一种数字开关电路的制作方法

本实用新型涉及高速电路开关领域，特别涉及一种数字开关电路。
背景技术：
：随着科技不断的发展，科学领域所用的科研设备越来越高端，越来越复杂，这些设备对数字开关的高速通断的要求在不断的提高，不仅要求数字信号能够高速通断，而且要求数字开关设备具有足够大的带载能力和稳定性。例如在实验室中需要这种光强的激光器，但是激光器的作为负载阻值大小都是不一样，所以每个机关器配备一个专用的控制器必定使得实验室的设备有些复杂，所以如果我们研发一个能共用的控制设备必然能减少很多实验器材的复杂性，节省很多空间，节省实验人实验的准备时间，那么对控制器的要求就是要具备一个足够大的带载能力，所以研发我们专利所申请的高速数字开关电路，本电路的带载能力达到最高，开关速度也达到各种实验需求。技术实现要素：根据本申请的一个方面，提供了一种数字开关电路，能够实现电路高速精确控制，降低电路的复杂性，提高带负载能力和稳定性。所述数字开关电路，包括中控电路模块、P型MOS场效应管和N型MOS场效应管；所述中控电路模块包括I/O引脚和中控电路电源；所述中控电路模块的I/O引脚与所述P型MOS场效应管的栅极连接，所述P型MOS场效应管的漏极与所述中控电路电源连接，所述P型MOS场效应管的漏极与所述N型MOS场效应管的栅极连接，所述N型MOS场效应管的漏极连接负载电源，所述N型MOS场效应管的源极用于连接输出负载。可选地，所述数字开关电路还包括上位机，所述上位机与所述中控电路模块信号连接。可选地，所述数字开关电路还包括第一电阻，所述第一电阻连接在所述P型MOS场效应管的漏极与所述N型MOS场效应管的栅极之间。可选地，所述第一电阻至少起到限流作用。可选地，所述第一电阻的阻值范围为8kΩ至12kΩ。进一步地，所述第一电阻的阻值为10kΩ。可选地，所述P型MOS场效应管的型号CJ3407。可选地，所述数字开关电路还包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述P型MOS场效应管的漏极与中控电路电源之间。可选地，所述第二电阻为上拉电阻。可选地，所述第二电阻的阻值范围为8kΩ至12kΩ。进一步地，所述第二电阻的阻值为10kΩ。可选地，所述中控电路模块为芯片STC15W4K32S4；可选地，所述数字开关电路还包括第三电阻，所述第三电阻连接在所述P型MOS场效应管的栅极和源极之间。可选地，所述第三电阻为反馈电阻。可选地，所述第三电阻的阻值范围为80kΩ至120kΩ。进一步地，所述第三电阻的阻值为100kΩ。可选地，所述数字开关电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与N型MOS场效应管的源极连接，所述第四电阻的另一端接地。可选地，所述第四电阻为下拉电阻。可选地，所述第四电阻的阻值范围为100Ω至1kΩ。进一步地，所述第四电阻的阻值为220Ω。本申请中，MOS场效应管为场效应晶体管(FieldEffectTransistor，缩写为FET)。本申请中，P型MOS场效应管(positivechannelMetalOxideSemiconductor)是指N型衬底、P沟道、靠空穴的流动运送电流的MOS管。本申请中，N型MOS场效应管(N-Metal-Oxide-Semiconductor)，意思为N型金属-氧化物-半导体的场效应管。本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型通过中控电路模块、P型MOS场效应管与N型MOS场效应管之间的连接及配合，从而实现对传来的信号高速通断并精确开关控制，并通过控制负载电源通断，实现带负载能力的提高，而且，本实用新型结构简单，可降低整体电路的复杂性，且保证电路信号的稳定性。附图说明图1是本实用新型一种实施方式中的数字开关电路的电路图。图2是本实用新型一种实施方式中数字开关电路的模块连接示意图。部件与附图标记列表：附图标记部件名称Q1P型MOS场效应管Q2N型MOS场效应管R1第一电阻R2第二电阻R3第三电阻R4第四电阻+Vcc中控电路电源+Vdd负载电源具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种数字开关电路，所述数字开关电路包括中控电路模块、P型MOS场效应管Q1和N型MOS场效应管Q2。所述中控电路模块包括I/O引脚(图1中连接于“输入”端)和中控电路电源Vcc。如图1电路图所示，所述中控电路模块的I/O引脚(输入端)与P型MOS场效应管Q1的栅极连接，P型MOS场效应管Q1的漏极与中控电路电源Vcc连接，且P型MOS场效应管Q1的漏极还与N型MOS场效应管Q2的栅极连接，N型MOS场效应管Q2的漏极与负载电源Vdd连接，N型MOS场效应管Q2的源极用于连接输出负载(图1中“输出”端)。作为本申请的一个具体实施方式，所述P型MOS场效应管Q1的型号CJ3407。本具体实施方式中，中控电路采用现有技术中能够起到中控作用的电路，可采用芯片形成，实现高低电平信号的转变及输出即可。作为本申请的一个具体实施方式，所述中控电路模块为芯片STC15W4K32S4。本实用新型通过中控电路模块、P型MOS场效应管Q1与N型MOS场效应管Q2之间的连接及配合，从而实现对传来的信号高速通断并精确开关控制，并通过控制负载电源通断，实现带负载能力的提高，而且，本实用新型结构简单，可降低整体电路的复杂性，且保证电路信号的稳定性。作为本申请的一个具体实施方式，如图2所示，本申请的数字开关电路还包括上位机，所述上位机与中控电路模块连接。上位机一般为可发送控制信号的控制结构，可选择计算机或单片机。作为本申请的一个具体实施方式，所述数字开关电路还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1连接在P型MOS场效应管Q1的栅极和源极之间。第一电阻R1在本申请的所述数字开关电路中起到的作用至少包括在P型MOS场效应管Q1的栅极和源极之间限流。作为本申请的又一个具体实施方式，第一电阻R1的阻值为100kΩ。作为本申请的又一个具体实施方式，第一电阻R1的阻值为80kΩ。作为本申请的又一个具体实施方式，第一电阻R1的阻值为120kΩ。作为本申请的一个具体实施方式，所述数字开关电路还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2连接在P型MOS场效应管Q1的漏极与中控电路电源之间。第二电阻R2在本申请的所述数字开关电路中为上拉电阻。作为本申请的又一个具体实施方式，第二电阻R2的阻值为10kΩ。作为本申请的又一个具体实施方式，第二电阻R2的阻值为8kΩ。作为本申请的又一个具体实施方式，第二电阻R2的阻值为12kΩ。作为本申请的一个具体实施方式，所述数字开关电路还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3连接在P型MOS场效应管Q1的漏极与N型MOS场效应管Q2的栅极之间。第三电阻R3在本申请的所述数字开关电路中起到的作用至少包括在P型MOS场效应管Q1的漏极与N型MOS场效应管Q2的栅极之间起到反馈作用。作为本申请的又一个具体实施方式，第三电阻R3的阻值为10kΩ。作为本申请的又一个具体实施方式，第三电阻R3的阻值为8kΩ。作为本申请的又一个具体实施方式，第三电阻R3的阻值为12kΩ。作为本申请的一个具体实施方式，所述数字开关电路还包括第四电阻R4，所述第四电阻R4与N型MOS场效应管Q2的源极连接，第四电阻R4接地。第四电阻R4在本申请的所述数字开关电路中为下拉电阻。作为本申请的又一个具体实施方式，第四电阻R4的阻值为220Ω。作为本申请的又一个具体实施方式，第四电阻R4的阻值为100Ω。作为本申请的又一个具体实施方式，第四电阻R4的阻值为1kΩ。作为本申请的一个实施例，P型MOS场效应管Q1的型号为CJ3407，中控电路模块为芯片STC15W4K32S4，第一电阻R1的阻值为100kΩ，第二电阻R2的阻值为10kΩ，第三电阻R3的阻值为10kΩ，第四电阻R4的阻值为1kΩ。本实施例中，由上位机发送控制指令到中控电路，经中控电路芯片STC15W4K32S4的处理把相关的I/O口置高或低，使得与之连接的数字通道(即本实用新型中的N型MOS场效应管Q2的漏极，其与负载电源连接，且输出信号至负载)输出相应的高低电平，例如当数字通道需要输出5V电压时，中控电路接收到相应的信号，把中控电路的I/O口置高，则P型MOS场效应管Q1的栅极接收到高电平信号，P型MOS场效应管Q1不导通，漏极输出高电平，高电平连接到N型MOS场效应管Q2的栅极，N型MOS场效应管Q2导通且漏极输出高电平。输出低电平时同理，从而实现了输出开关信号的功能，从而控制外围负载设备。本实施例中，由于中控电路的I/O引脚驱动能力较小，使得本实用新型整体的稳定性较好；而P型MOS场效应管Q1与N型MOS场效应管Q2的应用，使得开关通断能力较快。本实施例数字开关电路开关电路的开关速度可达到4ns以内，带载能力可达100Ω以内，带载能力可达250mW。以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。当前第1页1 2 3