约50mΩ。
可将电容器C设置成大约200nF，并且可将电阻器R设置成大约10Ω。
在这种情况下，第一N沟道晶体管Q10的漏极电压等于地电压，并且没有充电电流流到电容器C。结果，电容器C的充电电压经由电阻器R流到地。因此，在预定时间之后，在驱动信号Vg改变之前，第一N沟道晶体管Q10的栅极电压变得足够接近于地电压，以便断开第一N沟道晶体管Q10。
以此方式，第一N沟道晶体管Q10的栅极电压逐渐变化，以便能够进行相对柔和的切换。这使得有可能将由连接到输出端子的变压器的初级线圈所施加的反电动势减少到较小的值。而且，第一N沟道晶体管Q10的断开，与其体二极管D10相结合，能够防止反向电流经由第二N沟道晶体管Q12的体二极管D12，从地流到变压器的初级线圈。这就消除了对于另一个二极管的需要。
断开第一N沟道晶体管Q10可以引起晶体管的源极电压振动。然而，保持第一N沟道晶体管Q10的漏极电压与地电压相等。在第一N沟道晶体管Q10已经被截止之后，第二N沟道晶体管Q12仍然导通。因此，电流能够从输出端子流到地，从而允许变压器中的剩余电流被释放掉。
在本实施例的电路中，有可能将第一和第二N沟道晶体管Q10和Q12、电容器C、电阻器R、齐纳二极管ZD等安装在单个铜框架上，用导线将其它部件连接在一起，并且浇铸铜框架与接线部件，从而制造出单个封装组件(package)。
这能够减小电路的尺寸，并且减少的导通电阻用于抑制发热的产生。反过来，这也有效地减少了部件安装面积、制造所需的时间和劳动力的数量、以及该部件的总成本。
图2示出了适合于用作第一和第二N沟道晶体管Q10和Q12的晶体管的结构。在半导体基片20的背面上形成漏电极22。在半导体基片20的底部形成N+区。N-区和P区依此次序在N+区上形成。
在P区的正面形成N+源极区。在N+源极区中形成源电极24。而且，在与源极区二维相邻的区域中形成沟渠(trench)型栅电极26，以便从P区的上表面穿透地延伸到N-区。在栅电极26的沟渠部分的正面上形成栅极绝缘膜。利用这种结构，在源极与漏极之间施加预定电压，并且将正电压施加到栅电极。接着，在接近于栅电极的部分P区中(在沟道区CH中)形成反向区域。接着，电流在源极与漏极之间流动。利用这种结构，可以将P区保持在与源极区的电势相同的电势上，以便在源极与漏极之间形成体二极管。
虽然用于说明本实施例的示例利用了如上所述构造的N沟道晶体管，即使晶体管不是沟渠型的，也能够形成相似的体二极管。因此，根据本实施例的N沟道晶体管Q10和Q12不限于沟渠型。
权利要求
1.一种电流控制电路，包括电流吸引端子，其中变压器的初级线圈连接到该电流吸引端子；第一N沟道晶体管，具有连接到电流吸引端子的源极，并且具有体二极管，该体二极管将电流从源极引向漏极；以及第二N沟道晶体管，具有连接到第一N沟道晶体管的漏极的漏极和连接到地的源极，所述第二N沟道晶体管具有体二极管，该体二极管将电流从源极引向漏极；以及其中，第一和第二N沟道晶体管导通，以便将电流经由第一和第二N沟道晶体管从电流吸引端子引向地，而第一和第二N沟道晶体管截止，以便阻止来自电流吸引端子的电流，并且允许第一N沟道晶体管的体二极管禁止电流从地流向变压器的初级线圈。
2.如权利要求1所述的电流控制电路，还包括电阻器，连接在第一N沟道晶体管的栅极与地之间；电容器，连接在第一N沟道晶体管的栅极与第二N沟道晶体管的栅极之间；和二极管，用于允许电流从第一N沟道晶体管的漏极流向栅极，以及其中，输入信号被输入到第二N沟道晶体管的栅极，并且被设置成高(H)电平以便导通第二N沟道晶体管，并且第一N沟道晶体管的漏极被设置成地电势以便导通第一N沟道晶体管，从而将电流经由第一和第二N沟道晶体管从电流吸引端子引向地，随后电容器上的充电电压经由电阻器被释放，以便截止第一N沟道晶体管，从而阻止来自电流吸引端子的电流，第一N沟道晶体管的体二极管禁止电流从地流向变压器的初级线圈，以及输入信号被设置成低(L)电平，以便截止第二N沟道晶体管，并且利用来自电流吸引端子的、经由第一N沟道晶体管的体二极管的电流对所述电容器充电。
3.如权利要求1所述的电流控制电路，其中，第一和第二N沟道晶体管中的每一个都包括半导体基片；漏电极，被形成在半导体基片的背面；N区，被形成在半导体基片的背面；P区，被形成在半导体基片的正面；源电极和栅电极，被形成在半导体基片的正面，使得彼此电隔离；沟渠型栅电极区，被提供在低于半导体基片的栅电极的位置，以便穿透P区；和源极区，提供在半导体基片的P区的正面，并且该源极区的一部分与源电极接触，且位于栅电极区的旁边，并且其中，P区夹在源极区和N区之间，并且位于栅电极区的旁边，充当沟道区。
全文摘要
一种电流控制电路，控制来自电流吸引端子的电流，其中变压器的初级线圈连接到该电流吸引端子。第一N沟道晶体管，具有连接到电流吸引端子的源极，并且具有体二极管，该体二极管将电流从源极引向漏极。第二N沟道晶体管，具有连接到第一N沟道晶体管的漏极的漏极和连接到地的源极。第二N沟道晶体管具有体二极管，该体二极管将电流从源极引向漏极。第一和第二N沟道晶体管导通，以便将电流经由第一和第二N沟道晶体管从电流吸引端子引向地。第一和第二N沟道晶体管截止，以便阻止来自电流吸引端子的电流。而且，第一N沟道晶体管的体二极管禁止电流从地流向变压器的初级线圈。
文档编号H03K17/695GK1638264SQ200410104920
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月25日
发明者保坂健一, 万代忠男 申请人:三洋电机株式会社