CN103151944A - 用于芯片上交流直流转换的自启动晶体管全波整流器 - Google Patents

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Abstract

基于晶体管的全波桥式整流器非常适合低交流输入电压应用，如射频识别（RFID）装置接收到的电压。由于桥式二极管而引起的电压降可以得到避免。四个p-沟道晶体管安排成桥式在交流输入端，产生一个内部电源电压。一个比较器接收该交流输入并控制升压驱动器的时序，升压驱动器利用高于峰值交流电压的提升电压交替驱动四个p-沟道晶体管的栅极。四个二极管接法晶体管与四个p-沟道桥式晶体管并联，在初始启动阶段传导电流，然后比较器和升压驱动器再运行。衬底在桥的电源电压那一半边连接到电源电压，在桥的接地那一半边连接到交流输入，以便完全断开晶体管，防止反向电流流动。该晶体管桥可以集成到系统芯片上。

Description

用于芯片上交流直流转换的自启动晶体管全波整流器
【技术领域】
本发明涉及整流器，特别涉及没有二极管电压降的使用晶体管的桥式整流器。
【背景技术】
广泛使用的最小的电子设备之一是射频识别（RFID）标签。它不需要使用电池电力，电力是从外部来源提供的，如RFID读取器或扫描器。RFID标签或设备上的小型天线从RFID读取器接收无线电波。接收到的RF电波被模拟前端（AFE）整形修正，产生一个电源电压。AFE也从RFID读取器中提取一个载有指令或命令的编码信号。
图1显示一个通过修正接收到的RF电波而产生电力的RFID设备。匹配网络104连接到RFID设备上一个小型天线。接收到的RF信号被应用到RF模拟前端102内的整流器108上。整流器108产生电源电压和电流，其为RF模拟前端102、数字基带106、RFID处理器110提供电力。它们可以集成在一个单独的硅芯片上，也可以是分离的芯片。RF模拟前端102也从RF载波上提取一个信号，其可以使用简单的NRZ编码或使用更复杂的编码机制进行编码。
图2A显示一个现有技术的二极管桥式整流电路。交流电源114产生一个交替波如在其AC+、AC-端的正弦波。全波整流桥式电路由二极管116、118、120、124连接在AC+、AC-端而形成。负载112连接在中间节点VDD、VSS之间。负载112可以是电阻或可以是由VDD供电的表示大型电气系统负载的等效负载。
在AC波的第一相位期间，当AC+为正、AC-为负时，电流从AC+经过二极管118到VDD，然后经过负载112到VSS，最后经过二极管124到AC-。在AC波的第二相位期间，当AC+为负、AC-为正时，电流从AC-经过二极管120到VDD，然后经过负载112到VSS，最后经过二极管116到AC+。
通常交流电源114是诸如来自120伏墙上电源插座的交流电流。但是，小型电气系统诸如RFID设备是由接收到的RF信号供电的。因为天线很小，接收到的RF信号也很弱，产生相当小的电压。也许只有几伏。
由于二极管内的p-n结，每个二极管116、118、120、124都产生一个大约0.5到0.8伏的电压降。因此在第一相位的峰值时，VDD是一个低于AC+以下的二极管电压降，VSS是一个高于AC-以上的二极管电压降。
图2B显示当使用图2A的二极管整流器进行整流时的二极管电压降。电源电压VDD（实线）是由全波AC+（虚线）和AC-（未显示）产生的一个整流波形。因为交流电流经过两个二极管，VDD被降低了两个二极管结的电压降，即2*VT。
当使用图2A的二极管桥式整流器作为图1所示RFID系统的整流器108时，来自匹配网络104的RF信号必须在峰值电压上至少要比期望的VDD高2*VT，期望的VDD需要给诸如RFID处理器110的电路供电。当添加一个电力电容器到VDD上以平滑或平均化所述整流波而产生一个更稳定的VDD时，会出现进一步的电压损耗。这就需要一个更大的天线来获得足够的RF能量，以产生足够大的交流电压。当然，更大的天线是不受欢迎的。
二极管桥式整流器可能由分立的二极管形成，而不是集成在和RF模拟前端102同一个硅基板上。这也是不受欢迎的，因为分立的二极管增加了RFID设备的成本和尺寸。
期望能有一个不使用分立二极管的全波整流器。使用普通晶体管诸如互补金属-氧化物半导体（CMOS）晶体管的整流器是受欢迎的，因此整流器可以集成在一个较大系统芯片或AFE上。使用晶体管而不是二极管的全波桥式整流器是可以避免由于二极管p-n结造成的电压降。也期望能有用于芯片上交流-直流转换器的整流器，期望能够在一个非常小的交流电压上运行。也期望能有自启动晶体管整流器。
【附图说明】
图1显示一个RFID装置，其通过整形接收到的RF波而产生电力。
图2A显示现有技术的二极管整流器桥式电路。
图2B显示当使用图2A的二极管整流器进行整流时产生的二极管电压降。
图3A-B突出显示晶体管全波桥式电路的运行。
图4是用于低压应用的基于晶体管的桥式整流器示意图。
图5是更详细的晶体管桥示意图。
图6是描述图4的整流器电路运行的波形图。
图7是升压驱动器的示意图，如图4中的升压驱动器32。
【发明详述】
本发明涉及改进的低压整流器。以下描述使本领域技术人员能够依照特定应用及其要求制作和使用在此提供的本发明。所属领域的技术人员将明了对优选实施例的各种修改，且本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明不希望限于所展示和描述的特定实施例，而是应被赋予与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。
图3A-B显示晶体管全波桥式整流器的运行。在图3A中，在第一相位P1期间，在电压上AC+为正，AC-为负。控制电路130检查AC+或AC-，产生栅控信号A、B。在相位P1期间，栅控信号A是活动状态的，栅控信号B是非活动状态的。栅控信号A接通晶体管10、12，使得电流从AC+经过晶体管10、负载112和晶体管12到达AC-。晶体管14、16保持断开，因为B是非活动状态的。
在图3B，在第二相位P2期间，在电压上AC+为负，AC-为正。控制电路130检查AC+或AC-，产生非活动状态的栅控信号A和活动状态的栅控信号B。栅控信号B接通晶体管14、16，使得电流从AC-经过晶体管14、负载112和晶体管16到达AC+。晶体管10、12保持断开，因为A是非活动状态的。
在两个相位上，流过负载112的电流的方向是相同的，都是从VDD到VSS。VSS是内部接地，其可以直接连接或者不直接连接到外部交流接地。因此在两个相位都提供有电流。控制电路130提供时序给栅控信号A、B，也使用电荷泵或电压升压电路去提升它们的高电压。因为使用了晶体管而不是二极管，避免了图2A-B的p-n结二极管电压降。可以使用一个较低的交流电压输入来给电路如RFID设备供电。
图4是用于低电压应用的基于晶体管的桥式整流器的示意图。交流输入41可以是来自RFID读取器的在一个小型天线上接收的RF信号。交流信号在峰值电压上可以是非常低的，如+/-3伏。
比较器30在其反相输入端接收AC+，在其同相输入端接收一个外部交流接地。当AC+低于外部接地时（即相位P2期间），比较器30产生控制输出CB为高。升压驱动器（Boost driver）32反转CB而产生栅控信号NGB。
比较器30的反相输出是控制信号CA，其被升压驱动器34反转而产生栅控信号NGA。比较器30和升压驱动器32、34都由VDD供电，VDD由p-沟道晶体管20、22、24、26的桥式整流器产生。比较器30和升压驱动器32、34也都连接到外部交流接地。
图3A-B显示的栅控信号A、B是低电平活动状态信号NGA、NGB。栅控信号NGA被施加到p-沟道晶体管20、22的栅极上，而栅控信号NGB被施加到p-沟道晶体管24、26的栅极上。
当AC+是正，AC-是负时，即在相位P1期间，比较器30驱动CB至低，驱动CA至高。升压驱动器32驱动NGB至高，而升压驱动器34驱动NGA至低，接通p-沟道晶体管20、22。电流从AC+流经晶体管20、负载112、和晶体管22到AC-。晶体管24、26被驱动至高的NGB关断。
当AC+是负，AC-是正时，即在相位P2期间，比较器30驱动CA至低，驱动CB至高。升压驱动器34驱动NGA至高，而升压驱动器32驱动NGB至低，接通p-沟道晶体管24、26。电流从AC-流经晶体管24、负载112、和晶体管26到AC+。晶体管20、22被驱动至高的NGA关断。
在启动阶段，当交流电最初施加到该电路上时，VDD还没有上升到一个相当高的电压去供电给比较器30和升压驱动器32、34。栅控信号NGA、NGB也没有被一个足够大的电压驱动而产生一个穿过p-沟道晶体管20、22、24、26的并大于晶体管阈值电压Vtp的栅极-源极电压降。因此p-沟道晶体管20、22、24、26在最初的启动阶段保持关断。
在所述初始启动阶段时间内，由二极管接法晶体管40、42、44、46（Diode-connected transistor）提供整流，这形成了第二个桥，与p-沟道晶体管20、22、24、26平行。因为栅极和漏极是连接在一起的，一旦AC+或AC-超过内部VDD大约0.5-0.8伏的二极管结电压，二极管接法晶体管40、42、44、46开始传导，这时VDD仍然很低。
例如，在启动阶段的相位P1，当AC+大于+0.8伏，且AC-小于–0.8伏时，当VDD和VSS还在0伏左右时，p-沟道二极管接法晶体管40接通。二极管接法晶体管42也接通。电流从AC+，经过晶体管40、负载112和晶体管42到AC-。在启动阶段，AC+经过几个周期缓慢上升，VDD能上升超过VSS。最终AC+足够大，VDD达到一个足够高的电压，使得比较器30和升压驱动器32、34能够运行，而且p-沟道晶体管20、22、24、26能够开始接通和断开。一旦p-沟道晶体管20、22、24、26开始运行，穿过它们沟道的电压降就下降到低于二极管结电压，二极管接法晶体管40、42、44、46就断开。
升压驱动器32、34中的升压器驱动NGA、NGB到一个高于VDD的电压，使得p-沟道晶体管20、22、24、26完全断开。
图5是更详细的晶体管电桥示意图。VDD和VSS之间的负载112可以是一个虚负载，表示一个大芯片诸如RF模拟前端102里的晶体管负载。可以在VDD和外接地之间（或VDD和VSS之间）添加电力电容器90，以平滑整流波输出的周期变化，从而产生一个更稳定的具有更少纹波（ripple）的VDD。
p-沟道晶体管20、24、40、44的本体（bulk）、衬底（substrate）或井连接（well connections）都连接到VDD。电流从AC+或从AC-经过这些晶体管到VDD。当这些晶体管20、24、40、44断开时，AC+或AC-就有一个相当大的负电压。VDD比这些电压高很多，因此对于这种偏压情况，VDD被认为是源极端（source terminal）。所以对于断开的情况，体端（bulkterminals）被连接到源极和漏极端的正电压上。
p-沟道晶体管26、46的体端连接到AC+。当AC+为负时，电流从VSS经过这些晶体管到AC+。当这些晶体管26、46断开时，AC+就有一个相当大的正电压，而源极端保持内部接地。因此对于断开的情况，体端就连接到源极和漏极端的正电压上。
p-沟道晶体管22、42的体端连接到AC-。当AC-为负时，电流从VSS经过这些晶体管到AC-。当这些晶体管22、42断开时，AC-就有一个相当大的正电压，而源极端保持内部接地。因此对于断开的情况，体端就连接到源极和漏极端的正电压上。
在初始启动阶段，比较器30和升压驱动器32、34还没有上电，并不驱动p-沟道晶体管20、22、24、26的栅极，所以p-沟道晶体管20、22、24、26没有接通。相反，二极管接法晶体管40、42、44、46接通，因为它们不需要一个栅极驱动电路去驱动，它们的栅极连接到它们的漏极。一旦内部电源上升大约1伏，比较器30和升压驱动器32、34就运行以驱动p-沟道晶体管20、22、24、26的栅极。一旦p-沟道晶体管20、22、24、26开始在线性区域导通，它们的导通就会驱动漏极－源极电压更低。当漏极－源极电压低于晶体管阈值时，饱和晶体管（二极管接法晶体管40、42、44、46）就断开，就只有p-沟道晶体管20、22、24、26导通。因此在此桥式整流电路里就不再有任何二极管电压降了。
图6是描述图4整流电路运行的波形图。在此例子里，初始阶段时，AC+、AC-有一减小的电压波幅，但是当初始阶段过去后，AC+、AC-就是大约＋3伏到–3伏的完全波幅。启动周期可能比显示的还要多很多，而且电压波幅会在这些启动周期里逐渐增加。
刚开始，二极管接法晶体管40、42、44、46运行，而p-沟道晶体管20、22、24、26断开，使得VDD上升。在该阶段，CA、CB、NGA、NGB不会翻转，这在图中没有显示，但是在波形图左侧之前是这样的。一旦VDD达到约1伏时，比较器30和升压驱动器32、34就开始运行。
比较器30比较AC+和地，在第一相位P1阶段，产生CA为高，CB为低，在第二相位P2阶段，产生CA为低，CB为高。在启动阶段随着VDD上升，这些电压会逐渐振荡上升直到VDD达到2.2伏，它们也就振荡到2.2伏高。
升压驱动器32、34驱动NGA、NGB在地电位（0伏）和约4伏（其高于VDD和峰值交流电压）之间振荡（swing）。该上升的栅极电压确保p-沟道晶体管20、22、24、26完全断开，甚至当AC+或AC-高于VDD或低于VSS时也是这样。请注意内部接地VSS可能会关于外部交流接地而浮动。
VDD’显示的是当没有连接电力电容器90时的VDD。整流波在0到3伏之间振荡。没有二极管电压降。AC+振荡到峰值3伏，VDD的整流波也一样。VDD’和VDD在启动周期内逐渐上升，直到达到一个稳态值。VDD’可能不是一个真正的电路节点，但是有助于清晰描述。
VDD显示的是连接有电力电容器90的影响。在实际的电路里，电力电容器90很可能是一个，或者是多个片上电容器（on-chip capacitor）、寄生电容、或片外电容器（off-chip capacitor）、或各种组合。VDD和地电位之间的电容在VDD’峰值期间存储电荷，在交流信号的交界点期间释放电荷。因此VDD电压被电力电容器90变平滑了或滤波了。在此例子中，从峰值3伏的交流电压得到了平均大约2.2伏的VDD。其他的交流电压和电路设计可以得到其他的VDD值。为了得到一个期望的目标VDD，电路设计者可以模拟和调整电路组件。
图7是升压驱动器的示意图，如图4中的升压驱动器32。控制信号CA从地电位脉动到VDD，被连接在VDD和地之间的p-沟道晶体管54和n-沟道晶体管56反转，产生节点C3。控制信号CA在泵电容器62上泵浦（pump），而节点C3在泵电容器64上泵浦，但是是相反的相位。泵电容器62、64上的泵浦被连接到节点C1、C2，其有n-沟道晶体管50、52作为交叉耦合负载。这形成了双稳态元件。
当C3接地时，在泵电容器64另一侧的节点C2就通过n-沟道晶体管52而被驱动到VDD，n-沟道晶体管52的栅极通过泵电容器62而泵浦到更高，因为CA为高。然后当C3从地电位上升到VDD时，晶体管52断开，节点C2被泵电容器64推高到VDD之上。因为C3和C2都是高，CA是低，所以n-沟道放电晶体管58就关断，p-沟道通过晶体管60就因为其栅极上的低CA而接通，使得节点C2上的上升电压通过而到达栅控信号NGA。
当CA又上升时，n-沟道放电晶体管58接通，将栅控信号NGA拉到地电位。高的CA将断开p-沟道通过晶体管60，隔离节点C2，防止其丢失电荷。因此节点C2可以在几个周期上都泵浦（pump up）。能得到的上升电压电平取决于多个设计标准，如电容比、寄生电容、晶体管尺寸、和由AC+、AC-确定的控制信号CA的频率。
p-沟道通过晶体管60的体端连接到节点VSUB，其可以由类似的电荷泵或升压电路产生，如复制的泵电容器62、64和晶体管50、52、54、56，那么复制的节点C2就是节点VSUB。该复制电路还是由控制信号CA驱动。
【其他实施例】
发明人还想到了几个其他实施例。例如，n-沟道晶体管可以代替p-沟道晶体管用于晶体管20、22、24、26和二极管接法晶体管40、42、44、46，以及相反（相补）的控制信号和电压。
可以产生单独的信号去驱动每个p-沟道晶体管20、22、24、26的栅极。也可以添加额外的升压驱动器32、34用于单独驱动栅控信号。内部接地会关于外部接地而浮动，当VSS并不正好等于外部接地时，p-沟道晶体管20、22、24、26会接通或断开。当内部接地是硬连线到外部接地时，当p-沟道晶体管22、26不是在线性区域接通、但是在饱和区域有一个二极管电压降时，可能会有一些偏压情况。或者，平行的二极管接法晶体管会接通。上升电压的范围可以调整，如向下振荡到-1伏而不是0伏，以便完全接通晶体管22、26。而且，晶体管22里的寄生源极－体二极管可以接通以钳住VSS到接近0伏。
比较器30可以连接到AC-而不是AC+。比较器30也可以不是和地电位相比较，而是使用另一个固定电压作为参考电压。可以使用一个共模电压如AC+和AC-之间的一个平均值作为比较器30的参考输入。比较器30和升压驱动器32、34可以连接到外部交流接地，或者连接到共模电压、或者连接到内部接地VSS、或者连接到另一个电压。可以有几个内部接地母线，如用于数字接地、模拟接地、I/O接地等。这些接地可以通过电阻或电容相互隔离，或者可以连接在一起，如接近一个接地引脚或外部连接。
虽然已经描述了正弦波的交流输入，但是交流输入也可以是方波、不规则波、调制波、或者其他波形。这些波可以随着周期不同而变化，例如当载有编码信息时。
升压驱动器32、34可以使用其他电荷泵电路或电压提升方法。虽然已经显示了使用二极管接法晶体管40、42、44、46的全波二极管桥来提供启动，但是也可以替换为半波整流器。也可以使用其他初始化方法。虽然已经显示了体连接（bulk connection），但是也可以替换为其他体连接，如连接所有衬底到一个固定电压，该固定电压例如来自一个衬底偏压发生器（substrate-bias generator）。
虽然已经显示了一个RFID装置的应用，但是该低电压整流器也可以用于其他应用，特别是那些有一个非常低的交流电压作为输入的应用，不管该交流电压最终是来自一个接收到的RF，还是其他频率信号，或者来自其他来源。RFID装置可以有其他不同于图1显示的方框图。比较器30可以是一个运算放大器、一个差分放大器、一个电流导引放大器（current steering amplifier）、或者其他类型放大器。比较器30可以是一个具有较好输出摆幅的高增益差分放大器，或者是其他类型的放大器或比较器。比较器30可以有一对p-沟道差分晶体管，每个都通过n-沟道晶体管诸如一个电流镜而连接到地，一个p-沟道尾晶体管连接到VDD。
所显示和描述的电压仅仅是一个例子。可以使用其他数值的AC+、AC-，其他晶体管特征和尺寸也可以导致其他数值的VDD和内部节点。电力电容器90可以是外部的或内部的，而且可以包括寄生电容。可以添加隔直电容器到AC+和AC-输入上，以阻止直流电流。
施加在p-沟道晶体管20、22、24、26栅极上的上升栅电压是为了使这些晶体管在线性区域传导，其发生在当该栅电压等于至少一个晶体管阈值电压时，对于p-沟道晶体管来说，阈值要低于源极电压和漏极电压的最小值。由于二极管接法晶体管40、42、44、46的栅极和漏极连接在一起，所以它们在饱和区域传导。也可能有时间和条件是这些晶体管在其他模式上运行，如子阈值传导或在过渡期间。
因为一些工艺或过程，可以使用n沟道晶体管，而不是p沟道晶体管（或者相反），而且因为各种目的，可以添加逆变器、缓存、电容器、电阻器、门、或其他组件在一些节点上，以便稍稍调整该电路。通过在前沿阻隔单元（leading-edge blocking units）中增加延迟线或通过控制延迟，可以调整时序。也可以添加脉冲产生器。比较器的反相输入和同相输入可以反转，输出的极性也反转。启用和停用所述电路可用额外晶体管或以其它方式实现。可添加传送门晶体管或传输门以用于隔离。开关可以通过n沟道或p沟道晶体管来实施，或者通过并联p沟道和n沟道晶体管的传输门来实施。可以添加输入电阻器和/或电容器到AC+、AC-、或其他节点上，或使用更复杂的输入滤波器。对于高电压应用，该桥可以使用横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）晶体管或微机电开关（MEMS）以及类似的控制机制。
比较器可以使用其他拓扑结构，如折叠级联，电流镜，具有一差分对、折叠级联或电流镜作为第一阶段的两阶段运算放大器，或者具有一差分对、折叠级联或电流镜作为第一阶段的多阶段运算放大器。虽然已经显示了一阶段，但是可以使用两阶段或多阶段，而且可以添加缓存、电平移动、时钟、断电、或其他阶段。虽然已经描述了具有p沟道差分晶体管的比较器，但是p沟道和n沟道晶体管可以互换，电路可以翻转而使用n沟道差分晶体管、尾晶体管、和p沟道电流导引。偏压电压也可以调整。
本发明背景技术部分可含有关于本发明的问题或环境的背景信息而非描述其它现有技术。因此，在背景技术部分中包括材料并不是申请人承认现有技术。
本文中所描述的任何方法或工艺为机器实施或计算机实施的，且既定由机器、计算机或其它装置执行且不希望在没有此类机器辅助的情况下单独由人类执行。所产生的有形结果可包括在例如计算机监视器、投影装置、音频产生装置和相关媒体装置等显示装置上的报告或其它机器产生的显示，且可包括也为机器产生的硬拷贝打印输出。对其它机器的计算机控制为另一有形结果。
已出于说明和描述的目的呈现了对本发明实施例的先前描述。其不希望为详尽的或将本发明限于所揭示的精确形式。鉴于以上教示，许多修改和变型是可能的。希望本发明的范围不受此详细描述限制，而是由所附权利要求书限制。

Claims (20)

1.一个基于晶体管的桥式整流器，包括：
第一交流输入；
第二交流输入；
一个比较器，其比较所述第一交流输入和一个参考值，以产生一个时序信号；
第一升压驱动器，其由所述时序信号控制，用于产生第一栅信号，所述第一栅信号被提升到一个电压，该电压高于所述第一交流输入的峰值电压；
第二升压驱动器，其由所述时序信号控制，用于产生第二栅信号，所述第二栅信号被提升到一个电压，该电压高于所述第一交流输入的峰值电压；
第一前向晶体管，其晶体管栅极接收所述第一栅信号，用于在所述第一交流输入和一个内部电源节点之间传导电流；
第一反向晶体管，其晶体管栅极接收所述第二栅信号，用于在所述第一交流输入和一个内部接地节点之间传导电流；
第二前向晶体管，其晶体管栅极接收所述第二栅信号，用于在所述第二交流输入和所述内部电源节点之间传导电流；
第二反向晶体管，其晶体管栅极接收所述第一栅信号，用于在所述第二交流输入和所述内部接地节点之间传导电流；
第一前向二极管接法晶体管，其晶体管栅极连接到晶体管源极/漏极节点，用于在所述第一交流输入和所述内部电源节点之间传导电流；
第一反向二极管接法晶体管，其晶体管栅极连接到晶体管源极/漏极节点，用于在所述第一交流输入和所述内部接地节点之间传导电流；
第二前向二极管接法晶体管，其晶体管栅极连接到晶体管源极/漏极节点，用于在所述第二交流输入和所述内部电源节点之间传导电流；
第二反向二极管接法晶体管，其晶体管栅极连接到晶体管源极/漏极节点，用于在所述第二交流输入和所述内部接地节点之间传导电流。
2.根据权利要求1所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述第一前向晶体管是一个p-沟道晶体管；
其中所述第一反向晶体管是一个p-沟道晶体管；
其中所述第二前向晶体管是一个p-沟道晶体管；
其中所述第二反向晶体管是一个p-沟道晶体管。
3.根据权利要求2所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述第一前向晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述内部电源节点；
其中所述第一反向晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述第一交流输入；
其中所述第二前向晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述内部电源节点；
其中所述第二反向晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述第二交流输入。
4.根据权利要求3所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述第一前向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管；
其中所述第一反向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管；
其中所述第二前向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管；
其中所述第二反向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管。
5.根据权利要求4所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述第一前向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其晶体管栅极连接到所述内部电源节点；
其中所述第一反向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其晶体管栅极连接到所述第一交流输入；
其中所述第二前向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其晶体管栅极连接到所述内部电源节点；
其中所述第二反向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其晶体管栅极连接到所述第二交流输入。
6.根据权利要求5所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述第一前向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述内部电源节点；
其中所述第一反向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述第一交流输入；
其中所述第二前向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述内部电源节点；
其中所述第二反向二极管接法晶体管是一个p-沟道晶体管，其衬底连接到所述第二交流输入。
7.根据权利要求6所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述第一升压驱动器和所述第二升压驱动器每个都连接到所述内部电源节点和连接到所述内部接地节点或连接到一个外部接地节点；
其中所述第一升压驱动器和所述第二升压驱动器都由所述内部电源节点供电。
8.根据权利要求7所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述比较器接收所述内部电源节点和所述外部接地节点；
其中所述比较器都由所述内部电源节点供电。
9.根据权利要求8所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述时序信号包括一个真时序信号和一个补时序信号；
其中所述真时序信号连接到所述第一升压驱动器，所述补时序信号连接到所述第二升压驱动器。
10.根据权利要求6所述的基于晶体管的桥式整流器，还包括：
一个电力电容器，其连接在所述内部电源节点和所述内部接地节点之间，所述电力电容器产生一个内部电源电压。
11.根据权利要求10所述的基于晶体管的桥式整流器，其中所述参考值是一个外部接地节点；
其中所述比较器比较所述第一交流输入和所述外部接地节点。
12.一个晶体管整流器，包括：
一对交流电压输入，其有第一相位和第二相位；
一个比较器，用于比较其中一个交流输入和一个参考值；
第一升压器，其由所述比较器控制，用于产生第一栅信号，其在一个提升的电压和一个地电位之间交替，所述提升的电压高于所述一对交流电压输入的峰值电压；
第二升压器，其由所述比较器控制，用于产生第二栅信号，其在一个提升的电压和所述地电位之间交替，所述提升的电压高于所述一对交流电压输入的峰值电压；
第一晶体管，其栅极由所述第一栅信号控制以在所述第一相位期间传导，而在所述第二相位期间被切换以隔离，所述第一晶体管在所述第一相位期间在第一交流电压输入和一个内部电源节点之间传导；
第二晶体管，其栅极由所述第一栅信号控制以在所述第一相位期间传导，而在所述第二相位期间被切换以隔离，所述第二晶体管在所述第一相位期间在一个接地和第二交流电压输入之间传导；
第三晶体管，其栅极由所述第二栅信号控制以在所述第二相位期间传导，而在所述第一相位期间被切换以隔离，所述第三晶体管在所述第二相位期间在所述第二交流电压输入和所述内部电源节点之间传导；
第四晶体管，其栅极由所述第二栅信号控制以在所述第二相位期间传导，而在所述第一相位期间被切换以隔离，所述第四晶体管在所述第二相位期间在所述接地和所述第一交流电压输入之间传导；
第一二极管接法晶体管，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第一相位期间在所述第一交流电压输入和所述内部电源节点之间传导，然后所述第一晶体管传导；
第二二极管接法晶体管，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第一相位期间在所述接地和所述第二交流电压输入之间传导，然后所述第二晶体管传导；
第三二极管接法晶体管，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第二相位期间在所述第二交流电压输入和所述内部电源节点之间传导，然后所述第三晶体管传导；
第四二极管接法晶体管，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第二相位期间在所述接地和所述第一交流电压输入之间传导，然后所述第四晶体管传导；
由此，二极管接法晶体管在启动期间传导，直到所述第一、第二、第三和第四晶体管在启动后能够传导。
13.根据权利要求12所述的晶体管整流器，还包括：
一个电源输入到所述比较器、到所述第一升压器、和到所述第二升压器，所述电源输入连接到所述内部电源节点；
一个接地输入到所述比较器、到所述第一升压器、和到所述第二升压器，所述接地输入连接到所述接地。
14.根据权利要求13所述的晶体管整流器，其中所述第一、第二、第三和第四晶体管每个都是p-沟道晶体管。
15.根据权利要求13所述的晶体管整流器，其中所述第一、第二、第三和第四二极管接法晶体管每个都是p-沟道晶体管。
16.根据权利要求13所述的晶体管整流器，其中到所述比较器的所述参考值是所述接地或一个外部接地。
17.根据权利要求13所述的晶体管整流器，其中所述第一晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述内部电源节点；
其中所述第二晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述第二交流电压输入；
其中所述第三晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述内部电源节点；
其中所述第四晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述第一交流电压输入。
18.根据权利要求13所述的晶体管整流器，其中所述第一二极管接法晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述内部电源节点；
其中所述第二二极管接法晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述第二交流电压输入；
其中所述第三二极管接法晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述内部电源节点；
其中所述第四二极管接法晶体管还包括一个衬底节点，其连接到所述第一交流电压输入。
19.根据权利要求13所述的晶体管整流器，还包括：
一个电力电容器，其连接在所述内部电源节点和所述接地之间；
其中所述内部电源节点有一个平均的电源电压，其大约是低于所述一对交流电压输入峰值电压的一个晶体管阈值；
其中所述提升的电压是高于所述峰值电压的至少一个晶体管阈值。
20.一个全波晶体管桥式整流器，包括：
交流输入装置，用于接收一个交流（AC）信号，其在第一AC线路和第二AC线路之间，所述AC信号有一个峰值电压；
比较装置，用于比较所述第一AC线路上的第一AC电压和一个参考电压；
第一电压提升装置，其由所述比较装置控制，用于产生第一栅信号，所述栅信号在一个提升的电压和一个地电位之间交替，所述提升的电压高于所述峰值电压；
第二电压提升装置，其由所述比较装置控制，用于产生第二栅信号，所述栅信号在一个提升的电压和一个地电位之间交替，所述提升的电压高于所述峰值电压；
第一晶体管装置，其由所述第一栅信号控制，用于在所述AC信号的第一相位期间传导，在所述AC信号的第二相位期间隔离，所述第一晶体管装置在所述第一相位期间在所述第一AC线路和一个内部电源节点之间传导；
第二晶体管装置，其由所述第一栅信号控制，用于在所述第一相位期间传导，在所述第二相位期间隔离，所述第二晶体管装置在所述第一相位期间在一个内部接地和所述第二AC线路之间传导；
第三晶体管装置，其由所述第二栅信号控制，用于在所述第二相位期间传导，在所述第一相位期间隔离，所述第三晶体管装置在所述第二相位期间在所述第二AC线路和所述内部电源节点之间传导；
第四晶体管装置，其由所述第二栅信号控制，用于在所述第二相位期间传导，在所述第一相位期间隔离，所述第四晶体管装置在所述第二相位期间在所述内部接地和所述第一AC线路之间传导；
第一二极管接法晶体管装置，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第一相位期间在所述第一AC线路和所述内部电源节点之间传导，然后所述第一晶体管装置开始传导；
第二二极管接法晶体管装置，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第一相位期间在所述内部接地和所述第二AC线路之间传导，然后所述第二晶体管装置开始传导；
第三二极管接法晶体管装置，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第二相位期间在所述第二AC线路和所述内部电源节点之间传导，然后所述第三晶体管装置开始传导；
第四二极管接法晶体管装置，其栅极和漏极连接在一起，用于在启动时所述第二相位期间在所述内部接地和所述第一AC线路之间传导，然后所述第四晶体管装置开始传导；
由此，二极管接法晶体管装置在启动期间传导，直到所述第一、第二、第三和第四晶体管装置在启动后能够传导。
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