专利名称：一种发光二极管开路保护专用集成电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于集成电路领域，具体涉及一种发光二极管的开路保护专用集成电路。
背景技术：
发光二极管LED作为新一代半导体发光器件，它具有光效高、寿命长、环保节能等 特点，大功率发光二极管不断取代已有的钠灯、水银灯等照明技术，广泛应用于城市路灯、 隧道灯、景观灯和室内照明等。在LED照明和LED背光的应用上，常需要多个LED串联以简 化电路、降低成本、提高恒流驱动精度和电路效率。但是任何一个LED损坏而开路时，会造 成整个LED串失效。发光二极管的开路故障是一种常见故障，因为发光二极管在过流毁坏 时都会造成开路故障。发光二极管的开路保护专用集成电路是专门用于串接使用的多个发 光二极管，当其中一个发光二极管发生开路故障时，发光二极管开路保护专用集成电路会 使开路的发光二极管正负极形成通路，以保证与之串接的其它发光二极管正常工作。在已有的发光二极管开路保护专用集成电路中，主要是应用可控硅半导体晶体 管，也称晶闸管，作为导通闭锁电路，以开路状态判别电路控制可控硅的导通截止状态，已 有技术存在三个技术问题。其一是截止漏电流和截止无用功耗较大，其二是导通电压和导 通无用功耗较大，其三是电路比较复杂，成本高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型发光二极管开路保护专用集成 电路，它具有近于零的关闭电流和近于零的关闭无用功耗，具有低导通电压、低导通无用功 耗和低成本等优点。本实用新型的技术方案如下一种发光二极管开路保护专用集成电路，其内部线路图包括电阻Rl、NPN晶体三 极管Tl、电阻R2、PNP晶体三极管T2、稳压二极管Dl和NPN晶体三极管T3。其中电阻Rl的一端与NPN晶体三极管Tl的发射极以及NPN晶体三极管T3的发射极相 连，作为负输出端，电阻R2的一端与PNP晶体三极管T2的发射极、稳压二极管Dl的负极、 NPN晶体三极管T3的集电极相连，作为正输出端，电阻Rl的另一端与NPN晶体三极管Tl的 基极、PNP晶体三极管T2的集电极、稳压二极管Dl的正极以及NPN晶体三极管T3的基极相 连，电阻R2的另一端与NPN晶体三极管Tl的集电极、PNP晶体三极管T2的基极相连，应用 中，正负输出端分别与外部发光二极管的正负端相连，以NPN晶体三极管Tl和PNP晶体三 极管T2构成正反馈闭锁电路，以稳压二极管Dl的反向击穿电压加上NPN晶体三极管Tl的 基极对发射极正向导通电压作为发光二极管的开路状态检测判定电压，以电阻Rl作为NPN 晶体三极管Tl的基极零偏压电阻，以电阻R2作为PNP晶体三极管T2的基极零偏压电阻， 以NPN晶体三极管T3作为由NPN晶体三极管Tl和PNP晶体三极管T2构成的闭锁电路的 电流放大器。[0008]本实用新型的积极效果是(1)关闭状态下的漏电流小于0. 1 μ A，关闭无用功耗小于0.4 μ W。(2)导通电压低，对于350mA的导通电流，其导通电压约为0.8V，导通无用功耗低， 约为0. 28W。(3)专用集成电路内部线路结构简单，便于集成，专用集成电路成本低。
图1为本实用新型的专用集成电路的内部线路图。图2为本实用新型的专用集成电路的另一种内部线路图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。实施例1本实用新型的基本原理是应用一个NPN晶体三极管和一个PNP晶体三极管构成 闭锁电路，以稳压二极管的反向击穿电压加上NPN晶体三极管的基极对发射极正向导通电 压作为闭锁电路的阈值电压及发光二极管开路状态的判定检测电压，用电阻分别对构成闭 锁电路的NPN晶体三极管和PNP晶体三极管的基极进行零偏压偏置，以防止闭锁电路的误 反转。如图1所示，一种发光二极管开路保护专用集成电路，其内部线路图包括电阻 Rl、小功率NPN晶体三极管Tl、电阻R2、小功率横向PNP晶体三极管T2、稳压二极管Dl和中 功率NPN晶体三极管T3，Rl的一端与Tl的发射极、T3的发射极相连，作为负输出端，R2的 一端与Tl的发射极、Dl的负极及T3的集电极相连，作为正输出端，Rl的另一端与T2的基 极、Dl的正极、T3的基极相连，R2的另一端与Tl的集电极、T2的基极相连，其中，Tl和T2 构成闭锁电路，T3对闭锁电路的工作电流进行放大以减小导通电压，Dl的击穿电压加上Tl 的基极对发射极正向导通电压作为闭锁电路的阈值电压，RU R2分别为Tl、T2的基极零偏 压电阻，以防止闭锁电路的误反转。应用通用的双极集成电路工艺将图1所示的电路图制作成专用集成电路。其中， Rl取5. 1ΚΩ，R2取5. IK Ω，Tl的参数如下发射极对基极的开路击穿电压BVebci = 5 9V， 电流放大倍数β =60 150，集电极对发射极的反向开路击穿电压BVem >5V，集电极工作 电流为30 100mA，T2的参数如下集电极对发射极的开路击穿电压BVeE(1 > 5V，电流放大 倍数β >2, Dl的反向击穿电压为5 9V，T3的参数如下发射极对基极的开路击穿电压 BVeki = 5 9V，电流放大倍数β = 60 150，集电极对发射极的反向开路击穿电压BVceq > 5V，集电极工作电流为100 1000mA。实施例2本实用新型的基本原理是应用一个NPN晶体三极管和一个PNP晶体三极管构成 闭锁电路，以稳压二极管的反向击穿电压加上PNP晶体三极管的基极对发射极正向导通电 压作为闭锁电路的阈值电压及发光二极管开路状态的判定检测电压，用电阻分别对构成闭 锁电路的NPN晶体三极管和PNP晶体三极管的基极进行零偏压偏置，以防止闭锁电路的误 反转。[0021]如图2所示，一种发光二极管开路保护专用集成电路，其内部线路图包括电阻 Rl、小功率NPN晶体三极管Tl、电阻R2、小功率横向PNP晶体三极管T2、稳压二极管Dl和中 功率NPN晶体三极管T3，R1的一端与Tl的发射极、T3的发射极相连及Dl的正极，作为负输 出端，R2的一端与Tl的发射极及T3的集电极相连，作为正输出端，Rl的另一端与T2的基 极及T3的基极相连，R2的另一端与Tl的集电极、T2的基极及Dl的负极相连，其中，Tl和 T2构成闭锁电路，T3对闭锁电路的工作电流进行放大以减小导通电压，Dl的击穿电压加上 T2的基极对发射极正向导通电压作为闭锁电路的阈值电压，R1、R2分别为T1、T2的基极零 偏压电阻，以防止闭锁电路的误反转。应用通用的双极集成电路工艺将图1所示的电路图制作成专用集成电路。其中， Rl取5. 1ΚΩ，R2取5. IK Ω，Tl的参数如下发射极对基极的开路击穿电压BVebci = 5 9V， 电流放大倍数β =60 150，集电极对发射极的反向开路击穿电压BVem >5V，集电极工作 电流为30 100mA，T2的参数如下集电极对发射极的开路击穿电压BVeE(1 > 5V，电流放大 倍数β >2, Dl的反向击穿电压为5 9V，T3的参数如下发射极对基极的开路击穿电压 BVeki = 5 9V，电流放大倍数β = 60 150，集电极对发射极的反向开路击穿电压BVceq > 5V，集电极工作电流为100 1000mA。本实用新型也可以采用场效应管实现。
权利要求一种发光二极管开路保护专用集成电路，包括电阻R1，NPN晶体三极管T1，电阻R2，PNP晶体三极管T2，稳压二极管D1和NPN晶体三极管T3，其特征在于电阻R1的一端与NPN晶体三极管T1的发射极以及NPN晶体三极管T3的发射极相连，作为负输出端，电阻R2的一端与PNP晶体三极管T2的发射极、稳压二极管D1的负极以及NPN晶体三极管T3的集电极相连，作为正输出端，电阻R1的另一端与NPN晶体三极管T1的基极、PNP晶体三极管T2的集电极、稳压二极管D1的正极以及NPN晶体管T3的基极相连，电阻R2的另一端与NPN晶体三极管T1的集电极及PNP晶体三极管T2的基极相连。
2.权利要求1所述的一种发光二极管开路保护专用集成电路，其特征在于以NPN晶体三极管Tl和PNP晶体三极管T2构成正反馈形式的导通闭锁电路，以稳压 二极管Dl的反向击穿电压加上NPN晶体三极管Tl的基极对发射极正向导通电压作为发光 二极管的开路状态的检测判定电压，以电阻Rl作为NPN晶体三极管Tl的基极零偏压电阻， 以电阻R2作为PNP晶体三极管T2的基极零偏压电阻，以NPN晶体三极管T3作为由NPN晶 体三极管Tl和PNP晶体三极管T2构成的导通闭锁电路的电流放大器。
3.权利要求1所说的一种发光二极管开路保护专用集成电路，其特征在于稳压二极 管Dl也可以并接PNP晶体三极管T2基极和负输出端之间稳压二极管Dl的负极和PNP晶 体三极管T2的基极连接，稳压二极管Dl的正极和负输出端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种发光二极管开路保护专用集成电路，其内部线路包括电阻R1、R2，稳压二极管D1，NPN晶体三极管T1、T3，PNP晶体三极管T2。R1的一端与T1的发射极以及T3的发射极相连，作为负输出端。R2的一端与T2的发射极、D1的负极、T3的集电极相连，作为正输出端。R1的另一端与T1的基极、T2的集电极、D1的正极以及T3的基极相连。R2的另一端与T1的集电极、T2的基极相连。应用中，正负输出端分别与外部发光二极管的正负端相连。本实用新型的专用集成电路结构简单，功耗低，漏电流小，制造成本低。
文档编号H05B37/00GK201623886SQ200920274148
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者赵义博 申请人:安徽问天量子科技股份有限公司