專利名稱：具有間歇加載的充電電容的開關電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關電路。具體地，本發明涉及一種其開關動作時使電容放電的開關電路。
一般而言，開關電路使用一個開關將電路接通。當開關閉合時電路接通，開關打開時電路斷開。這種開關的一個缺點是開關保持閉合狀態時耗電。
希望有一種耗電量較少的開關電路。
因此，本發明提供一種開關電路，包括一個第一節點，用于接收一個第一電壓；一個第二節點，用于提供一個輸出；一個第三節點，用于接收一個第二電壓；一個電容，耦合在所述第二節點與第三節點之間；用于對電容間歇充電的裝置，以從所述第二節點提供一個第一輸出電壓；和，一個開關，連接在所述第一節點與第二節點之間，用于當打開時將所述第二節點與所述第一節點隔離，并且當關閉時使所述電容放電，以提供一個第二輸出電壓。
在一個實施例中，所述開關電路還包括一個與所述第二節點連接的緩沖器。
在另一個實施例中，所述開關電路還包括一個與所述第二節點連接的鎖存器。
所述鎖存器最好是一個施密特觸發器(Schmitt trigger)鎖存器。
所述用于對電容間歇充電的裝置最好包括一個第二開關，用于根據一個控制信號將所述第二節點連接至一個電壓源。
在一個最佳實施例中，所述控制信號是一個脈沖信號。
一個脈沖的持續時間最好基本上小于各脈沖之間的周期。
更為理想的情況是，脈沖的持續時間為其周期的1/500。
脈沖的持續時間最好約為一毫秒。
所述電壓源最好是一個正電壓，并且所述第一和第二電壓最好接地。
在一個實施例中，所述電容包括雜散電容。
所述開關電路最好包括一個電容器，用于形成所述電容的至少一部分。
可以預見，在本發明中，當第一開關打開時，只有當電容充電時才耗電。電容一旦充過電且第一開關打開時，電容器提取的電流可以忽略不計，耗電量也可以忽略不計。第一開關閉合時，第二節點的電壓迅速放電。然后，當第二開關閉合時，第二節點的電壓以隨著電容的間歇充電的方式逐步增加。第二節點的電壓取決于用于對電容間歇充電的裝置提供的總電荷和電容的電容值。
下面參看附圖僅以舉例的方式說明本發明的一個最佳實施例。附圖中，

圖1是根據本發明的一個最佳實施例的開關電路的示意圖；圖2是圖1的開關電路中的反跳電路的示意圖；圖3是與圖1的開關電路配用的一個時鐘發生器的示意圖；圖4示例說明從圖3的時鐘發生器輸出的脈沖信號；圖5示例說明向圖3的時鐘發生器輸入的信號。
開關電路500包括一個開關501，該開關包括第一和第二端子，和一個機構，該機構具有一個其中第一端子連接至第二端子的第一結構、和一個其中第一和第二端子彼此電隔離的第二種結構。開關501的第一端子接地，開關501的第二端子連接至一個輸入節點502。一個電容506處在輸入節點502與地之間。此電容可以是輸入節點502與地之間的雜散電容，或者是一個連接在輸入節點502與地之間的電容器。開關電路500包括一個P溝道FET(場效應晶體管)508，其源極連接至一個正電壓VDD，其漏極連接至輸入節點502。開關電路500還包括一個施密特觸發器510。輸入節點502連接至施密特觸發器510的輸入端，施密特觸發器510的輸出端產生一個輸出信號105。輸出信號105提供給受一個復位信號1301和一個F反跳信號403控制的反跳電路602。P溝道FET508的柵極接收來自一個時鐘信號發生器40的一個脈沖信號603。脈沖信號603的波形如圖4所示。通常，脈沖信號603是高的，并且以1kHz頻率的定期間隔發出低的脈沖。脈沖的持續時間從1.5至3微秒，這相當于大約1/500的占空因數當脈沖信號603高時，P溝道晶體管508截止。當脈沖信號603發出低脈沖時，晶體管508瞬間導通并且使電容器506充電。當第一開關501閉合且輸入節點502接地時，電容器506迅速放電。電容器506的放電使施密特觸發器510的輸出狀態改變狀態，從而使輸出信號105變高。當第一開關501打開時，電容器506經晶體管508充電，輸入節點502的電壓上升。該上升的電壓在通過一個閾值時使施密特觸發器510恢復低值。輸入節點502的電壓取決于晶體管508提供的電流和電容506的電容值。通過選擇電容506和/或晶體管508的大小，可以控制開關501的打開與輸出信號105的變化之間的等待時間。采用脈沖信號控制P溝道晶體管508起減少耗電量的作用。
圖2更詳細地示出反跳電路。反跳電路接收有待反跳的信號105、復位信號1301和F反跳信號403，F反跳信號是一個頻率約為1kHz的規則方波時鐘信號。待反跳的信號105提供給一個第一D觸發器606的輸入端。第一觸發器606的非反相輸出作為輸入提供給一個第二D觸發器608，并作為一個第一輸入提供給一個第一三輸入端與非門612。第一觸發器606的反相輸出提供給一個第二三輸入端與非門614。第二觸發器608的非反相輸出作為輸入提供給一個第三D觸發器610，且作為第二輸入提供給第一三輸入端與非門612。第二觸發器608的反相輸出提供給第二三輸入端與非門614的第二輸入端。第三觸發器610的非反相輸出作為第三輸入提供給第一三輸入端與非門612。第三觸發器610的反相輸出提供給第二三輸入端與非門614的第三輸入端。第一和第二與非門612、614的輸出作為輸入提供給一個SR觸發器616，該SR觸發器的輸出是反跳過的信號。各觸發器若經確定，由復位信號1301復位各D觸發器由F反跳信號403提供時鐘信號。因此，例如如果輸入信號105已由低轉變到高態，并且在F反跳信號403的三個時鐘周期期間保持處于高態，則反跳過的信號105’也從低轉變到高態。如果輸入信號變低，反跳過的信號105’變低或保持低態。
參看圖3，振蕩器的一個輸出信號作為一個輸入信號201提供給一個時鐘發生器400。時鐘發生器400產生脈沖信號603和F反跳信號403。圖3中示出輸入信號201。脈沖信號603和F反跳信號403的頻率約為1kHz。然而，脈沖信號603通常是高的，但在各周期內發出幾微秒的低的脈沖，而F反跳信號403則是一個規則對稱信號，有一半時間處于高態，一半時間處于低態。
參看圖3，時鐘發生器400具有一個反相器410，用于將輸入信號201反相以產生一個反相信號411。接著，反相信號411提供給一個五分頻器線性系列420的第一個。各分頻器420的輸出在其輸入的上升沿從一種狀態變成另一種狀態。各分頻器接收一個時鐘信號并產生一個規則方波時鐘信號，以輸入信號的一半頻率作為該線性系列中的下一個分頻器的輸入。F反跳信號403從第五分頻器的輸出端提取。反相信號411、第一分頻器420的輸出和第二分頻器420的輸出在一個或非門430中組合，以產生一個信號413。來自第三、第四和第五分頻器420的輸出分別提供給或非門430的輸入端，該或非門產生一個信號415。信號413和415輸入至一個與非門432，以產生脈沖信號603。
最后，可以明白，本發明是以其最佳實施例而說明的，在不脫離所附權利要求書范圍的前提下可以作各種不同的修改。
權利要求
1．一種開關電路，包括一個第一節點，用于接收一個第一電壓；一個第二節點502，用于提供一個輸出；一個第三節點，用于接收一個第二電壓；一個電容506，耦合在所述第二節點502與第三節點之間；用于對電容506間歇充電的裝置，以從所述第二節點502提供一個第一輸出電壓；和一個開關501，連接在所述第一節點與第二節點502之間，用于當打開時將所述第二節點502與所述第一節點隔離，并且當關閉時使所述電容506放電，以提供一個第二輸出電壓。
2．如權利要求1所述的開關電路，其特征在于，它還包括一個與所述第二節點502連接的緩沖器510。
3．如權利要求1所述的開關電路，其特征在于，它還包括一個與所述第二節點502連接的鎖存器510。
4．如權利要求3所述的開關電路，其特征在于，所述鎖存器510是一個施密特觸發器鎖存器。
5．如權利要求1至4的其中任一所述的開關電路，其特征在于，所述用于對電容506間歇充電的裝置包括一個第二開關508，用于根據一個控制信號603將所述第二節點502連接至一個電壓源VDD。
6．如權利要求5所述的開關電路，其特征在于，所述控制信號603是一個脈沖信號。
7．如權利要求6所述的開關電路，其特征在于，一個脈沖的持續時間基本上小于各脈沖之間的周期。
8．如權利要求7所述的開關電路，其特征在于，所述脈沖的持續時間為其周期的1/500。
9．如權利要求5至8的其中任一述的開關電路，其特征在于，所述脈沖的持續時間最好約為一毫秒。
10．如權利要求5所述的開關電路，其特征在于，所述電壓源VDD是一個正電壓，并且所述第一和第二電壓最好接地。
11．如權利要求1至10的其中任一所述的開關電路，其特征在于，所述電容506包括雜散電容。
12．如權利要求1至11的其中任一所述的開關電路，其特征在于，它包括一個電容器，用于形成所述電容506的至少一部分。
全文摘要
一種開關電路,包括:一個第一節點,用于接收一個第一電壓;一個第二節點(502),用于提供一個輸出;一個第三節點,用于接收一個第二電壓;一個電容(506),耦合在所述第二節點(502)與第三節點之間;用于對電容(506)間歇充電的裝置。以從所述第二節點(502)提供一個第一輸出電壓;和;一個開關(501),連接在所述第一節點與第二節點(502)之間,用于當打開時將所述第二節點(502)與所述第一節點隔離,并且當關閉時使所述電容(506)放電,以提供一個第二輸出電壓。
文檔編號H03K17/687GK1296667SQ9980452
公開日2001年5月23日 申請日期1999年3月30日 優先權日1998年3月30日
發明者S·特奧巴爾德 申請人:阿斯特拉曾尼卡有限公司