CN101234560B - 感热头驱动ic及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

感热头驱动IC及其控制方法。提供了一种用于为每个均由驱动MOS晶体管控制的多个加热电阻器提供电压的感热头驱动IC，其包括用于使所述多个驱动MOS晶体管的衬底和源极之间电接通和电断开的开关。在启动所述多个加热电阻器的情况下，所述多个驱动MOS晶体管导通，并且所述开关断开，使所述衬底浮置。结果，衬底电势通过在接近漏极的高电场耗尽区内生成的衬底电流相对于源极正向偏置，并且寄生双极性晶体管导通，由此使所述多个驱动MOS晶体管和所述寄生双极性晶体管均导通。在不启动所述多个加热电阻器的情况下，提供使所述多个驱动NMOS晶体管截止的信号，并且接通所述开关。

Description

感热头驱动IC及其控制方法
技术领域
本发明涉及用于控制多个加热电阻器的启动的感热头驱动集成电路(IC)。
背景技术
图2是示出了常规感热头驱动IC的例子的电路图。
在所述感热头驱动IC中，加热电阻器2连接至加热电阻器电源1，并且加热电阻器2连接至感热头驱动IC的输出端子3。驱动NMOS晶体管5设置在输出端子3和地4之间。在驱动NOMS晶体管5的栅极端子6被设置为高电平时，驱动NMOS晶体管5导通，电流流经加热电阻器2，以生成热量。此外，在驱动NMOS晶体管5的栅极端子6被设置为低电平时，驱动晶体管5截止，没有电流流经加热电阻器2，因而不生成热量。
如果在驱动NMOS晶体管5导通并且电流流经加热电阻器2以生成热量时，驱动NMOS晶体管5的导通电阻高，那么在驱动NMOS晶体管5内将产生电压降，从而导致施加至加热电阻器2的电压下降，最终导致加热不足。尽管驱动NMOS晶体管5的沟道宽度的增大将降低驱动NMOS晶体管5的导通电阻，但是感热头驱动IC的芯片尺寸也会变大，从而导致成本增加的问题。
为了在不增大MOS晶体管的沟道宽度的情况下增加其驱动能力，在现有技术中，例如公开了这样一种方法，其通过施加电压使得MOS晶体管的衬底电势相对于源极沿PN二极管的正向偏置，由此导通寄生双极性晶体管(例如，参考JP 2004-15402A)。
但是，在相对于源极沿正向来偏置MOS晶体管的衬底电势的方法中，必然要为寄生双极性晶体管提供偏置电流，以便使衬底偏置。因此，将产生新的问题，即，IC的电流消耗增大。寄生双极性晶体管具有大基极宽度，并且与标准的双极性晶体管相比，其hFE变得相当大，因而电流消耗的增大变成了主要问题。
发明内容
为了解决上述问题，在根据本发明的感热头驱动IC中将采取下述措施。
一种用于通过对应于每个加热电阻器的多个驱动MOS晶体管来控制多个加热电阻器的启动的感热头驱动IC，其包括用于使所述多个驱动NMOS晶体管中的每个的衬底和源极之间电接通和电断开的开关，其中：在向选定的加热电阻器提供电压的情况下，提供有用于导通选定的驱动MOS晶体管的信号，并且对应的开关断开；在不选择所述多个加热电阻器的情况下，提供有用于使所述多个驱动MOS晶体管截止的信号，并所述开关接通。
一种用于控制为多个加热电阻器提供电压的感热头驱动IC的方法，包括：向每个均连接至所述多个加热电阻器中的第一对应加热电阻器的多个驱动MOS晶体管中的选定元件提供第一信号，使之导通；断开附在所述多个驱动MOS晶体管中的所述选定元件的每个上的开关，所述开关用于使所述多个驱动MOS晶体管中的每个的衬底和源极之间电接通和电断开；向每个均连接至所述多个加热电阻器中的第二对应加热电阻器的所述多个驱动MOS晶体管中的未选定元件提供第二信号，使之截止；以及接通附在所述多个驱动MOS晶体管中的未选定元件的每个上的所述开关。
通过本发明，在启动加热电阻器时，通过在接近漏极的耗尽区的高电场内所生成的衬底电流使衬底电势相对于源极正向偏置，这是因为驱动MOS晶体管被导通，并断开了用于使所述多个MOS晶体管的衬底和源极之间接通和断开的对应开关，从而使衬底电势浮置，由此使得寄生双极性晶体管导通。结果，所述多个驱动MOS晶体管和寄生双极性晶体管均导通，进而允许在不增大芯片尺寸的情况下提高驱动能力。此外，与在IC内提供电流以使衬底正向偏置的现有技术的情况的不同之处在于，IC的电流消耗没有增大。
附图说明
在附图中：
图1示出了根据本发明的感热头驱动IC的例子的电路图；以及
图2示出了常规感热头驱动IC的例子的电路图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明第一实施例的感热头驱动IC的电路图。
实际的IC包括多个加热电阻器2和对应于所述多个加热电阻器2的多个驱动MOS晶体管5。在这种情况下，将参考附图描述所述多个加热电阻器2其中之一和所述多个MOS晶体管其中之一，但是其他加热电阻器2和其他驱动MOS晶体管5所具有的结构与下文描述的相同。
存在于所述IC之外的加热电阻器电源1和与之连接的加热电阻器2通过设置在所述IC的表面上的驱动NMOS晶体管输出端子3连接至所述IC内的驱动NMOS晶体管5的漏极。驱动NMOS晶体管5的源极连接至地4。输入至栅极端子6的信号控制驱动NMOS晶体管5的导通和截止，由此控制经过加热电阻器2的电流流动。此外，还设置了开关7，其使驱动NMOS晶体管5的衬底与源极接通或断开。
在向加热电阻器2施加电压的情况下，将栅极端子6设置为高电平，以导通驱动NMOS晶体管5，并断开设置在驱动NMOS晶体管5的衬底和地4之间的开关7。电子流经驱动NMOS晶体管5的沟道，并且受到漏极电场加速的一部分电子激发了处于价带的电子，从而生出了流入衬底的空穴。由于断开了开关7，因此衬底的电势变得高于源极的电势，从而能够容易地使NPN型寄生双极性晶体管导通。在NPN型寄生双极性晶体管导通时，与只有驱动NMOS晶体管导通的情况相比，导通电阻变得极低，由此为加热电阻器2提供了足够的电流。
在不启动加热电阻器2的情况下，将栅极端子6设置为低电平，以使驱动NMOS晶体管5截止，并接通设置在驱动NMOS晶体管的衬底和地之间的开关7。衬底的电势接近源极的电势，因而能够使NPN型寄生双极性晶体管容易地截止。
在这一实施例中，即使在寄生双极性晶体管导通并且导通电阻变得极低的情况下，电流的最大值仍由加热电阻器限制，因为电流被提供给了加热电阻器2。相应地，在本发明中，在加热电阻器2的电阻和加热电阻器电源1的电压得到适当设置时，能够避免驱动NMOS晶体管5因极大的电流量而引起的击穿。

Claims (2)

1.一种用于为多个加热电阻器提供电压的感热头驱动IC，包括：
每个均连接至所述加热电阻器之一的多个驱动MOS晶体管；以及
附在所述多个驱动MOS晶体管中的每个上的开关，其用于使所述多个驱动MOS晶体管中的每个的衬底和源极之间电接通或电断开，
其中：
在启动所述多个加热电阻器中的选定加热电阻器的情况下，向所述多个驱动MOS晶体管中的对应驱动MOS晶体管提供信号以使之导通，并且附在所述多个驱动MOS晶体管中的所述对应驱动MOS晶体管的每个上的所述开关断开；并且
在不启动所述多个加热电阻器中的选定加热电阻器的情况下，向所述多个驱动MOS晶体管中的对应驱动MOS晶体管提供信号以使之截止，并且附在所述多个驱动MOS晶体管中的所述对应驱动MOS晶体管的每个上的所述开关接通。
2.一种控制用于为多个加热电阻器提供电压的感热头驱动IC的方法，其中所述多个加热电阻器中的每一个连接到一个驱动MOS晶体管，所述方法包括：
向与所述多个加热电阻器中将被启动的加热电阻器连接的选定驱动MOS晶体管提供第一信号，使所述选定驱动MOS晶体管导通；
断开附在所述选定驱动MOS晶体管中每个上的开关，所述开关用于使所述选定驱动MOS晶体管中每个的衬底和源极之间电接通或电断开；
向与所述多个加热电阻器中将不被启动的加热电阻器连接的未选定驱动MOS晶体管提供第二信号，使所述未选定驱动MOS晶体管截止；以及
接通附在所述未选定驱动MOS晶体管中每个上的开关。
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