專利名稱：開關(guān)電路及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種開關(guān)電路及顯示裝置，特別是關(guān)于一種降低溫度變化對開關(guān)的開啟時(shí)間影響的開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
在一般的電子裝置中，常需要對直流電源設(shè)置可切換的開關(guān)，以決定供應(yīng)直流電源的時(shí)機(jī)。然而，在開關(guān)由關(guān)閉到開啟的瞬間，電流強(qiáng)度會瞬間爆增而產(chǎn)生一涌浪電流 (Inrush current)，這樣的現(xiàn)象很容易造成電路內(nèi)部元件的損壞，因此也有些開關(guān)電路會針對涌浪電流去設(shè)計(jì)抑制機(jī)制，以保護(hù)開關(guān)電路內(nèi)的后級負(fù)載與開關(guān)(通常為一控制開關(guān)晶體管)。請參閱圖1，其為一種具有防止涌浪電流機(jī)制的開關(guān)電路100的示意圖。開關(guān)電路 100 包含有一 npn 型雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor-BJT) Ql、電阻Rl、R2、 RC,電容Cl、Cout，及P型金氧半晶體管Ml。npn型雙極結(jié)型晶體管Ql通過電阻Rl接收一輸入訊號源hput，以根據(jù)輸入訊號源Input來開啟或關(guān)閉。當(dāng)npn型雙極結(jié)型晶體管Ql 被開啟時(shí)，原本被電源PWRl的電力通過電阻RC所拉高的npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極電位會被拉低，并進(jìn)而開啟P型金氧半晶體管(MOSFET)Ml的電位，使得位于P型金氧半晶體管Ml的源極的電源PWR2的電力得以通過P型金氧半晶體管Ml而傳輸至節(jié)點(diǎn)Output，而完成開啟電源PWR2的程序。npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的開啟時(shí)間主要是藉由電阻Rl、R2的電阻值以及電容 Cl的電容值來控制，而P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間則是通過npn型雙極結(jié)型晶體管Ql 的開啟時(shí)間及npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的射極電位來間接的進(jìn)行控制；藉由通過npn型雙極結(jié)型晶體管Ql對P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間進(jìn)行間接控制，可以有效的防止涌浪電流的發(fā)生。然而，當(dāng)開關(guān)電路100在差異較大的不同溫度下運(yùn)作時(shí)，npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極電位在高電位與低電位之間的切換所需時(shí)間會產(chǎn)生較大的變化而不穩(wěn)定，并進(jìn)而間接使得P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間也跟著不穩(wěn)定。這樣的不穩(wěn)定現(xiàn)象極易使得電源開啟電路100的開啟時(shí)序出現(xiàn)錯(cuò)誤，并影響到應(yīng)用電源開啟電路100的系統(tǒng)的整體時(shí)序，而產(chǎn)生無法預(yù)期的運(yùn)作錯(cuò)誤。請參閱圖2，其為圖1所示的部分節(jié)點(diǎn)的電位與時(shí)間關(guān)系概略示意圖。圖2 中主要圖示有輸入訊號源hput的電位曲線、節(jié)點(diǎn)Output位于攝氏25度的電位曲線 output@25°C、節(jié)點(diǎn)Output位于攝氏65度的電位曲線output@65°C、節(jié)點(diǎn)Output位于攝氏-10度的電位曲線0utput@-l(TC等曲線。觀察圖2可知，當(dāng)輸入訊號hput由低電位到高電位需要約10毫秒的時(shí)間時(shí)，在操作溫度為攝氏-10度至攝氏65度的溫差區(qū)間，代表輸出電壓的輸出節(jié)點(diǎn)Output對應(yīng)切換電位所需的時(shí)間約為46毫秒至64毫秒不等；觀察圖2 所示的誤差線ERl或ER2可知，上述溫差造成的電源開啟時(shí)間差可達(dá)到將近20毫秒，這對于需要精確時(shí)序來開啟電源的開關(guān)電路100來說，是難以忍受的時(shí)間差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種開關(guān)電路，其包含P型金氧半晶體管，其源極耦接于第一電源；第一電阻，其第一端耦接于電源轉(zhuǎn)換單元，且該第一電阻的第二端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的柵極；及第一電容，其第一端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的柵極，且該第一電容的第二端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的源極。作為可選的技術(shù)方案，該電源轉(zhuǎn)換單元用來將一輸入訊號源轉(zhuǎn)換為第二電源；其中當(dāng)該輸入訊號源的電位高于一臨界電壓時(shí)，該第二電源的電位為一下限電位，且當(dāng)該輸入訊號源的電位低于該臨界電壓時(shí)，該第二電源的電位為一上限電位。作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該電源轉(zhuǎn)換單元包含mpn型雙極結(jié)型晶體管，其基極耦接于該輸入訊號源，且該npn型雙極結(jié)型晶體管的集極耦接于該第一電阻的該第一端與第三電源。作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該npn型雙極結(jié)型晶體管的射極接地。作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該電源轉(zhuǎn)換單元另包含第二電阻，其第一端耦接于該輸入訊號源，且該第二電阻的第二端耦接于該npn型雙極結(jié)型晶體管的基極。作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該電源轉(zhuǎn)換單元另包含第二電阻，其第一端耦接于該npn型雙極結(jié)型晶體管的集極，且該第二電阻的第二端耦接于該第三電源。作為可選的技術(shù)方案，所述的開關(guān)電路，其特征在于包含第二電容，其第一端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的漏極。作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該第二電容的第二端接地。作為可選的技術(shù)方案，該第一電阻的電阻值為可控制的電阻值，該第一電容的電容值為可控制的電容值，且該P(yáng)型金氧半晶體管的開啟時(shí)間藉由控制該第一電阻的該電阻值及該第一電容的該電容值來調(diào)整。本發(fā)明的目的還在于提供一種顯示裝置，其包含顯示面板及上述的開關(guān)電路； 開關(guān)電路提供電力給所述顯示面板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明本是一種降低溫度對開關(guān)的開啟時(shí)間影響的開關(guān)電路。
圖1為一種現(xiàn)有具有防止涌浪電流機(jī)制的開關(guān)電路的示意圖。圖2為圖1所示的部分節(jié)點(diǎn)的電位與時(shí)間關(guān)系概略示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所揭露開關(guān)電路的示意圖。圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例中，圖3所示的開關(guān)電路內(nèi)部分節(jié)點(diǎn)的電位與時(shí)間關(guān)系概略示意圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖3，其為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所揭露開關(guān)電路200的示意圖。開關(guān)電路 200包含P型金氧半晶體管Ml、電阻RT、電容CT及Cout、以及電源轉(zhuǎn)換單元210。P型金氧半晶體管Ml的源極耦接于電源PWR2。電阻RT的一第一端用來由電源轉(zhuǎn)換單元210接收一電源PWR3，且電阻RT的一第二端耦接于P型金氧半晶體管Ml的柵極。 電容CT的第一端耦接于P型金氧半晶體管Ml的柵極，且電容CT的一第二端耦接于P型金氧半晶體管Ml的源極。電容Cout的一第一端耦接于P型金氧半晶體管Ml的漏極，且其第二端接地。電容Cout用來提供節(jié)點(diǎn)Output在充電與放電時(shí)的緩沖。電源轉(zhuǎn)換單元210用來將輸入訊號源Input轉(zhuǎn)換為電源PWR3，以控制P型金氧半晶體管Ml的開啟與否。電源轉(zhuǎn)換單元210包含npn型雙極結(jié)型晶體管Q1、及電阻RB與RC。 npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的基極通過電阻RB耦接于輸入訊號源hput。npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極耦接于電阻RT的該第一端，且npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極通過電阻 RC耦接于電源PWR1。npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的射極接地。在電源轉(zhuǎn)換單元210中，當(dāng)輸入訊號源Input的訊號為高電位(例如高于一臨界電壓)時(shí)，npn型雙極結(jié)型晶體管Ql會被開啟，并使npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極的電位降低至一下限電位而開啟P型金氧半晶體管Ml ；反的，當(dāng)輸入訊號源hput的訊號為低電位(例如低于該臨界電壓)時(shí)，npn型雙極結(jié)型晶體管Ql會被關(guān)閉，并使電源PWRl通過電阻RC對npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極充電至一上限電壓，以關(guān)閉P型金氧半晶體管 Ml。舉例來說，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，輸入訊號源hput的電位可為0-3. 3伏特，該臨界電壓為1.8伏特，而電源PW3的電位可為1.2伏特(下限電位)至5伏特(上限電位)；當(dāng)輸入訊號源Input的電位在0-1. 8伏特時(shí)，電源PW3的電位會接近5伏特，當(dāng)輸入訊號源 Input的電位在1. 8-3. 3伏特時(shí)，電源PW3的電位會接近1. 2伏特。電阻RT的電阻值與電容CT的電容值是可控制的，且開關(guān)電路200主要是藉由電阻RT的可控制電阻值與電容CT的可控制電容值來直接控制P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間。相較于圖1中所示以npn型雙極結(jié)型晶體管Ql來間接控制P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間的機(jī)制，圖3所示的開關(guān)電路200除了可以避免溫度變化對P型金氧半晶體管Ml 的開啟時(shí)間所造成的劇烈變化以外，亦可以藉由直接限制P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間來達(dá)成防止涌浪電流的效果，亦即將防止涌浪電流的功能由npn型雙極結(jié)型晶體管Ql移轉(zhuǎn)至P型金氧半晶體管Ml。上述作法的另外一個(gè)好處是，由于npn型雙載子晶體管Ql可承受的電流強(qiáng)度相較于P型金氧半晶體管Ml來的小，使得開關(guān)電路200可承受較大的電流強(qiáng)度并順利驅(qū)動耦接于節(jié)點(diǎn)Output的負(fù)載裝置，該負(fù)載裝置可為一顯示面板。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間藉由電阻RT的電阻值與電容CT的電容值來進(jìn)行調(diào)整的方式可表示如下t = -R*C*\n(^-)(1)
in其中t代表P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間，R代表電阻RT的電阻值，C代表電容CT的電容值，Vin代表電阻Rl與npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極間的電位值，且V。ut代表節(jié)點(diǎn)Output的電位值。因此觀察公式(1)可知，若直接控制電阻RT的電阻值R及電容 CT的電容值C，P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間t將可被直接控制，以有效限制開啟時(shí)間t 的長度并防止涌浪電流。除此以外，在不同溫度時(shí)電阻RT的電阻值R及電容CT的電容值 C皆固定的前提下，P型金氧半晶體管Ml的開啟時(shí)間t也不會產(chǎn)生劇烈的變動，因此使得圖 3所示的開關(guān)電路200得以在劇烈變動的溫度下仍然能保持趨近于一致的開啟時(shí)間。開關(guān)電路200的運(yùn)作方式描述如下當(dāng)輸入訊號源Input處于低電位時(shí)，npn型雙極結(jié)型晶體管Ql會被關(guān)閉并使得其集極通過電源PWl而處于高電位(亦即電源轉(zhuǎn)換電路210轉(zhuǎn)換出高電位的電源PW3)；如此一來，P型金氧半晶體管Ml會被關(guān)閉而使電源PWR2無法通過，并使得節(jié)點(diǎn)Output處于低電位。而當(dāng)輸入訊號源hput由低電位轉(zhuǎn)為高電位時(shí)， npn型雙極結(jié)型晶體管Ql會被開啟，并使得npn型雙極結(jié)型晶體管Ql的集極被放電而處于低電位(亦即電源轉(zhuǎn)換電路210轉(zhuǎn)換出低電位的電源PW3)；如此一來，P型金氧半晶體管 Ml會被開啟而使電源PWR2得以通過，并使得節(jié)點(diǎn)Output被電源PWR2充電而處于高電位。 然而，在溫度變化劇烈時(shí)電阻RT的電阻值及電容CT的電容值皆固定的前提下，節(jié)點(diǎn)Output 由低電位轉(zhuǎn)為高電位的變化時(shí)間將僅出現(xiàn)極小且不致影響電源開啟時(shí)序的變化，且由于電阻RT的電阻值及電容CT的電容值可被直接控制，因此也較易避免涌浪電流的發(fā)生。請參閱圖4，其為本發(fā)明的一實(shí)施例中，圖3所示的開關(guān)電路200內(nèi)部分節(jié)點(diǎn)的電位與時(shí)間關(guān)系概略示意圖。圖4所示的輸入訊號源hput與圖2所示的輸入訊號源hput相同，然而由于圖3中P型金氧半晶體管Ml的開關(guān)時(shí)間可直接藉由控制電阻RT的電阻值與電容CT的電容值來調(diào)整，因此在輸入訊號源hput由低電位轉(zhuǎn)為高電位后，除了節(jié)點(diǎn)Output 的電位的轉(zhuǎn)換時(shí)間可較圖2所示的轉(zhuǎn)換時(shí)間來的短以外，節(jié)點(diǎn)Output對應(yīng)于攝氏-10度、 攝氏25度、及攝氏65度的不同電位曲線output@-10°C、output(g25°C、output(g65°C的間的時(shí)間差也較先前技術(shù)大幅縮短，因此可以提供穩(wěn)定的電源開啟時(shí)序給應(yīng)用開關(guān)電路200的系統(tǒng)。請注意，由于上述的電源轉(zhuǎn)換單元210主要的作用在于提供開啟P型金氧半晶體管Ml的電源，因此將圖3所示的電源轉(zhuǎn)換單元210替換成同樣可提供開啟P型金氧半晶體管Ml的電源的其他裝置或模組所產(chǎn)生的開關(guān)電路，仍應(yīng)視為本發(fā)明的實(shí)施例。圖3所示的開關(guān)電路200亦可在節(jié)點(diǎn)Output接上一顯示面板，為顯示面板提供電力，并以一控制單元提供輸入訊號源hput，以形成一顯示裝置，該顯示裝置亦應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電路，其特征在于包含P型金氧半晶體管，其源極耦接于第一電源；第一電阻，其第一端耦接于電源轉(zhuǎn)換單元，且該第一電阻的第二端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的柵極；及第一電容，其第一端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的柵極，且該第一電容的第二端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的源極。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于該電源轉(zhuǎn)換單元用來將一輸入訊號源轉(zhuǎn)換為第二電源；其中當(dāng)該輸入訊號源的電位高于一臨界電壓時(shí)，該第二電源的電位為一下限電位，且當(dāng)該輸入訊號源的電位低于該臨界電壓時(shí)，該第二電源的電位為一上限電位。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)電路，其特征在于該電源轉(zhuǎn)換單元包含npn型雙極結(jié)型晶體管，其基極耦接于該輸入訊號源，且該npn型雙極結(jié)型晶體管的集極耦接于該第一電阻的該第一端與第三電源。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)電路，其特征在于該npn型雙極結(jié)型晶體管的射極接地。
5.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)電路，其特征在于該電源轉(zhuǎn)換單元另包含第二電阻，其第一端耦接于該輸入訊號源，且該第二電阻的第二端耦接于該npn型雙極結(jié)型晶體管的基極。
6.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)電路，其特征在于該電源轉(zhuǎn)換單元另包含第二電阻，其第一端耦接于該npn型雙極結(jié)型晶體管的集極，且該第二電阻的第二端耦接于該第三電源。
7.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于包含第二電容，其第一端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的漏極。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)電路，其特征在于該第二電容的第二端接地。
9.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于該第一電阻的電阻值為可控制的電阻值，該第一電容的電容值為可控制的電容值，且該P(yáng)型金氧半晶體管的開啟時(shí)間藉由控制該第一電阻的該電阻值及該第一電容的該電容值來調(diào)整。
10.一種顯示裝置，其特征在于包含顯示面板；及如權(quán)利要求1至9項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)電路；所述開關(guān)電路提供電力給所述顯示面板。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種開關(guān)電路及顯示裝置，其包含P型金氧半晶體管，其源極耦接于第一電源；第一電阻，其第一端耦接于電源轉(zhuǎn)換單元，且該第一電阻的第二端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的柵極；及第一電容，其第一端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的柵極，且該第一電容的第二端耦接于該P(yáng)型金氧半晶體管的源極。本發(fā)明用于提供一種降低溫度對開關(guān)的開啟時(shí)間影響的開關(guān)電路。
文檔編號H03K17/08GK102332901SQ20111023208
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者傅渭峰, 張榮杰 申請人:佳世達(dá)科技股份有限公司, 蘇州佳世達(dá)電通有限公司