专利名称：整流器和半导体集成电路的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种整流器和半导体集成电路。
背景技术：
目前，由于LED (Light Emitting Diode,发光二极管)寿命长、效率高和成本不断降低，LED应用更加广泛。图1为传统的小功率LED恒流系统，包含了市电整流器、LED灯串以及LED恒流驱动控制电路三个部分，LED恒流驱动电路可介于整流桥和LED灯串之间或者LED灯串和地之间。随着全球对节能的要求越来越严格，上述的LED恒流系统的分立元件占用了 PCB板面积，同时使得外围电路的布局变得复杂，产品的生产成本较高，不符合节能减材的要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种整流器与集成了该整流器的半导体集成电路，旨在解决传统的电流设计中外围分立元件占用PCB板面积，布局复杂，产品的生产成本较高的问题。本发明实施例的目的在于提供一种整流器，配设于具有P型衬底的半导体集成电路中，所述整流器包括:两个第一 P+区，配设于所述P型衬底；两个相离的配设于所述P型衬底的N阱，所述两个N阱各自配设有第一 N+区；两个各自配设于所述两个N阱的P阱，所述两个P阱各自配设有至少一个第二 P+区；两个各自配设于所述两个P阱的N型掺杂区，所述两个N型掺杂区各自配设有第
二 N+ 区。上述整流器中半导体集成电路的基板，通过设置一 P型衬底，并于该衬底上形成两个N阱、两个P阱、两个N型掺杂区，两个N阱与P型衬底形成整流器中的两个PN结，两个P阱和两个N型掺杂区形成整流器中的另外两个PN结，使得应用在内部集成了原本为分立元件的整流器的半导体集成电路时，可简化外围电路的布局，减小PCB的体积，降低生产成本。本发明实施例的另一目的在于还提供一种半导体集成电路，包括基板，用于驱动多个LED灯串或多个LED灯组，还包括上述的整流器，所述整流器的P型衬底为所述基板。上述用于驱动LED灯的半导体集成电路在内部集成了原本为分立元件的整流器，简化传统的LED驱动电路的外围电路，减小PCB的体积，降低生产成本。
图1是现有技术提供的第一种LED恒流系统原理图2是现有技术提供的第二种LED恒流系统原理图；图3是本发明实施例半导体集成电路中的整流器的结构示意图；图4是整流器的原理图；图5 (A)是本发明实施例提供的一种半导体集成电路的方案一的原理示意图；图5 (B)是本发明实施例提供的一种半导体集成电路的方案二的原理示意图；图6是图5 (B)示出的一种半导体集成电路的电路原理图；图7是本发明实施例提供的另一种半导体集成电路的电路原理图。
具体实施例方式为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图3所示，半导体集成电路中的整流器的结构示意图。本发明实施提供的半导体集成电路20 (参考图5、6、7)可作为LED恒流驱动控制芯片，其包括有基板(未示出)，此外，本发明实施例提供的整流器中的P型衬底为半导体集成电路20中的基板。整流器配设于具有P型衬底100的半导体集成电路20中，所述整流器包括:两个N阱200、两个P阱300、两个N型掺杂区400、两个第一 P+区102、两个第一 N+区202、至少两个第二 P+区302以及两个第二 N+区402。两个第一 P+区102配设于P型衬底100 ;两个相离的N阱200，配设于P型衬底100，两个N阱200各自配设有第一 N+区202 ;两个P阱300各自配设于两个N阱200，并各自配设有至少一个第二 P+区302 ;两个N型掺杂区400各自配设于两个P阱300的N型掺杂区400，并各自配设有第二 N+区402。上述整流器中半导体集成电路20的基板，通过设置一 P型衬底，并于该衬底100上形成两个N阱200、两个P阱300、两个N型掺杂区400，两个N阱200与P型衬底100形成整流器中的两个PN结，两个P阱300和两个N型掺杂区400形成整流器中的另外两个PN结，使得应用在内部集成了原本为分立元件的整流器的半导体集成电路20时，可简化外围电路的布局，减小PCB的体积，降低产品生产成本。本实施例中，两个第一 P+区102、两个N阱200、两个P阱300以及两个N型掺杂区400均设于P型衬底100的上方靠近绝缘层600。参考图3和图4，两个第一 N+区202与两个第一 P+区102各自形成PN结，其中第一 P+区102连接的电极GND作为整流器的接地端与地相接；两个第二 N+区402与第二P+区302 (参考图3)各自形成PN结，与第一 N+区202和第二 P+区302相接的两个电极\、V。分别作为整流器的两个输入端各自与交流电源AC (参考图1、2)的两个连接端相连，而与第二 N+区402相接的电极Vdc作为整流器的输出端口。可以理解的是，上述的第一 P+区102、第二 P+区均作为所形成的PN结的阳极，第一 N+区202、第二 N+区402均作为所形成的PN结阴极。优选地，整流器还包括两个深阱区(De印Nwell) 500，两个深阱区500分别配设于两个N阱200的底部和P型衬底100之间，使PN结的耐压度得以提高。
优选地，N型掺杂区400为轻掺杂区，掺杂浓度低于第二 N+区402掺杂浓度，使PN结的耐压度得以提高。优选地，两个N阱200位于两个第一 P+区102之间。参考图5 (A)和5 (B)，提供了一种半导体集成电路20，包括基板以及上述的整流器，整流器的P型衬底为所述基板，半导体集成电路20用于驱动LED灯串10或LED灯组30。整流器的结构原理如上所述，这里不再赘述。在其中一个优选的实施例中，半导体集成电路20还包括用于接通LED灯串10的恒流控制电路22，恒流控制电路22与整流器共用P型衬底100 ;所有的LED灯串10的输入端与第二 N+区402电连接、输出端接地。。LED灯串10的输入端即阳极端连接于整流器的输出端，具体即是上述的与两个第二 N+区402相连的电极。参考图6，在优选的实施例中，恒流控制电路22包括恒流源产生电路、MOS管QkO以及数量与LED灯串10相同的η个MOS管，即MOS管Qkl到MOS管Qkn。恒流源产生电路与所述第二 N+区电连接并通过一滤波电容Cl接地，所述MOS管QkO漏极和栅极以及MOS管Qkl到MOS管Qkn的栅极与恒流源产生电路输出端连接，所述MOS管Qkl到MOS管Qkn的漏极分别与相应的LED灯串10的输出端连接，所述所有的MOS管的源极均接地，即MOS管QkO和数量与LED灯串10相同的η个MOS管的源极均接地。本实施例中，MOS管QkO，MOS管Qkl，......MOS管Qkn为N型MOS管。如图7所示，LED灯组30包括第I组到第η组。在另一个优选的实施例中，半导体集成电路20还包括分压网络23、通过分压网络23与第二 N+区402电连接的逻辑控制电路24以及通过逻辑控制电路 24驱动以控制LED等组逐级启动的开关模块25，逻辑控制电路24、开关模块25、分压网络23与整流器共用P型衬底100 ;所有的LED灯组30的输入端与第二 N+区402电连接、输出端接地。LED灯组30的输入端即阳极端连接于整流器的输出端，具体即是上述的与两个第
二N+区402相连的电极。分压网络23包括电阻Rl和电阻R2，电阻Rl的一端与第二 N+区402电连接，电阻Rl的另一端与逻辑控制电路24的电源输入端连接并通过电阻R2接地。 在优选的实施例中，开关模块25包括恒流源产生电路、MOS管QmO、数量与所述LED灯组30相同的η个MOS管，即依次为MOS管Qml到MOS管Qmn、以及数量与所述LED灯组30相同的η个MOS管，即依次为MOS管Qtl到MOS管Qtn，η为大于等于I的整数。恒流源产生电路与所述整流器的输出端连接，所述MOS管QmO漏极和栅极以及MOS管Qml到MOS管Qmn的栅极与恒流源产生电路连接，所述MOS管Qml到MOS管Qmn的漏极分别与相应的MOS管Qtl到MOS管Qtn的源极连接，所述MOS管Qml到MOS管Qmn的源极均接地。所述MOS管Qtl到MOS管Qtn的漏极各自与相应的LED灯组30的输出端连接，所述MOS管Qtl到MOS管Qtn的栅极(Kl到Kn)与所述逻辑控制电路的相应的控制端(kl到kn)连接。参考图7，逻辑控制电路24包括多个分别用于连接MOS管Qtl，MOS管Qt2，……MOS管的栅极的控制端(kl到kn)，控制端控制对应的MOS管Qtl到MOS管Qtn的开关状态，以控制相应的LED灯组30，第I组到第η组逐级点亮。
本实施例中，所有的MOS管均为N型MOS管。上述用于驱动LED灯的半导体集成电路20在内部集成了原本为分立元件的整流器，还集成了恒流控制电路22或逻辑控制电路24、开关模块25、分压网络23、开关模块25，简化传统的LED驱动电路的外围电路，减小PCB的体积，降低生产成本。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种整流器，配设于具有P型衬底的半导体集成电路中，其特征在于，所述整流器包括: 两个第一 P+区，配设于所述P型衬底； 两个相离的配设于所述P型衬底的N阱，所述两个N阱各自配设有第一 N+区； 两个各自配设于所述两个N阱的P阱，所述两个P阱各自配设有至少一个第二 P+区； 两个各自配设于所述两个P阱的N型掺杂区，所述两个N型掺杂区各自配设有第二 N+区。
2.如权利要求1所述的整流器，其特征在于，所述整流器还包括两个深阱区，所述两个深阱区分别配设于所述两个N阱的底部和P型衬底之间。
3.如权利要求1所述的整流器，其特征在于，所述N型掺杂区为轻掺杂区，掺杂浓度低于第二 N+区掺杂浓度。
4.如权利要求1至3任一项所述的整流器，其特征在于，所述两个N阱位于所述两个第一P+区之间。
5.如权利要求1至3任一项所述的整流器，其特征在于，在所述两个所述P阱上各自配设两个所述第二 P+区，在同一个所述P阱上的两个所述第二 P+区位于其上的所述N型掺杂区的两侧。
6.一种半导体集成电路，包括基板，用于驱动多个LED灯串或多个LED灯组，其特征在于，还包括如权利要求1至5任一项所述的整流器，所述整流器的P型衬底为所述基板。
7.如权利要求6所述的半导体集成电路，其特征在于，所述半导体集成电路还包括用于接通所述LED灯串的恒流控制电路，所述恒流控制电路与所述整流器共用所述P型衬底；所有的所述LED灯串的输入端与所述第二 N+区电连接、输出端接地。
8.如权利要求7所述的半导体集成电路，其特征在于，所述恒流控制电路包括恒流源产生电路、MOS管QkO以及数量与所述LED灯串相同的η个MOS管，即MOS管Qkl到MOS管Qkn, η为大于等于I的整数，其中， 恒流源产生电路与所述第二 N+区电连接并通过一滤波电容接地，所述MOS管QkO漏极和栅极以及MOS管Qkl到MOS管Qkn的栅极与恒流源产生电路输出端连接，所述MOS管Qkl到MOS管Qkn的漏极分别与相应的LED灯串的输出端连接，所述所有的MOS管的源极均接地。
9.如权利要求6所述的半导体集成电路，其特征在于，所述半导体集成电路包括分压网络、逻辑控制电路和开关模块，通过所述分压网络与逻辑控制电路控制开关模块完成所述LED灯组逐级启动；所述分压网络、逻辑控制电路和开关模块与所述整流器共用P型衬底；所有的所述LED灯组的输入端与所述整流器输出端连接。
10.如权利要求7所述的半导体集成电路，其特征在于，所述开关模块包括恒流源产生电路、MOS管QmO以及数量与所述LED灯组相同的η个MOS管即依次为MOS管Qml到MOS管Qmn，和η个MOS管即依次为MOS管Qtl到MOS管Qtn，η为大于等于I的整数，其中， 恒流源产生电路与所述整流器的输出端连接，所述MOS管QmO漏极和栅极以及MOS管Qml到MOS管Qmn的栅极与恒流源产生电路连接，所述MOS管Qml到MOS管Qmn的漏极分别与相应的MOS管Qtl到MOS管Qtn的源极连接，所述MOS管Qml到MOS管Qmn的源极均接地；所述MOS管Qtl到MOS管Qtn的漏极各自与相应的LED灯组的输出端连接，所述MOS管Qtl到MOS 管Qtn的栅极(Kl到Kn)与所述逻辑控制电路的相应的控制端连接。
全文摘要
本发明适用于半导体技术领域，提供了一种配设于具有P型衬底的半导体集成电路中的整流器，该整流器结构为设置一P型衬底，并在所述P型衬底上形成两个第一P+区；在所述P型衬底上扩散形成两个相离的N阱，并在所述两个N阱上各自形成第一N+区；在所述两个N阱中各自扩散形成P阱，并在两个所述P阱上各自形成至少一个第二P+区；在所述两个P阱中各自注入形成一个N型掺杂区，并在所述两个N型掺杂区上各自形成第二N+区，使得应用在内部集成了原本为分立元件的整流器的半导体集成电路，可简化外围电路的布局，减小PCB的体积，降低生产成本。
文档编号H05B33/08GK103199089SQ20131010829
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者李照华, 王乐康, 胡乔, 林道明, 赵春波, 陈绪坤 申请人:深圳市明微电子股份有限公司