專利名稱：發(fā)送器、接口裝置和車載通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有轉(zhuǎn)換速率(slew rate)控制功能的發(fā)送器和使用該發(fā)送器的接口裝置及車載通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
圖6是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有轉(zhuǎn)換速率控制功能的發(fā)送器的電路圖。對(duì)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送器，切換控制器306響應(yīng)于輸入信號(hào)IN的上升沿操作，接通開關(guān)301，切斷開關(guān)302。根據(jù)這種切換控制，充電電流Il (電流值=+1)從恒流源303經(jīng)由開關(guān)301流入到電容器305(電容=C)中。因此，從電容305的一端(高電勢(shì)側(cè))得出的輸出信號(hào)OUT 的電壓值響應(yīng)于充電電流11的電流值和電容器305的電容開始以恒定的轉(zhuǎn)換速率SRl (SRl = +I/C[V/S])上升。當(dāng)輸出信號(hào)OUT的電壓值達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，切換控制器306切斷開關(guān)301。 由于這種切換控制，輸出電壓VOUT由電容器305保持成與基準(zhǔn)電壓Vref近似相同。切換控制器306響應(yīng)于輸入信號(hào)IN的下降沿切斷開關(guān)301，接通開關(guān)302。由于該切換控制，放電電流12(電流值=-I)從電容器305經(jīng)由開關(guān)302提供給恒流源304。因此，輸出信號(hào)OUT的電壓值響應(yīng)于放電電流12的電流值和電容器305的電容開始以恒定的轉(zhuǎn)換速率 SR2 (SR2 = -I/C[V/S])下降。車載通信系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)在日本專利公布No. 2009-202720中公開。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述發(fā)送器中，充電電流Il的電流值和放電電流12的電流值被設(shè)為預(yù)定值，關(guān)于輸出信號(hào)OUT的上升沿轉(zhuǎn)換速率SRl和下降沿轉(zhuǎn)換速率SR2設(shè)為預(yù)定值。因此，如果基準(zhǔn)電壓Vref保持恒定值，則輸出信號(hào)OUT的上升時(shí)間和下降時(shí)間保持為恒定值。然而，如果基準(zhǔn)電壓Vref較大地波動(dòng)，則輸出信號(hào)OUT的上升時(shí)間和下降時(shí)間也較大地波動(dòng)，如圖7所示。于是，造成了輸入信號(hào)IN和輸出信號(hào)OUT之間的占空比的波動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種發(fā)送器，所述發(fā)送器減小了由電源電壓的波動(dòng)造成的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的占空比波動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明也提供了一種使用該發(fā)送器的接口裝置和車載通信系統(tǒng)。在一個(gè)方面中，所述發(fā)送器包括電容器，從所述電容器的一端引出充電電壓；第一恒流源，所述第一恒流源用于生成所述電容器的充電電流；第二恒流源，所述第二恒流源用于生成所述電容器的放電電流；充電/放電控制器，所述充電/放電控制器用于基于發(fā)送輸入信號(hào)的邏輯電平以及充電電壓和基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果，來執(zhí)行對(duì)所述電容器的充電/放電控制；輸出級(jí)，所述輸出級(jí)用于生成發(fā)送輸出信號(hào)，發(fā)送輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率響應(yīng)于充電電壓而設(shè)定，所述發(fā)送輸出信號(hào)的幅度響應(yīng)于輸出側(cè)電源電壓而設(shè)定。所述發(fā)送器還包括基準(zhǔn)電壓生成器，用于使基準(zhǔn)電壓依賴于輸出側(cè)電源電壓而波動(dòng)；和恒流控制器， 用于使充電電流和放電電流的電流值依賴于基準(zhǔn)電壓而波動(dòng)。
根據(jù)以下的描述和附圖，將清楚其它的特征、元件、步驟、優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。


圖1是示出車載通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的框圖。
圖2是示出發(fā)送器10的示意性結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是示出發(fā)送器10的前端具體結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是用于解釋發(fā)送器10的操作的信號(hào)波形圖。
圖5是示出發(fā)送器10的后端的另一示例的電路圖。
圖6是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有轉(zhuǎn)換速率控制功能的發(fā)送器的電路圖。
圖7是用于解釋占空比的波動(dòng)的信號(hào)波形圖。
圖8是示出開放漏極輸出級(jí)的第一結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
圖9是示出開放漏極輸出級(jí)的第二結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
圖10是示出二極管122的模式結(jié)構(gòu)的豎直剖視圖。
圖11是示出開放漏極輸出級(jí)的第三結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
圖12是示出接收器20的第一結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
圖13是示出接收器20的第二結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
圖14是示出接收器20的第三結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
圖15是示出以PNP雙極晶體管形成的二極管的圖。
具體實(shí)施例方式圖1是示出車載通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的框圖。在該圖中示出的車載通信系統(tǒng)包括 ECU (電子控制單元)1、LIN (本地互聯(lián)網(wǎng)，Local Interconnect Network)接口部2和LIN總線3。E⑶1是用于控制車載裝置的微機(jī)單元。連接至LIN總線3的EOTl嵌入到不需要高速響應(yīng)的裝置(例如，操控部、門反射鏡的驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)車窗的驅(qū)動(dòng)器)中。LIN接口部2是用于控制E⑶1和LIN總線3之間的雙向通信的接口裝置，包括發(fā)送器10和接收器20。發(fā)送器10形成在從E⑶1至LIN總線3的信號(hào)發(fā)送路徑上。發(fā)送數(shù)據(jù)TxD被提供給發(fā)送器10，發(fā)送器10將總線信號(hào)SB提供給LIN總線3。接收器20形成在從LIN總線3至E⑶1的信號(hào)接收路徑上?？偩€信號(hào)SB被提供至接收器20，接收器20提供接收數(shù)據(jù)RxD。發(fā)送器10和接收器20的結(jié)構(gòu)和操作將在下文更詳細(xì)地描述。當(dāng)向LIN總線3提供總線信號(hào)SB時(shí)，從E⑶1提供至發(fā)送器10的使能控制信號(hào) EN被轉(zhuǎn)換成允許從發(fā)送器10進(jìn)行輸出的邏輯電平，且發(fā)送器10的輸出級(jí)成為允許輸出的狀態(tài)。當(dāng)從LIN總線3提供總線信號(hào)SB時(shí)，使能控制信號(hào)EN被轉(zhuǎn)換成禁止從發(fā)送器10進(jìn)行輸出的邏輯電平，且發(fā)送器10的輸出級(jí)成為禁止輸出的狀態(tài)(即，高阻抗?fàn)顟B(tài))。在典型的實(shí)施方式中，對(duì)于用于E⑶1的發(fā)送數(shù)據(jù)TxD和接收數(shù)據(jù)RxD(E⑶1以 3V或5V驅(qū)動(dòng))，信號(hào)的高電平等于ECU側(cè)電源電壓VI，信號(hào)的低電平等于地電壓。這兩種信號(hào)都是小幅度信號(hào)(例如，LVTTL(低電壓晶體管-晶體管邏輯)信號(hào)，其高電平小于2V， 其低電平小于0.8V)。另一方面，對(duì)于總線信號(hào)SB，該信號(hào)的高電平等于總線側(cè)電源電壓 V2 (例如，5V至27V)，該信號(hào)的低電平等于地電壓，該信號(hào)是大幅度信號(hào)。因此，在發(fā)送器10和接收器20中設(shè)置有電平移動(dòng)功能。在發(fā)送器10中設(shè)置有轉(zhuǎn)換速率控制功能。LIN總線3是用于車載通信網(wǎng)絡(luò)(LIN)的低成本串行信號(hào)傳輸線路，其與CAN(控制器局域網(wǎng))或FlexRay的功能相比，不需要寬的帶寬或多用途。對(duì)于LIN總線3，使用主-從控制技術(shù)。LIN主設(shè)備和LIN從設(shè)備(或多個(gè)從設(shè)備)用于主-從控制技術(shù)。總線信號(hào)SB經(jīng)由LIN總線3通信的傳輸速率低(最多201A/S)。圖2所示的發(fā)送器10包括開關(guān)101和102、恒流源103和104、電容器105、切換控制器106、基準(zhǔn)電壓生成器107、恒流控制器108、放大器109、NMOS FET 110-112, PMOS FET 113和114、以及電阻器115和116。開關(guān)101基于來自于切換控制器106的指令來導(dǎo)通或截止電容器105和恒流源 103之間的連接節(jié)點(diǎn)。開關(guān)102基于來自于切換控制器106的指令來導(dǎo)通或截止電容器105 和恒流源104之間的連接節(jié)點(diǎn)。恒流源103生成用于電容器105的充電電流II。恒流源103的一端連接至E⑶側(cè)電源電壓Vl的電壓供給端子，恒流源103的另一端連接至開關(guān)101。恒流源104生成用于電容器105的放電電流12。恒流源104的一端連接至開關(guān)102，恒流源104的另一端連接至地端子。充電電壓Va從電容器105的一端(高電勢(shì)側(cè))獲得(提供)。切換控制器106響應(yīng)于E⑶側(cè)電源電壓Vl的輸入進(jìn)行操作，并響應(yīng)于發(fā)送輸入信號(hào)IN(IN等價(jià)于圖1中所示的發(fā)送數(shù)據(jù)TxD)的邏輯電平且響應(yīng)于充電電壓Va和基準(zhǔn)電壓 Vref之間的比較結(jié)果來執(zhí)行對(duì)開關(guān)101和102的通-斷控制。當(dāng)開關(guān)101接通而開關(guān)102 斷開時(shí)，充電電流Il流入電容器105中。當(dāng)開關(guān)101斷開而開關(guān)102接通時(shí)，放電電流12 從電容器105獲得(提供)。當(dāng)充電電壓Va被充電至電容器105時(shí)，如果開關(guān)101和102 斷開，則電容器105的充電電壓Va保持為恒定值。因此，形成充電/放電控制器，其借助于開關(guān)101、102和切換控制器106來控制電容器105的充電和放電。之后將對(duì)充電/放電控制器(101、102和106)的操作和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述?；鶞?zhǔn)電壓生成器107依賴于總線側(cè)電源電壓V2來控制基準(zhǔn)電壓Vref。恒流控制器108響應(yīng)于ECU側(cè)電源電壓Vl的輸入進(jìn)行操作，控制充電電流Il和放電電流12的電流值。之后將對(duì)基準(zhǔn)電壓生成器107和恒流控制器108的操作和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。放大器109、晶體管110-114以及電阻器115和116是構(gòu)成發(fā)送器10的輸出級(jí)的電路元件。放大器109的非反相輸入端子(+)連接至提供充電電壓Va的電壓供給端子(電容器105的高電勢(shì)端子)。反相輸入端子(_)連接至電阻器115的第一端子。放大器109 的輸出連接至晶體管110的柵極端子。放大器109的上側(cè)電源端子連接至ECU側(cè)電源電壓 VI。放大器109的下側(cè)電源端子連接至地端子。晶體管110的源極端子和晶體管110的背柵極都連接至電阻器115的第一端子。電阻器115的第二端子連接至地端子。晶體管110 的漏極端子連接至晶體管113的漏極端子。晶體管113的源極端子和晶體管113的背柵極都連接至E⑶側(cè)電源電壓VI。晶體管114的源極端子和晶體管114的背柵極都連接至E⑶ 側(cè)電源電壓VI。晶體管113的柵極端子和晶體管114的柵極端子都連接至晶體管113的源極端子。晶體管114的漏極端子連接至晶體管111的漏極端子。晶體管111的源極端子和晶體管112的源極端子都連接至地端子。晶體管111的背柵極和晶體管112的背柵極都連接至地端子。晶體管111和112的柵極端子都連接至晶體管111的源極端子。晶體管112 的漏極端子連接至從中提供發(fā)送輸出信號(hào)OUT的輸出端子。晶體管112的漏極端子經(jīng)由電阻器116連接至總線側(cè)電源電壓V2。對(duì)晶體管110的柵極信號(hào)的反饋控制由放大器109來實(shí)現(xiàn)，以使提供給電阻器 115(電阻值=R115)的第一端子的電壓與充電電壓Va相等。于是，流過晶體管113的電流13被調(diào)整成與充電電壓Va成比例的電流值(最大電流值=Vref/R115)。晶體管113 和114形成電流鏡像電路(鏡像比=1 1)，電流13被復(fù)制為流過晶體管114的電流14。 因此，電流14也成為與充電電壓Va成比例的電流值(最大電流值=Vref/R115)。晶體管 111和112形成電流鏡像電路(鏡像比=1 1)，晶體管112的柵極電壓響應(yīng)于電流14的電流值受到控制。于是，如果電流14的電流值增加，則晶體管112的柵極電壓增加，晶體管 112的導(dǎo)通程度變高。于是，晶體管112是開放漏極(open drain)晶體管，其導(dǎo)通程度根據(jù)充電電壓Va受到控制。從晶體管112的漏極端子提供的發(fā)送輸出信號(hào)OUT的轉(zhuǎn)換速率根據(jù)充電電壓Va設(shè)定。發(fā)送輸出信號(hào)OUT的幅度根據(jù)總線側(cè)電源電壓V2設(shè)定。圖3是示出發(fā)送器10的具體結(jié)構(gòu)(在前端形成的充電電壓Va的生成器)的電路圖。PMOS FET Pl用作開關(guān)101。匪OS FET附用作開關(guān)102。PMOSFET P2用作恒流源 103。NMOS FET N2 用作恒流源 104。晶體管Pl的源極端子和背柵極連接至晶體管P2的漏極端子。晶體管P2的源極連接至ECU側(cè)電源電壓VI。晶體管P2的背柵極連接至ECU側(cè)電源電壓VI。晶體管Pl和晶體管m的漏極端子都連接至充電電壓Va的電壓供給端子。晶體管m的源極和晶體管 Nl的背柵極都連接至晶體管N2的漏極端子。晶體管N2的源極端子和背柵極都連接至地端子。切換控制器106包括比較器CMPl和邏輯和運(yùn)算電路0R1。比較器CMPl的非反相輸入端子⑴連接至充電電壓Va的電壓供給端子。比較器CMPl的反相輸入端子㈠連接至基準(zhǔn)電壓Vref的電壓供給端子。比較器CMPl的上側(cè)電源端子連接至E⑶側(cè)電源電壓Vl 的電壓供給端子。比較器CMPl的下側(cè)電源端子連接至地端子。邏輯和運(yùn)算電路OR的第一輸入端子連接至比較器CMPl的輸出端子。邏輯和運(yùn)算電路OR的第二輸入端子連接至發(fā)送輸入信號(hào)IN的輸入端子。發(fā)送輸入信號(hào)IN的輸入端子也連接至晶體管m的柵極端子。邏輯和運(yùn)算電路ORl的輸出端子連接至晶體管Pl的柵極端子。邏輯和運(yùn)算電路ORl的上側(cè)電源端子連接至ECU側(cè)電源電壓VI。邏輯和運(yùn)算電路ORl的下側(cè)電源端子連接至地端子?；鶞?zhǔn)電壓生成器107包括電阻器Rl和電阻器R2，這兩個(gè)電阻器串聯(lián)連接在總線側(cè)電源電壓V2和地端子之間，基準(zhǔn)電壓Vref從電阻器的連接節(jié)點(diǎn)獲得(提供)。通過電阻梯形電路，總線側(cè)電源電壓V2被除以預(yù)定比率α，從而生成基準(zhǔn)電壓Vref。該比率α (例如 α = 1/2)基于將R2除以R1+R2的計(jì)算而設(shè)定，因此Vref基于α乘以V2的計(jì)算而設(shè)定。 因此，基準(zhǔn)電壓Vref(= a*V2)易于根據(jù)總線側(cè)電源電壓V2 (與總線側(cè)電源電壓V2成比例)來控制。恒流控制器108包括放大器AMPl，匪OS FET N3和N4，PMOSFET P3和P4以及電阻器R3。放大器AMPl的非反相輸入端子(+)連接至基準(zhǔn)電壓Vref的電壓供給端子。放大器AMPl的反向輸入端子(_)連接至電阻器R3的第一端。放大器AMPl的輸出端子連接至晶體管N3的柵極端子。放大器AMPl的上側(cè)電源端子連接至ECU側(cè)電源電壓Vl的輸入端子。放大器AMPl的下側(cè)電源端子連接至地端子。晶體管N3的源極端子和晶體管N3的背柵極都連接至晶體管R3的第一端。電阻器R3的第二端連接至地端子。晶體管N3的漏極端子連接至晶體管P3的漏極端子。晶體管P3的源極端子和背柵極都連接至ECU側(cè)電源電壓VI。晶體管P4的源極端子和背柵極都連接至E⑶側(cè)電源電壓VI。晶體管P2至P4的柵極端子中的每一個(gè)均連接至晶體管N3的源極端子。晶體管P4的漏極端子連接至晶體管N4 的漏極端子。晶體管N4的源極端子和背柵極都連接至地端子。晶體管N2的柵極端子和晶體管N4的柵極端子都連接至晶體管N4的源極端子。對(duì)晶體管N3的柵極信號(hào)的反饋控制由放大器AMPl來進(jìn)行，以使提供給電阻器R3 的第一端的電壓與基準(zhǔn)電壓Vref相等。于是，流過晶體管P3的基準(zhǔn)電流IO被調(diào)整成與基準(zhǔn)電壓Vref成比例的電流值I (I = Vref/R3 = ( α *V2)/R3)。晶體管P2和P3形成電流鏡像電路(鏡像比=1 1)，基準(zhǔn)電流IO被復(fù)制為流過晶體管P2的充電電流II。晶體管 P3和P4形成電流鏡像電路(鏡像比=1:1)，晶體管N2和N4形成電流鏡像電路(鏡像比=1 1)?；鶞?zhǔn)電流IO被復(fù)制為流過晶體管N2的放電電流12。于是，恒流控制器108包括基準(zhǔn)電流生成器(AMP1和N3和舊)，所述基準(zhǔn)電流生成器基于從電壓至電流的轉(zhuǎn)換將基準(zhǔn)電壓Vref轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)電流10。恒流控制器108還包括電流鏡像電路(P3和P4和N4)，所述電流鏡像電路將基準(zhǔn)電流IO復(fù)制，并生成充電電流Il 和放電電流12。圖4是用于解釋發(fā)送器10(以圖2和圖3所示的結(jié)構(gòu)形成)的操作的信號(hào)波形圖，依次示出了發(fā)送輸入信號(hào)IN、比較器CMPl的比較信號(hào)kmp、晶體管Pl的柵極信號(hào)G1、 晶體管m的柵極信號(hào)G2、充電電壓Va和發(fā)送輸出信號(hào)OUT。在時(shí)刻til之前，發(fā)送輸入信號(hào)IN保持在高電平，輸出信號(hào)OUT保持在高電平(= 總線側(cè)電源電壓V2)。在時(shí)刻tll，發(fā)送輸入信號(hào)IN從高電平變?yōu)榈碗娖?，然后柵極信號(hào)Gl和G2都變?yōu)榈碗娖健＝Y(jié)果，晶體管Pi導(dǎo)通，晶體管m截止?；谠撉袚Q控制，充電電流11(電流值 =+D從晶體管P2經(jīng)由晶體管Pl流入電容器105(電容=C)。結(jié)果，從電容器105的一端(高電勢(shì)側(cè))獲得(提供)的充電電壓Va開始以恒定的轉(zhuǎn)換速率SRl上升。轉(zhuǎn)換速率 SR1( = +I/C[V/S])基于充電電流Il的電流值和電容器105的電容。此時(shí)，充電電壓Va沒有達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref，比較信號(hào)kmp保持在低電平。對(duì)于流過輸出級(jí)的電流13和14，這兩個(gè)電流都具有與充電電壓Va成比例的電流值，晶體管112的導(dǎo)通程度根據(jù)充電電壓Va 的上升而變高，發(fā)送輸出信號(hào)OUT開始從高電平(=總線側(cè)電源電壓V2)以恒定的轉(zhuǎn)換速率SR3下降。因此，發(fā)送輸出信號(hào)OUT下降時(shí)的轉(zhuǎn)換速率SR3根據(jù)充電電壓Va而設(shè)定。然后，在時(shí)刻112，當(dāng)充電電壓Va達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較信號(hào)kmp從低電平變成高電平。從邏輯和運(yùn)算電路ORl提供的柵極信號(hào)Gl變成高電平，而與發(fā)送輸入信號(hào)IN 的邏輯電平無關(guān)。因此，晶體管Pl截止，充電電壓Va由電容器105保持在基準(zhǔn)電壓Vref。 期望比較器CMPl具有遲滯特性，以保持比較信號(hào)kmp的邏輯電平穩(wěn)定。而且，在時(shí)刻tl2， 發(fā)送輸出信號(hào)OUT下降至低電平(=幾乎為0V)。在時(shí)刻tl3，當(dāng)發(fā)送輸入信號(hào)IN從低電平上升到高電平時(shí)，兩個(gè)柵極信號(hào)Gl和G2 都上升到高電平(即，在時(shí)刻tl3之前，柵極信號(hào)Gl是高電平)。結(jié)果，晶體管Pl保持在截止?fàn)顟B(tài)，晶體管W導(dǎo)通。根據(jù)該切換控制，放電電流12(電流值=-I)從電容器105經(jīng)由晶體管W提供給晶體管N2。因此，充電電壓Va開始以恒定的轉(zhuǎn)換速率SR2下降。轉(zhuǎn)換速率SR2( = -I/C[V/S])基于放電電流12的電流值和電容器105的電容。此時(shí)，比較信號(hào)kmp 從高電平變成低電平。晶體管112的導(dǎo)通程度根據(jù)充電電壓Va而變低，發(fā)送輸出信號(hào)OUT 開始從低電平以恒定的轉(zhuǎn)換速率SR4上升。所述轉(zhuǎn)換速率SR4基于充電電壓Va而設(shè)定。然后，在時(shí)刻tl4，構(gòu)成輸出級(jí)的晶體管112的導(dǎo)通程度變成零，發(fā)送輸出信號(hào)OUT 達(dá)到高電平(即，總線側(cè)電源電壓V2)。此時(shí)，電容器105的電容被完全放電，充電電壓Va 是0V。該狀態(tài)與時(shí)刻til之前的狀態(tài)相同。如果發(fā)送輸入信號(hào)IN在時(shí)刻tl5從高電平變成低電平，則重復(fù)如上所述的同樣操作?；鶞?zhǔn)電壓Vref基于總線側(cè)電源電壓V2來調(diào)整，基準(zhǔn)電流IO (進(jìn)而充電電流Il和放電電流12)基于基準(zhǔn)電壓Vref (進(jìn)而總線側(cè)電源電壓V2)來調(diào)整。因此，充電電壓Va的轉(zhuǎn)換速率SRl和SR2 (進(jìn)而發(fā)送輸出信號(hào)OUT的轉(zhuǎn)換速率SR3和SR4)都具有對(duì)于V2的依賴特性。該依賴特性可以通過參照?qǐng)D4中的實(shí)線和虛線之間的比較來確認(rèn)。這種結(jié)構(gòu)能夠消除基準(zhǔn)電壓Vref和基準(zhǔn)電流IO (進(jìn)而充電電流Il和放電電流 12)兩者對(duì)于V2的依賴特性。于是，如果總線側(cè)電源電壓V2(發(fā)送輸出信號(hào)OUT的信號(hào)幅度)根據(jù)車載裝置的驅(qū)動(dòng)情況或充電情況而較大地波動(dòng)，則充電電壓Va(進(jìn)而發(fā)送輸出信號(hào)OUT)的上升時(shí)間T和下降時(shí)間T(T = OVref/I = C*R3)保持在恒定值。因此，減小了發(fā)送輸入信號(hào)IN和發(fā)送輸出信號(hào)OUT之間的占空比的波動(dòng)。上述結(jié)構(gòu)能夠易于基于上述計(jì)算(T = OVref/I = C*R3)設(shè)定上升時(shí)間T和下降時(shí)間τ。例如，如果期望將上升時(shí)間T和下降時(shí)間T均設(shè)定成相對(duì)長的時(shí)間，則充電電壓Va 的轉(zhuǎn)換速率SRl和SR2都應(yīng)當(dāng)設(shè)定成較小值。相應(yīng)地，基準(zhǔn)電流10應(yīng)當(dāng)基于電阻器R3的電阻的增大而減小，或電容器105的電容值C應(yīng)當(dāng)增大。如果期望將上升時(shí)間T和下降時(shí)間T均設(shè)定成相對(duì)短的時(shí)間，則充電電壓Va的轉(zhuǎn)換速率SRl和SR2都應(yīng)當(dāng)被設(shè)定成較大值。 相應(yīng)地，基準(zhǔn)電流10應(yīng)當(dāng)基于電阻器R3的電阻的減小而增大，或者基于電容器105的電容值C的減小而增大。具有轉(zhuǎn)換速率控制功能的上述LIN接口 2被廣泛地應(yīng)用，不論總線側(cè)電源電壓V2 根據(jù)汽車種類如何變化。于是，LIN接口 2或使用該LIN接口 2的車載裝置的生產(chǎn)率都增加，且實(shí)現(xiàn)成本下降。上述轉(zhuǎn)換速率控制技術(shù)不僅可用于增強(qiáng)所說明的車載通信系統(tǒng)的可靠性，而且可用于增強(qiáng)要求占空比精度的一般應(yīng)用的可靠性。發(fā)送器10的另一個(gè)示例將在下文參照?qǐng)D5進(jìn)行描述。圖5是示出發(fā)送器10的后端的另一示例的電路圖。對(duì)于LIN 標(biāo)準(zhǔn)，可以連接三種負(fù)載(500Q/10nF、660Q/6. 8nF、1000Q/lnF)。然而，如果連接至LIN總線3的負(fù)載的特性發(fā)生變化，則存在由發(fā)送器10生成的發(fā)送輸出信號(hào)OUT的轉(zhuǎn)換速率SR3和SR4出現(xiàn)不期望的波動(dòng)的可能性。如果負(fù)載相對(duì)大，則發(fā)送輸出信號(hào)OUT的上升變慢。該示例的發(fā)送器10將加強(qiáng)電流rtst加到放電電流12，直到開放漏極晶體管112 成為工作于其飽和區(qū)的狀態(tài)。如果開放漏極晶體管112成為工作于其飽和區(qū)的狀態(tài)，則停止加強(qiáng)電流rtst。換句話說，如果晶體管112的漏極-源極電壓Vds超過基于從晶體管112 的柵極-源極電壓Vgs減去晶體管112的導(dǎo)通閾值電壓得到的值，則停止加強(qiáng)電流rtst。 為了生成和停止加強(qiáng)電流rtst，發(fā)送器10還包括加強(qiáng)裝置BST。
加強(qiáng)裝置BST包括NMOS FET 117、恒流源118和119、開關(guān)120和比較器121。晶體管117是由與晶體管112相同的制造工藝設(shè)計(jì)的監(jiān)控晶體管，以具有與晶體管112相同的導(dǎo)通閾值電壓Vth。恒流源118生成至晶體管112的小電流(例如IOOnA)。恒流源119 生成加強(qiáng)電流rtst。開關(guān)120使加強(qiáng)電流rtst所流經(jīng)的電流通道導(dǎo)通或截止。比較器121 將從晶體管117的源極端子獲得的電壓信號(hào)Vx( = Vgs-Vth)與從晶體管112的漏極端子獲得的電壓信號(hào)Vy( = Vds)進(jìn)行比較，然后基于比較的結(jié)果來進(jìn)行對(duì)開關(guān)120的通-斷控制。下文描述電路元件的連接關(guān)系。晶體管117的漏極端子連接至ECU側(cè)電源電壓VI。 晶體管117的源極端子和背柵極都連接至比較器121的反相輸入端子(_)和恒流源118的第一端子。晶體管117的柵極端子連接至晶體管111的漏極端子。晶體管111和112的柵極端子都連接至晶體管111的漏極端子。恒流源118的第二端子連接至地端子。比較器 121的非反相輸入端子(+)連接至晶體管112的漏極端子(即，發(fā)送輸出信號(hào)OUT的輸出端子)。比較器121的輸出端子連接至開關(guān)120的控制端子。比較器121的上電源端子連接至E⑶側(cè)電源電壓VI。比較器121的下電源端子連接至地端子。開關(guān)120的第一端子連接至開關(guān)102和恒流源104之間的連接節(jié)點(diǎn)。開關(guān)120的第二端子連接至恒流源119的第一端子。恒流源119的第二端子連接至地端子。對(duì)于上述加強(qiáng)裝置BST，晶體管112的柵極-源極電壓Vgs被提供至晶體管117的柵極端子。如上所述，晶體管117由與晶體管112相同的制造工藝來設(shè)計(jì)，以具有與晶體管 112相同的導(dǎo)通閾值電壓Vth。于是，如果晶體管112和117導(dǎo)通，則從晶體管117的漏極端子獲得的電壓信號(hào)Vx成為基于從晶體管112的柵極-源極電壓Vgs減去晶體管112的導(dǎo)通閾值電壓Vth獲得的值。另一方面，從晶體管112的漏極端子獲得的電壓信號(hào)Vy等于晶體管112的漏極-源極電壓Vds。因此，比較器121將Vds與“Vgs-Vth”進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷晶體管112是否成為工作于其飽和區(qū)的狀態(tài)。因此，電容器105的放電由加強(qiáng)放電電流12’來實(shí)現(xiàn)，直到晶體管112成為工作于其飽和區(qū)的狀態(tài)，所述加強(qiáng)放電電流12’是放電電流12和加強(qiáng)電流rtst之和。當(dāng)晶體管 112成為工作于其飽和區(qū)的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)比較器121的輸出來進(jìn)行開關(guān)120的通-斷控制， 以停止加強(qiáng)電流rtst。因此，即使大負(fù)載連接至LIN總線3，發(fā)送輸出信號(hào)OUT (總線信號(hào) SB)也不會(huì)變慢。因此，可以保持期望的轉(zhuǎn)換速率。圖8是示出開放漏極輸出級(jí)的第一結(jié)構(gòu)示例的電路圖，再次描述包括圖2和圖5 所示開放漏極晶體管的輸出級(jí)。如圖8所示，在晶體管112的漏極端子和源極端子之間伴生寄生二極管Dp。因此，如果負(fù)電勢(shì)的浪涌電壓被提供給發(fā)送輸出信號(hào)OUT的輸出端子，則大電流在從地端子到寄生二極管Dp的路徑中流過。因此，存在擊穿晶體管112的可能性。圖9是示出開放漏極輸出級(jí)的第二結(jié)構(gòu)示例的電路圖。為了增強(qiáng)承受上述負(fù)電勢(shì)浪涌電壓的容許度，第二結(jié)構(gòu)示例的開放漏極輸出級(jí)包括二極管122。二極管122的陽極端子連接至發(fā)送輸出信號(hào)OUT的輸出端子。二極管122的陰極端子連接至晶體管112的漏極端子。如果負(fù)電勢(shì)的浪涌電壓被提供給發(fā)送輸出信號(hào)OUT的輸出端子，則該結(jié)構(gòu)能夠通過二極管122使從地端子流至寄生二極管Dp的電流截止，所述二極管122的狀態(tài)是反向偏置。因此，避免了流過寄生二極管Dp的正向大電流，且可以防止晶體管112被擊穿。如果SOI (絕緣體上硅)工藝用于半導(dǎo)體制造工藝，則用于形成電路的外延膜形成層和半導(dǎo)體襯底(GND)完全由中間絕緣層分離，上述二極管122易于制造。然而，如果將常用的CMOS工藝或BiCMOS工藝用于制造半導(dǎo)體，則不能充分獲得由二極管122所導(dǎo)致的擊穿電壓性能，這是因?yàn)樵诎雽?dǎo)體襯底和二極管122之間伴生有寄生元件。因此，為了解決這個(gè)問題，二極管122的結(jié)構(gòu)必須慎重設(shè)計(jì)。圖10是示出二極管122的模式結(jié)構(gòu)的豎直剖視圖。該示例中的二極管122形成在浮置區(qū)域中，所述浮置區(qū)域由在P-型的半導(dǎo)體襯底P-sub的區(qū)域上形成的η+型的嵌入式絕緣層B/L(埋入層)所圍繞，且由在所述嵌入式絕緣層B/L的上部周圍形成的集電極壁 (collector wall) C/W(η-型)所圍繞。該結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒍O管122與半導(dǎo)體襯底P_sub電隔離，防止在半導(dǎo)體襯底P-sub和二極管122之間出現(xiàn)寄生電容。于是，二極管122能夠充分實(shí)現(xiàn)擊穿電壓性能。接下來對(duì)圖10中所述的符號(hào)進(jìn)行解釋。L/I和第一 LI表示P-型低絕緣層(低隔離)。符號(hào)“Epi”表示η-型外延膜形成層。符號(hào)“Pwell”表示ρ+型阱區(qū)。符號(hào)“N體”表示η+型體區(qū)。圖11示出了開放漏極輸出級(jí)的第三結(jié)構(gòu)示例。開放漏極輸出級(jí)的負(fù)電勢(shì)擊穿電壓可以如圖9所示通過插入二極管122來增強(qiáng)。然而，如果正電勢(shì)被提供給發(fā)送輸出信號(hào) OUT的輸出端子，則二極管122成為正向偏置狀態(tài)。因此，如果晶體管112的漏極端子和源極端子之間的擊穿電壓沒有設(shè)計(jì)成高電壓，則晶體管112可能被擊穿。然而，在由CMOS工藝制造的開放漏極輸出級(jí)中，如果僅僅晶體管112由DMOS工藝(一種高擊穿電壓工藝)來制造，則用于形成電流鏡像電路的晶體管111和晶體管112之間的耦合特性變差，則轉(zhuǎn)換速率控制難于進(jìn)行控制。因此，第三結(jié)構(gòu)示例的開放漏極輸出級(jí)包括由DMOS工藝制造的NMOS FET 123。 NMOS FET 123形成在由COMS工藝制造的晶體管112的漏極端子和由CMOS工藝制造的二極管122的陰極端子之間。于是，對(duì)于該第三結(jié)構(gòu)示例的開放漏極輸出級(jí)，為了增強(qiáng)正電勢(shì)擊穿電壓，漏極端子和源極端子之間的擊穿電壓為高電壓的晶體管123可以用作源極跟隨器。該結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)使用由常用CMOS工藝制造的晶體管112的開放漏極輸出級(jí)的正電勢(shì)擊穿電壓。用于使晶體管112工作于其飽和區(qū)的偏置電壓BIAS(BIAS大于或等于 [VgsC-VthC+VgsD])被提供給晶體管123的柵極端子。參數(shù)VgsC表示晶體管112的柵極端子和源極端子之間的電壓。參數(shù)VthC表示晶體管112的導(dǎo)通閾值電壓。參數(shù)VgsD表示晶體管123的柵極端子和源極端子之間的電壓。如此提供偏置電壓BIAS能夠使晶體管112 工作于其飽和區(qū)，而與連接至LIN總線3的負(fù)載的狀態(tài)無關(guān)，于是可以去除如圖5所示的加強(qiáng)裝置BST。為了實(shí)現(xiàn)如圖9至圖11所示的結(jié)構(gòu)，對(duì)于半導(dǎo)體制造工藝，就成本而言，可以采用優(yōu)于SOI工藝的BiCDMOS工藝。于是，在不使用成本高的SOI工藝的情況下，可以實(shí)現(xiàn)開放漏極輸出級(jí)，所述開放漏極輸出級(jí)的擊穿電壓相對(duì)較高以應(yīng)對(duì)正電勢(shì)浪涌和負(fù)電勢(shì)浪涌。在正方向和負(fù)方向上的高擊穿電壓(例如，-27V至40V)對(duì)于LIN接口 2是需要的。使用上述開放漏極輸出級(jí)通常滿足這種要求。用于增大擊穿電壓的上述技術(shù)用于車載通信系統(tǒng)，也用于需要高擊穿電壓的一般開放漏極輸出級(jí)。
圖12是示出接收器20的第一結(jié)構(gòu)示例的電路圖。如圖12所示，接收器20包括 NMOS FET晶體管201和202、電阻器203和204、恒流源205和電平轉(zhuǎn)移器206。晶體管201的漏極端子經(jīng)由電阻器203連接至總線側(cè)電源電壓V2。晶體管202的漏極端子經(jīng)由電阻器204連接至總線側(cè)電源電壓V2。晶體管201的源極端子和背柵極經(jīng)由恒流源205連接至地端子。晶體管202的源極端子和背柵極經(jīng)由恒流源205連接至地端子。晶體管201的柵極端子連接至接收輸入信號(hào)RIN(RIN等價(jià)于圖1中的總線信號(hào)SB)的輸入端子。晶體管202的柵極端子連接至接收基準(zhǔn)電壓VREF的輸入端子。電平轉(zhuǎn)移器206 的輸入端子連接至晶體管202的漏極端子。電平轉(zhuǎn)移器206的輸出端子連接至接收輸出信號(hào)ROUT (ROUT等價(jià)于圖1中的接收數(shù)據(jù)RxD)的輸出端子。電平轉(zhuǎn)移器206接收從晶體管202的漏極端子得到的電壓信號(hào)(大幅度信號(hào)，該大幅度信號(hào)的高電平是總線側(cè)電源電壓V2，低電平是地電壓)的輸入，并將其轉(zhuǎn)換成接收輸出信號(hào)ROUT(小幅度信號(hào)，該小幅度信號(hào)的高電平是ECU側(cè)電源電壓VI，低電平是地電壓)。然而，對(duì)于第一結(jié)構(gòu)示例的接收器20，如果接收輸入信號(hào)RIN成為總線側(cè)電源電壓V2，則源極電壓[V2-Vgsl] ( S卩，基于從總線側(cè)電源電壓V2減去柵極-源極電壓 Vgsl得到的電壓)出現(xiàn)在晶體管201和202兩者的源極端子上。于是，柵極-源極電壓 [V2-Vgsl-VREF](即基于從源極電壓[V2-Vgsl]減去接收基準(zhǔn)電壓VREF得到的電壓)被供給為晶體管202的柵極-源極電壓。如果柵極-源極電壓[V2-Vgsl-VREF]超過晶體管 202的柵極-源極擊穿電壓，則晶體管202可能被擊穿。圖13是示出接收器20的第二結(jié)構(gòu)示例的電路圖。第二結(jié)構(gòu)示例的接收器20除第一結(jié)構(gòu)示例的電路元件201至206之外，還包括NM0SFET 207和208、恒流源209和210、 齊納二極管211-214以及電阻器215。晶體管207的漏極連接至總線側(cè)電源電壓V2的電壓供給端子。晶體管207的源極端子和背柵極經(jīng)由恒流源209連接至地端子，并經(jīng)由電阻器215連接至晶體管201的柵極端子。晶體管207的柵極端子(而不是晶體管201的柵極端子)連接至接收輸入信號(hào)RIN 的輸入端子。晶體管208的漏極端子連接至總線側(cè)電源電壓V2的電壓供給端子。晶體管 208的源極端子和背柵極經(jīng)由恒流源210連接至地端子，還連接至晶體管202的柵極端子。 晶體管208的柵極端子(而不是晶體管202的柵極端子)連接至接收基準(zhǔn)電壓VREF的輸入端子。齊納二極管211的陰極端子連接至晶體管201的柵極端子。齊納二極管211的陽極端子連接至晶體管201的源極端子。齊納二極管212的陰極端子連接至晶體管202的柵極端子。齊納二極管212的陽極端子連接至晶體管202的源極端子。齊納二極管213的陰極端子連接至晶體管207的柵極端子。齊納二極管213的陽極端子連接至晶體管207的源極端子。齊納二極管214的陰極端子連接至晶體管208的柵極端子。齊納二極管214的陽極端子連接至晶體管208的源極端子。第二結(jié)構(gòu)示例的接收器20包括一對(duì)晶體管201和202，該對(duì)晶體管201和202的源極端子相互連接，接收輸出信號(hào)ROUT從其中一個(gè)晶體管的漏極端子提供。接收器20還包括晶體管207，晶體管207的柵極端子連接至接收輸入信號(hào)RIN的輸入端子，晶體管207的源極端子連接至晶體管201的柵極端子。接收器20還包括晶體管208，晶體管208的柵極端子連接至接收基準(zhǔn)電壓VREF的輸入端子，晶體管208的源極端子連接至晶體管202的柵極端子。接收器20還包括齊納二極管211，齊納二極管211的陰極端子連接至晶體管201 的柵極端子，齊納二極管211的陽極端子連接至晶體管201的源極端子。接收器20還包括齊納二極管212，齊納二極管212的陰極端子連接至晶體管202的柵極端子，齊納二極管 212的陽極端子連接至晶體管202的源極端子。接收器20還包括齊納二極管213，齊納二極管213的陰極端子連接至晶體管207的柵極端子，齊納二極管213的陽極端子連接至晶體管207的源極端子。接收器20還包括齊納二極管214，齊納二極管214的陰極端子連接至晶體管208的柵極端子，齊納二極管214的陽極端子連接至晶體管208的源極端子。接收器20還包括用于生成晶體管201和202的源極電流的電流源205、用于生成晶體管207 的源極電流的電流源209以及用于生成晶體管208的源極電流的電流源210。齊納二極管211至214各自的齊納電壓被設(shè)計(jì)成分別不超過NM0SFET 201、202、 207和208的柵極-源極擊穿電壓(=約5V)。除去構(gòu)成晶體管對(duì)的晶體管201和202之外，將晶體管207和208用作源極跟隨器，且接收輸入信號(hào)RIN和接收基準(zhǔn)電壓VREF分別提供給晶體管207和208各自的柵極端子。齊納二極管211至214分別連接在晶體管201、202、207和208各自的柵極端子和源極端子之間。因此，晶體管201、202、207和208各自的柵極-源極電壓被鉗位為不超過晶體管的擊穿電壓。因此，防止了晶體管的擊穿，且總線側(cè)電源電壓V2的動(dòng)態(tài)范圍與第一結(jié)構(gòu)示例的接收器20相比可以加寬。而且，對(duì)于晶體管201和202的制造，不需要高擊穿電壓元件(即，低速元件)，于是改善了 LIN接口 2的速度。第二結(jié)構(gòu)示例的接收器20包括連接在晶體管201的柵極端子和晶體管207的源極端子之間的限流電阻器215。該結(jié)構(gòu)能夠限制從接收輸入信號(hào)RIN的輸入端子經(jīng)由被鉗位的齊納二極管213和211以及正向偏置的齊納二極管212和214流到接收基準(zhǔn)電壓VREF 的輸入端子的電流。而且，該結(jié)構(gòu)還能夠限制從接收基準(zhǔn)電壓VREF的輸入端子經(jīng)由被鉗位的齊納二極管214和212以及正向偏置的齊納二極管211和213流到接收輸入信號(hào)RIN的輸入端子的電流。圖14是示出接收器20的第三結(jié)構(gòu)示例的電路圖。第三結(jié)構(gòu)示例的接收器20除了第一結(jié)構(gòu)示例的電路元件201至206之外，還包括齊納二極管211和212以及二極管216 和 217。齊納二極管211的陰極端子連接至晶體管201的柵極端子。齊納二極管211和 216各自的陽極端子連接至晶體管201的源極端子。齊納二極管212的陰極端子連接至晶體管202的柵極端子。齊納二極管212和二極管217各自的陽極端子連接至晶體管202的源極端子。二極管216和217各自的陰極端子連接至恒流源205。第三結(jié)構(gòu)示例的接收器20包括一對(duì)第一晶體管201和202，該對(duì)第一晶體管201 和202的源極端子相互連接，接收輸出信號(hào)ROUT從其中一個(gè)晶體管的漏極端子提供。接收器20還包括齊納二極管211，齊納二極管211的陰極端子連接至晶體管201的柵極端子， 齊納二極管211的陽極端子連接至晶體管201的源極端子。接收器20還包括齊納二極管 212，齊納二極管212的陰極端子連接至晶體管202的柵極端子，齊納二極管212的陽極端子連接至晶體管202的源極端子。接收器20還包括用于生成晶體管201和202的源極電流的恒流源205。接收器20還包括二極管216，二極管216的陽極端子連接至晶體管201的源極端子，二極管216的陰極端子連接至恒流源205。接收器20還包括二極管217，二極管 217的陽極端子連接至晶體管202的源極端子，二極管217的陰極端子連接至恒流源205。對(duì)于接收器20，作為鉗位元件，齊納二極管211和212分別連接在晶體管201和 202各自的柵極端子和源極端子之間。因此，晶體管201和202各自的柵極-源極電壓被鉗位為不超過晶體管的擊穿電壓，與第二結(jié)構(gòu)示例相同，從而可以防止晶體管的擊穿。二極管216插入到晶體管201的源極端子和恒流源205之間。該結(jié)構(gòu)能夠使從接收基準(zhǔn)電壓VREF的輸入端子經(jīng)由擊穿的齊納二極管212和正向偏置的二極管217流向接收輸入信號(hào)RIN的輸入端子的電流截止。二極管217插入到晶體管202的源極端子和恒流源205之間。該結(jié)構(gòu)能夠使從接收輸入信號(hào)RIN的輸入端子經(jīng)由擊穿的齊納二極管211和正向偏置的二極管216流向接收基準(zhǔn)信號(hào)VREF的輸入端子的電流截止。于是，第三結(jié)構(gòu)示例的接收器20能夠以比第二結(jié)構(gòu)示例更少的元件，至少實(shí)現(xiàn)與第二結(jié)構(gòu)示例相同的效果。對(duì)于第三結(jié)構(gòu)示例的接收器20，期望通過如圖15所示的二極管連接的PNP雙極晶體管來構(gòu)造二極管216和217，這是因?yàn)槠湓谡蛏系膿舸╇妷焊?例如，大約50V)。該結(jié)構(gòu)甚至能夠在供給高的反向偏置電壓的情況下使電流截止而不發(fā)生故障。正電壓和負(fù)電壓的高擊穿電壓(例如，-27V至40V)對(duì)于LIN接口部2是需要的。 第三結(jié)構(gòu)示例的接收器20滿足該要求。用于增大擊穿電壓的上述技術(shù)不僅用于所示的車載通信系統(tǒng)，而且用于接收大幅度信號(hào)的接收器。在一個(gè)方面中，發(fā)送器包括電容器，從所述電容器的一端引出充電電壓；第一恒流源，所述第一恒流源用于生成所述電容器的充電電流；第二恒流源，所述第二恒流源用于生成所述電容器的放電電流；充電/放電控制器，所述充電/放電控制器用于基于發(fā)送輸入信號(hào)的邏輯電平以及充電電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果，來執(zhí)行對(duì)所述電容器的充電/ 放電控制；輸出級(jí)，所述輸出級(jí)用于生成發(fā)送輸出信號(hào)，發(fā)送輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率響應(yīng)于充電電壓而設(shè)定，所述發(fā)送輸出信號(hào)的幅度響應(yīng)于輸出側(cè)電源電壓而設(shè)定。所述發(fā)送器還包括基準(zhǔn)電壓生成器，用于使基準(zhǔn)電壓依賴于輸出側(cè)電源電壓而波動(dòng)；和恒流控制器，用于使充電電流和放電電流的電流值依賴于基準(zhǔn)電壓而波動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，輸出級(jí)包括開放漏極晶體管，其導(dǎo)通程度響應(yīng)于充電電壓而受到控制。在一些實(shí)施方式中，發(fā)送器包括加強(qiáng)裝置，用于將加強(qiáng)電流提供給開放漏極晶體管直到所述開放漏極晶體管可以工作于其飽和區(qū)，并在開放漏極晶體管變?yōu)榭梢怨ぷ饔谄滹柡蛥^(qū)的狀態(tài)時(shí)停止供給加強(qiáng)電流。在一些實(shí)施方式中，充電/放電控制器包括用于使電容器和第一恒流源之間的連接節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通或截止的第一開關(guān)；用于使電容器和第二恒流源之間的連接節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通或截止的第二開關(guān)；和用于對(duì)第一開關(guān)和第二開關(guān)進(jìn)行通-斷控制的切換控制器。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)電壓生成器是電阻梯形電路(resistorladder)，其通過對(duì)輸出側(cè)電源電壓進(jìn)行分壓來生成基準(zhǔn)電壓。在一些實(shí)施方式中，恒流控制器包括用于進(jìn)行電壓/電流轉(zhuǎn)換以及從基準(zhǔn)電壓生成基準(zhǔn)電流的基準(zhǔn)電流生成器；以及用于將基準(zhǔn)電流復(fù)制為充電電流和放電電流的電流鏡像電路。在一些實(shí)施方式中，輸出級(jí)包括二極管，所述二極管的陽極端子連接至發(fā)送輸出信號(hào)的輸出端子，所述二極管的陰極端子連接至開放漏極晶體管的漏極端子。在一些實(shí)施方式中，所述二極管形成在浮置區(qū)中，所述浮置區(qū)由在半導(dǎo)體襯底的區(qū)域上形成的嵌入式絕緣層以及在所述嵌入式絕緣層的上部周圍形成的集電極壁 (collector wall)所圍繞。在一些實(shí)施方式中，輸出級(jí)包括連接在開放漏極晶體管的漏極端子和二極管的陰極端子之間的雙擴(kuò)散型MOS FET。在一些實(shí)施方式中，接口裝置包括根據(jù)本發(fā)明形成在信號(hào)發(fā)送路徑上的發(fā)送器和形成在信號(hào)接收路徑上的接收器。根據(jù)另一方面，接收器包括一對(duì)第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和第二晶體管的源極端子相互連接，接收輸出信號(hào)從所述第一晶體管和第二晶體管中的一個(gè)晶體管的漏極端子提供。接收器還包括第三晶體管，所述第三晶體管的柵極端子連接至接收輸入信號(hào)的輸入端子，所述第三晶體管的源極端子連接至第一晶體管的柵極端子。接收器還包括第四晶體管，所述第四晶體管的柵極端子連接至接收基準(zhǔn)電壓的輸入端子，所述第四晶體管的源極端子連接至第二晶體管的柵極端子。接收器還包括第一齊納二極管，所述第一齊納二極管的陰極端子連接至第一晶體管的柵極端子，所述第一齊納二極管的陽極端子連接至第一晶體管的源極端子。接收器還包括第二齊納二極管，所述第二齊納二極管的陰極端子連接至第二晶體管的柵極端子，所述第二齊納二極管的陽極端子連接至第二晶體管的源極端子。接收器還包括第三齊納二極管，所述第三齊納二極管的陰極端子連接至第三晶體管的柵極端子，所述第三齊納二極管的陽極端子連接至第三晶體管的源極端子。接收器還包括第四齊納二極管，所述第四齊納二極管的陰極端子連接至第四晶體管的柵極端子，所述第四齊納二極管的陽極端子連接至第四晶體管的源極端子。接收器還包括用于生成第一晶體管和第二晶體管的源極電流的第一電流源、用于生成第三晶體管的源極電流的第二電流源以及用于生成第四晶體管的源極電流的第三電流源。在一些實(shí)施方式中，接收器還包括連接在第一晶體管的柵極端子和第三晶體管的源極端子之間的限流電阻器。在一些實(shí)施方式中，接收器包括一對(duì)第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和第二晶體管的源極端子相互連接，接收輸出信號(hào)從所述第一晶體管和第二晶體管中的一個(gè)晶體管的漏極端子提供。接收器還包括第一齊納二極管，所述第一齊納二極管的陰極端子連接至第一晶體管的柵極端子，所述第一齊納二極管的陽極端子連接至第一晶體管的源極端子。接收器還包括第二齊納二極管，所述第二齊納二極管的陰極端子連接至第二晶體管的柵極端子，所述第二齊納二極管的陽極端子連接至第二晶體管的源極端子。接收器還包括用于生成第一晶體管和第二晶體管的源極電流的電流源。接收器還包括第一二極管， 所述第一二極管的陽極端子連接至第一晶體管的源極端子，所述第一二極管的陰極端子連接至電流源。接收器還包括第二二極管，所述第二二極管的陽極端子連接至第二晶體管的源極端子，所述第二二極管的陰極端子連接至電流源。在一些實(shí)施方式中，第一二極管和第二二極管是二極管連接的PNP雙極晶體管。根據(jù)另一方面，一種車載通信系統(tǒng)包括電子控制單元、總線和根據(jù)本發(fā)明的用于控制所述電子控制單元和所述總線之間的雙向通信的接口裝置。所述發(fā)送器、接口裝置和車載通信系統(tǒng)可以防止輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的占空比根據(jù)電源電壓的波動(dòng)而波動(dòng)。在本發(fā)明中所示出的技術(shù)可以用于增強(qiáng)車載通信系統(tǒng)的可靠性。已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施方式。然而，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行多種修改。相應(yīng)地，其它的實(shí)施方式在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。參考標(biāo)記列表1 ECU [電子控制單元]2 LIN(本地互聯(lián)網(wǎng))接口部3 LIN 總線4操控部5門反射鏡驅(qū)動(dòng)器6 電動(dòng)車窗驅(qū)動(dòng)器10發(fā)送器20接收器101,102 開關(guān)103、104 恒流源105 電容器106切換控制器107基準(zhǔn)電壓生成器108恒流控制器109放大器110 112 NMOS FET113、114 PMOS FET115,116 電阻器117 NMOS FET118、119 恒流源120 開關(guān)121 比較器122 二極管123 雙擴(kuò)散型 NMOS FET201、202 匪OS FET203,204 電阻器205 恒流源206 電平轉(zhuǎn)移器207、208 匪OS FET209、210 恒流源211 214 齊納二極管215 電阻器
216,217二極管
Nl N4NMOS FET
Pl P4PMOS FET
Rl R4電阻器
AMPl放大器
CMPl比較器
ORl邏輯和運(yùn)算
BST加強(qiáng)裝置
Dp寄生.二極管
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送器，包括電容器，從所述電容器的一端引出充電電壓； 第一恒流源，所述第一恒流源用于生成所述電容器的充電電流； 第二恒流源，所述第二恒流源用于生成所述電容器的放電電流； 充電/放電控制器，所述充電/放電控制器用于基于發(fā)送輸入信號(hào)的邏輯電平以及充電電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果，來執(zhí)行對(duì)所述電容器的充電/放電控制；輸出級(jí)，所述輸出級(jí)用于生成發(fā)送輸出信號(hào)，其中，發(fā)送輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率響應(yīng)于充電電壓而設(shè)定，所述發(fā)送輸出信號(hào)的幅度響應(yīng)于輸出側(cè)電源電壓而設(shè)定；基準(zhǔn)電壓生成器，所述基準(zhǔn)電壓生成器用于使基準(zhǔn)電壓依賴于輸出側(cè)電源電壓而波動(dòng)；和恒流控制器，所述恒流控制器用于使充電電流和放電電流的電流值依賴于基準(zhǔn)電壓而波動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述輸出級(jí)包括開放漏極晶體管，該開放漏極晶體管的導(dǎo)通程度響應(yīng)于充電電壓而受到控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)送器，還包括加強(qiáng)裝置，該加強(qiáng)裝置用于將加強(qiáng)電流提供給開放漏極晶體管直到所述開放漏極晶體管能夠工作于其飽和區(qū)，以及當(dāng)所述開放漏極晶體管變?yōu)槟軌蚬ぷ饔谄滹柡蛥^(qū)的狀態(tài)時(shí)停止供給加強(qiáng)電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述充電/放電控制器包括 用于使電容器和第一恒流源之間的連接節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通或截止的第一開關(guān)； 用于使電容器和第二恒流源之間的連接節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通或截止的第二開關(guān)；和用于對(duì)第一開關(guān)和第二開關(guān)進(jìn)行通-斷控制的切換控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述基準(zhǔn)電壓生成器是電阻梯形電路，所述電阻梯形電路通過對(duì)輸出側(cè)電源電壓進(jìn)行分壓來生成基準(zhǔn)電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送器，其中，所述恒流控制器包括用于進(jìn)行電壓/電流轉(zhuǎn)換以及從基準(zhǔn)電壓生成基準(zhǔn)電流的基準(zhǔn)電流生成器；以及用于將基準(zhǔn)電流復(fù)制為充電電流和放電電流的電流鏡像電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)送器，其中，所述輸出級(jí)包括二極管，所述二極管的陽極端子連接至發(fā)送輸出信號(hào)的輸出端子，所述二極管的陰極端子連接至開放漏極晶體管的漏極端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其中，所述二極管形成在浮置區(qū)中，所述浮置區(qū)由在半導(dǎo)體襯底的區(qū)域上形成的嵌入式絕緣層以及在所述嵌入式絕緣層的上部周圍形成的集電極壁所圍繞。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其中，所述輸出級(jí)包括連接在開放漏極晶體管的漏極端子和二極管的陰極端子之間的雙擴(kuò)散型MOS FET0
10.一種接口裝置，包括形成在信號(hào)發(fā)送路徑上的發(fā)送器；和形成在信號(hào)接收路徑上的接收器； 其中，所述發(fā)送器包括電容器，從所述電容器的一端引出充電電壓； 第一恒流源，所述第一恒流源用于生成所述電容器的充電電流； 第二恒流源，所述第二恒流源用于生成所述電容器的放電電流； 充電/放電控制器，所述充電/放電控制器用于基于發(fā)送輸入信號(hào)的邏輯電平以及充電電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果，來執(zhí)行對(duì)所述電容器的充電/放電控制；輸出級(jí)，所述輸出級(jí)用于生成發(fā)送輸出信號(hào)，其中，發(fā)送輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率響應(yīng)于充電電壓而設(shè)定，所述發(fā)送輸出信號(hào)的幅度響應(yīng)于輸出側(cè)電源電壓而設(shè)定；基準(zhǔn)電壓生成器，所述基準(zhǔn)電壓生成器用于使基準(zhǔn)電壓依賴于輸出側(cè)電源電壓而波動(dòng)；和恒流控制器，所述恒流控制器用于使充電電流和放電電流的電流值依賴于基準(zhǔn)電壓而波動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接口裝置，其中所述接收器包括一對(duì)第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和第二晶體管的源極端子相互連接， 其中接收輸出信號(hào)從所述第一晶體管和第二晶體管中的一個(gè)晶體管的漏極端子提供；第三晶體管，所述第三晶體管的柵極端子連接至接收輸入信號(hào)的輸入端子，所述第三晶體管的源極端子連接至第一晶體管的柵極端子；第四晶體管，所述第四晶體管的柵極端子連接至接收基準(zhǔn)電壓的輸入端子，所述第四晶體管的源極端子連接至第二晶體管的柵極端子；第一齊納二極管，所述第一齊納二極管的陰極端子連接至第一晶體管的柵極端子，所述第一齊納二極管的陽極端子連接至第一晶體管的源極端子；第二齊納二極管，所述第二齊納二極管的陰極端子連接至第二晶體管的柵極端子，所述第二齊納二極管的陽極端子連接至第二晶體管的源極端子；第三齊納二極管，所述第三齊納二極管的陰極端子連接至第三晶體管的柵極端子，所述第三齊納二極管的陽極端子連接至第三晶體管的源極端子；第四齊納二極管，所述第四齊納二極管的陰極端子連接至第四晶體管的柵極端子，所述第四齊納二極管的陽極端子連接至第四晶體管的源極端子；第一電流源，所述第一電流源用于生成第一晶體管和第二晶體管的源極電流； 第二電流源，所述第二電流源用于生成第三晶體管的源極電流；以及第三電流源，所述第三電流源用于生成第四晶體管的源極電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接口裝置，其中，所述接收器還包括插入在第一晶體管的柵極端子和第三晶體管的源極端子之間的限流電阻器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接口裝置，其中，所述接收器包括一對(duì)第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和第二晶體管的源極端子相互連接， 其中接收輸出信號(hào)從所述第一晶體管和第二晶體管中的一個(gè)晶體管的漏極端子提供；第一齊納二極管，所述第一齊納二極管的陰極端子連接至第一晶體管的柵極端子，所述第一齊納二極管的陽極端子連接至第一晶體管的源極端子；第二齊納二極管，所述第二齊納二極管的陰極端子連接至第二晶體管的柵極端子，所述第二齊納二極管的陽極端子連接至第二晶體管的源極端子；電流源，所述電流源用于生成第一晶體管和第二晶體管的源極電流；第一二極管，所述第一二極管的陽極端子連接至第一晶體管的源極端子，所述第一二極管的陰極端子連接至電流源；和第二二極管，所述第二二極管的陽極端子連接至第二晶體管的源極端子，所述第二二極管的陰極端子連接至電流源。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接口裝置，其中，所述第一二極管和所述第二二極管是二極管連接的PNP雙極晶體管。
15.一種車載通信系統(tǒng)，包括 電子控制單元；總線；和用于控制所述電子控制單元和所述總線之間的雙向通信的接口裝置； 其中，所述接口裝置包括 形成在信號(hào)發(fā)送路徑上的發(fā)送器；和形成在信號(hào)接收路徑上的接收器； 其中，所述發(fā)送器包括 電容器，從所述電容器的一端引出充電電壓； 第一恒流源，所述第一恒流源用于生成所述電容器的充電電流； 第二恒流源，所述第二恒流源用于生成所述電容器的放電電流； 充電/放電控制器，所述充電/放電控制器用于基于發(fā)送輸入信號(hào)的邏輯電平以及充電電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果，來執(zhí)行對(duì)所述電容器的充電/放電控制；輸出級(jí)，所述輸出級(jí)用于生成發(fā)送輸出信號(hào)，其中，發(fā)送輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率響應(yīng)于充電電壓而設(shè)定，所述發(fā)送輸出信號(hào)的幅度響應(yīng)于輸出側(cè)電源電壓而設(shè)定；基準(zhǔn)電壓生成器，所述基準(zhǔn)電壓生成器用于使基準(zhǔn)電壓依賴于輸出側(cè)電源電壓而波動(dòng)；和恒流控制器，所述恒流控制器用于使充電電流和放電電流的電流值依賴于基準(zhǔn)電壓而波動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)送器、接口裝置和車載通信系統(tǒng)。發(fā)送器包括電容器，從該電容器的一端引出充電電壓；第一恒流源，用于生成電容器的充電電流；第二恒流源，用于生成電容器的放電電流；充電/放電控制器，用于基于發(fā)送輸入信號(hào)的邏輯電平以及充電電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果來執(zhí)行對(duì)電容器的充電/放電控制；輸出級(jí)，用于生成發(fā)送輸出信號(hào)，其中，發(fā)送輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率響應(yīng)于充電電壓而設(shè)定，發(fā)送輸出信號(hào)的幅度響應(yīng)于輸出側(cè)電源電壓而設(shè)定；基準(zhǔn)電壓生成器，用于使基準(zhǔn)電壓依賴于輸出側(cè)電源電壓而波動(dòng)；和恒流控制器，用于使充電電流和放電電流的電流值依賴于基準(zhǔn)電壓而波動(dòng)。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102290982SQ201110142968
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者矢野雄二 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司