CN203490577U - 串联传递调节器和调节电路 - Google Patents

Abstract

在一个实施方案中，一种形成调节电路的方法包括配置输出偏压网络以对于小于阈值电压的输入电压将偏压提供给MOS晶体管，从而使MOS晶体管能够在饱和操作模式下操作。

Description

串联传递调节器和调节电路

技术领域

本实用新型概括来说涉及电子器件，更具体来说，涉及半导体、其结构和形成半导体设备的方法。 

背景技术

在过去，开关电源控制器被设计成交流-直流变换器以在大范围的交流输入电压内操作。交流输入电压可以从约一百二十伏特(120V)rms变化到约四百伏特(400V)rms。为了适应宽范围的输入电压，利用输入调节组件以限制传递到开关电源控制器的电压。通常将滤波电容器用作输入调节组件。滤波电容器一般必须具有非常高的额定电压以便用可以接收的高电压输入电压值操作。高电压电容器是昂贵的且增加了电源系统的成本。电容器也具有有限的功耗，从而增加了功耗且降低了电源系统的效率。 

因此，需要具有一种降低电源系统接收的电压、具有较低成本、降低功耗且提高效率的方法和装置。 

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，提供了一种串联传递调节器，其包含：所述串联传递调节器的输入被配置为接收输入电压；所述串联传递调节器被配置为在所述串联传递调节器的输出上形成输出电压；所述串联传递调节器的MOS晶体管串联耦接在所述输入与所述输出之间，其中所述MOS晶体管在所述MOS晶体管的漏极上从所述输入接收所述输入电压并将电流从所述MOS晶体管的源极传导到所述输出；以及输出 偏压网络，被配置为在所述输入电压小于所述串联传递调节器的阈值电压的条件下，形成大于所述MOS晶体管的栅极-源极饱和电压的栅极-源极电压。 

根据本实用新型的一方面，串联传递调节器进一步包括输入偏压网络，被配置为形成大于所述MOS晶体管的栅极-源极阈值电压的所述栅极-源极电压。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输入偏压网络包括在所述MOS晶体管的栅极与所述输入之间耦接电阻器。 

根据本实用新型的一方面，串联传递调节器进一步包括调节器元件，耦接在所述MOS晶体管的栅极与所述串联传递调节器的电压返回之间。 

根据本实用新型的一方面，所述输出被配置为从PWM调节器接收电压。 

根据本实用新型的一方面，其中在所述输入与所述输出之间串联耦接的所述串联传递调节器的所述MOS晶体管包括被配置为耦接在所述输入与所述PWM调节器的电感器之间的所述MOS晶体管。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输出偏压网络包括耦接在所述串联传递调节器的所述输出与所述输出偏压网络之间的齐纳二极管、与所述齐纳二极管并联耦接的电容器，以及将来自所述电容器的能量耦接到所述MOS晶体管的栅极。 

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于电源控制器的调节电路，其包含：MOS晶体管，其具有栅极、被耦接以接收输入电压的漏极，以及被耦接以形成输出电压的源极；阈值检测电路，其被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极，所述阈值检测电路具有阈值电压；以及输出偏压网络，其被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极，所述输出偏压网络被配置成接收所述输出电压，并对于小于所述阈值电压的输入 电压将偏压提供给所述MOS晶体管的所述栅极。 

根据本实用新型的一方面，调节电路进一步包括输入偏压网络，所述输入偏压网络被配置成将偏压从所述输入电压供应到所述MOS晶体管的所述栅极。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输入偏压网络形成大于所述MOS晶体管的栅极-源极阈值电压的栅极-源极电压。 

根据本实用新型的一方面，感测电路被配置成感测所述MOS晶体管的漏极-源极电压并且对于大于第一值的漏极-源极电压值，禁止所述MOS晶体管。 

根据本实用新型的一方面，其中所述阈值检测电路包括被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极的调节器电路。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输出偏压网络从开关电源接收电压并形成用于所述MOS晶体管的栅极-源极电压。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输出偏压网络被配置成用于耦接到电容器，所述电容器被耦接以从所述开关电源接收所述电压并将电压施加到所述输出偏压网络。 

根据本实用新型的一方面，感测电路进一步包括齐纳二极管，所述齐纳二极管具有被耦接以从所述开关电源接收所述电压的阳极以及被耦接到所述输出偏压网络的阴极，并且其中所述齐纳二极管与所述电容器并联耦接。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输出偏压网络包括被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极的电阻器。 

根据本实用新型的一方面，提供了一种调节电路，其包含：MOS晶体管，串联耦接在所述调节电路的输入与输出之间，其中所述MOS 晶体管在所述MOS晶体管的漏极上从所述输入接收输入电压并在所述MOS晶体管的源极上形成输出电压；阈值电路，被配置具有阈值电压，所述阈值电路配置以使得对于大于所述阈值电压的输入电压，使所述MOS晶体管在线性操作模式下操作；以及输出偏压网络，被配置为将偏压提供给所述MOS晶体管，从而对于小于所述阈值电压的输入电压，使所述MOS晶体管能够在饱和操作模式下操作。 

根据本实用新型的一方面，其中所述输出偏压网络被配置为将所述偏压提供给所述MOS晶体管包括在所述输出电压大于所述阈值电压的条件下，将所述偏压提供给所述MOS晶体管。 

根据本实用新型的一方面，其进一步包括所述调节电路的所述输出被配置为从PWM调节器的电感器接收回扫电压。 

根据本实用新型的一方面，调节电路进一步包括输入偏压网络，被耦接以在所述输出电压小于所述输入电压的条件下对于在零与所述阈值电压之间的所述输入电压的值，将小于所述阈值电压的电压提供给所述MOS晶体管的栅极。 

附图说明

图1示意地图示根据本实用新型的实施方案的具有调节电路的通用实施的电源系统的实施方案的实例； 

图2示意地图示根据本实用新型的另一实施方案的具有调节电路的电源系统的实施方案的实例，所述调节电路为可以用于图1的调节电路的电路的一个示例性实施方案； 

图3示意地图示根据本实用新型的另一实施方案的具有另一调节电路的电源系统的实施方案的实例，所述另一调节电路为可以用于图1的调节电路的电路的一个示例性实施方案； 

图4示意地图示根据本实用新型的另一实施方案的具有另一调 节电路的电源系统的实施方案的实例，所述另一调节电路为可以用于图1的调节电路的电路的一个示例性实施方案；以及 

图5图示根据本实用新型的另一实施方案的包括图2或图3的调节电路的半导体设备的放大平面图。 

为了图解的简单和清晰起见，图中的元件未必按比例绘制，并且除非另有说明，否则不同图中的相同参考符号指示相同的元件。另外，为了描述的简单起见而省略众所周知的步骤和元件的描述和细节。本文所用的载流电极意谓通过设备(例如，MOS晶体管的源极或漏极，或双极晶体管的发射极或集电极，或二极管的阴极或节点)载运电流的设备的元件，并且控制电极意谓通过设备(例如，MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极)控制电流的设备的元件。尽管在本文中将设备解释为某些N通道或P通道设备，或某些N型或P型掺杂区域，但是本领域普通技术人员将了解根据本实用新型，互补设备也是可能的。本领域技术人员将了解，在本文使用的期间、同时和时候与电路操作有关的词并非是意谓在启动动作后立即发生动作的精确的术语，而是意谓可能在初始动作启动的反应之间会有某一小的但合理的延迟(例如，各种传播延迟)。另外，术语“和......同时”意谓至少在启动动作的持续时间的某一部分内发生某一动作。词“近似地”或“大致上”的使用意谓具有预期接近规定的值或位置的参数的元素值。然而，如本领域中众所周知，总是存在防止值或位置被精确叙述的小方差。在本领域中已经确证，根据精确描述的理想的目标，高达至少百分之十(10％)(以及对于半导体掺杂浓度而言高达百分之二十(20％))的方差是合理方差。当参照信号状态使用时，术语“确定”意谓信号的活动状态，并且术语“否定”意谓信号的非活动状态。信号的实际电压值或逻辑状态(例如，“1”或“0”)取决于使用正逻辑还是负逻辑。因此，取决于使用正逻辑还是负逻辑，确定可以是高电压或高逻辑或者低电压或低逻辑，并且取决于使用正逻辑还是负逻辑，否定可以是低电压或低状态或者高电压或高逻辑。在本文中使用正逻辑公约，但是本领域技术人员应理解也可以使用负逻辑公约。在 权利要求书和/或具体实施方式中在元件名称的一部分中使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分类似的元件，并且未必用于以排序或任何其他方式描述时间、空间上的顺序。应理解，这样使用的术语在适当的情况下可交换，并且本文所述的实施方案能够以不同于本文描述或说明的顺序操作。所述的附图仅为说明性的并且并非限制性的。在附图中，为了说明性目的，一些元件的大小可能被夸大并且未按比例绘制。除非另有说明，否则尺寸和相对尺寸不对应于实用新型实践的实际减少。为了附图的清晰起见，将设备结构的掺杂区域图示为具有大体直线边缘和精确的角的拐角。然而，本领域技术人员应理解，由于掺杂剂的扩散和激活，故掺杂区域的边缘一般可能不是直线并且拐角可能不是精确的角。 

具体实施方式

图1示意地图示电源系统100的实施方案的实例，电源系统100接收输入端子12与公共回路端子13之间的输入电压并将调节的直流电压供应给负载109。端子12与端子13之间的输入电压通常是直流电压，例如，作为交流电压的全波或半波整流版本产生的直流电压。调节电路106接收输入电压并提供调节的电压作为节点45上的电路106所形成的输出电压。以通用的方式用虚线识别调节电路106的通用方框图。开关电源控制器108从节点45接收调节的电压并形成用于负载109的调节的直流电压。回扫箝位电路111通常连接在节点45与电路108的电感器之间以帮助释放存储在电感器中的能量。 

电路106一般包括MOS晶体管41、输入偏压电路102、输出偏压电路104和阈值检测电路或阈值电路101。如下文进一步可见，电路106包括串联传递调节器，其具有晶体管41，晶体管41具有栅极、被耦接以(例如，从端子12)接收输入电压的漏极，以及被耦接以形成输出电压的源极；阈值检测电路，其被耦接到MOS晶体管的栅极；以及输出偏压网络(例如，电路104)，其被耦接到MOS晶体管的源极且被配置成对于小于电路106的阈值电压的输入电压，将偏压提供 给MOS晶体管的栅极。对于小于输入电压的输出电压的值，电路102可以在晶体管41的栅极上形成电压。 

图2示意地图示开关电源系统10的实施方案的实例，开关电源系统10为可以用于在图1的描述中解释的电源系统100的电路的一个示例性实施方案。系统10包括电源控制器22，电源控制器22包括开关电源控制器16，开关电源控制器16用于可切换地启用和停用电源开关17。控制器16可以是任何类型的众所周知的开关电源控制器，例如，脉宽调制、频率调制或其他类型的开关电源控制器，并且开关17可以是任何类型的众所周知的电源开关，例如，电源MOS晶体管或双极晶体管。开关17通常连接在端子13与(例如，在节点21处的)变压器18的初级电感器19的一端之间。变压器18通常具有次级电感器20，其连接到整流器和滤波器以将直流电压提供给负载109。回扫箝位电路38通常跨接在电感器19两端以便帮助释放存储在电感器19中的能量。电路38为可以用于在图1的描述中解释的电路111的电路的一个示例性实施方案。 

系统10也包括调节电路23，其为可以用于在图1的描述中解释的电路106的电路的一个示例性实施方案。电路23被配置成类似于电路106的功能。电路23包括类似于图1的电路102的功能的电阻器24、类似于图1的电路101的功能的齐纳二极管28，以及类似于图1的电路104的功能的输出偏压电路33。如下文进一步可见，二极管28的齐纳电压减去晶体管41的Vgs阈值电压的幅值会形成电路22和电路23的阈值电压。电路23也可以包括可选的齐纳二极管29以保护晶体管41不受可能在晶体管41的栅极与源极之间施加的过电压的影响。输出偏压电路33通常包括用于将来自电路38的能量耦接到晶体管41的栅极的电路。在一个实施方案中，输出偏压电路33为电阻器26。在一个实施方案中，电路38包括电容器36、齐纳二极管35和二极管39。 

在操作中，假定已在端子12与端子13之间施加输入电压达某一 时段，并且控制器16正切换使得将变压器18的次级端上的电容器被充电到期望值且也给电容器36和电容器37充电。当控制器16启用开关17时，电流流过晶体管41、电感器19和开关17，由此将能量存储在变压器18中。当控制器16停用开关17时，由于存储在电感器19中的能量引起的回扫特性，节点21上的电压增加到大于节点45上的电压的值。回扫电压使电容器36保持被充电到大于节点45上的电压的值，使得节点34具有比节点45上的电压更正的(例如，相对于端子13更正的)电压。箝位电路38通常被设计成将节点21上的电压限于不会损坏开关17的值。在一个示例性实施方案中，电路38被配置成允许节点34充电到比节点45上的电压大不超过约一百五十伏特(150V)的值。 

晶体管41的操作模式取决于端子12与端子13之间的输入电压相对于电路23的阈值电压的瞬时值。电路23的阈值电压为近似等于二极管28的齐纳电压减去晶体管41的Vgs阈值电压的幅值的输入电压值。只要端子12与端子13之间的输入电压小于电路23的阈值，二极管28就不传导且不影响晶体管41的栅电压。在这些条件下，存储在电容器36中的能量通过电阻器26提供电压，从而形成使晶体管41维持在饱和操作模式下操作的用于晶体管41的Vgs。本文所用的饱和操作模式意指晶体管41的操作模式使得晶体管41的漏极-源极电压(Vds)近似等于导通电阻(Rdson)乘以流过晶体管41的电流，并且线性操作模式意指晶体管41的操作模式使得晶体管41的Vds大于晶体管41的导通电阻乘以流过晶体管41的电流。本领域技术人员将了解，在线性操作模式下，Vds通常比晶体管41的导通电阻乘以流过晶体管41的电流大至少二伏特(2V)或更多。在饱和操作模式下，晶体管41的Vds非常低并且比晶体管41在线性操作模式下操作时的Vds低得多。因此，在饱和操作模式下，相对于端子13的节点45上的电压近似等于输入电压。另外，因为Vds非常低，所以流过晶体管41的电流产生非常低的功耗，比晶体管41在线性操作模式下操作时的功耗低得多。因此，晶体管41中的功耗非常低并且跨晶体管41降 低的电压也非常低。这提供了尽可能大的输出电压并且具有非常低的功耗，从而提高了使用电路23的系统的效率。另外，电路23的成本非常低，这与使用高电压滤波电容器的实施相比降低了系统10的成本。 

如果在端子12与端子13之间的输入电压增加到不小于电路23的阈值电压的值，那么二极管28开始传导并将栅电压(相对于端子13)施加到晶体管41。二极管28将晶体管41的栅极维持在近似二极管28的齐纳电压，并且源极电压变成二极管28的齐纳电压减去晶体管41的Vgs的幅值。由于来自输入12的漏极电压大于定义线性操作的最小Vds，故晶体管41在线性操作模式下操作且将节点45上的电压值调节到大致上二极管28的齐纳电压。在线性操作模式下，晶体管41的Vds大于在饱和操作模式下的Vds，并且晶体管41具有较高的功耗。 

控制器16对开关17的切换使电容器36保持被充电，使得在输入电压要减小到小于电路23的阈值电压时，电路33可用于供应晶体管41的Vgs。 

在启动期间，当首先在端子12与端子13之间施加电压时，电容器14被放电。由于电容器14形成控制器16的操作电压，故控制器16具有被施加的不足的操作电压并且控制器16不切换，使得变压器18的次级端上的电容器与电容器36一起被放电。当在端子12与端子13之间施加电压时，晶体管41的漏极具有比源极高的电压，并且电阻器24将电压施加到栅极，从而形成偏压晶体管41的Vgs以在线性操作模式下操作。启用晶体管41会使晶体管41传导电流并将电压施加到电容器14，从而最后给电容器14充电。当电容器14充分地充电时，控制器16开始操作并可切换地操作开关17。在这个启动操作期间，开关17的切换给电容器36充电。因此，晶体管41的源极电压增加直到变成不大于电路23的阈值电压为止。一旦源极电压达到电路22的阈值电压，就使用输入电压相对于电路22和因此电路 23的阈值电压的值确定晶体管41的操作模式，如上文所解释。 

为了促进电路22的在上文中描述的功能性，电阻器24具有连接到输入12的第一端子和连接到节点30的第二端子。晶体管41具有连接到端子12的漏极、连接到节点30的栅极和连接到输出45的源极。二极管29具有连接到输出45的阳极和连接到节点30的阴极。电阻器26具有连接到节点30的第一端子和连接到节点34的第二端子。二极管28具有连接到节点30的阴极和连接到端子13的阳极。二极管35具有连接到输出45的阳极和连接到节点34的阴极。电容器36具有连接到输出45的第一端子和连接到节点34的第二端子，节点34也连接到二极管39的阴极。二极管39的阳极连接到节点21和开关17的一个端子。开关17的第二端子连接到端子13，并且开关17的控制输入连接到控制器16的开关驱动输出。变压器18的电感器19具有连接到节点21的第一端子和连接到输出45的第二端子。 

图3示意地图示开关电源系统60的实施方案的实例，开关电源系统60为图2的替代实施方案系统10。系统60包括电源控制器62，其为在图2的描述中解释的控制器22的替代实施方案。控制器62也包括调节电路63，其为在图2的描述中解释的电路23的替代实施方案且可以用于在图1的描述中解释的电路106。电路63包括阈值检测电路，其包括适合用作图1的电路101的多个齐纳二极管，例如，二极管68和二极管69。电路63也包括可选的功率降低电路70，其帮助降低电路62的功耗。电路70也可以用作图2的电路22的一部分。电路70包括晶体管71、感测电路和响应时间电容器74。当输入电压小于电路62的阈值电压时，晶体管41在饱和操作模式下操作并且晶体管41的Vds是低的。由电阻器66和电阻器76形成的电阻分压器充当感测晶体管41的Vds的感测电路，并形成代表晶体管41的Vds的晶体管71的基极-发射极电压(Vbe)。选择电阻器66和电阻器76的值使得对于这种操作模式，晶体管71的Vbe太低以致于不能启用晶体管71，因此，晶体管71被关断。在其他实施方案中，感测电路可以使用其他众所周知的感测元件作为电阻分压器的替代或补充。 如果输入电压增加到不小于电路62的阈值电压的值，那么晶体管41在线性操作模式下操作并且晶体管41的Vds增加。增加的Vds增大晶体管71的Vbe，并且如果Vds变得足够大，那么其可以启用晶体管71。启用晶体管71会使晶体管41的栅极和源极短路，从而关断晶体管41。停用晶体管41会进一步降低电路62的功耗并提高系统60的效率。通常选择电阻器66和电阻器76的值使得不启用晶体管71，直到晶体管41的Vds增加到远大于用于在线性操作模式下操作的Vds的值为止。例如，可不启用晶体管71，直到晶体管41的Vds比用于在线性操作模式下操作的Vds大十伏特(10V)或更多为止。如可以看到的，感测电路被配置成感测晶体管41的Vds和对于大于第一值的Vds值而禁止MOS晶体管。因此，电路62可以具有三种操作模式，即，在输入电压小于阈值电压时晶体管41的饱和操作模式、在输入电压比阈值电压大第一数量时的线性操作模式以及在输入电压比阈值电压大大于第一数量的第二数量时的阻止操作模式(其中晶体管71被启用)。当输入电压降低到小于用于在阻止操作模式下操作的值时，晶体管71的Vbe通过电阻器66和电阻器76降低，并且晶体管71再次变成停用的。在停用晶体管71后，晶体管41可以在饱和操作模式或线性操作模式下操作，如在上文所述。本领域技术人员将了解，在一些情况下，可能仅将晶体管41停用一个周期的仅一部分，因为输入电压可能足够大以形成高的Vds，从而启用晶体管71达一个周期的一部分。 

为了提供电路62的这个功能性，电阻器66的第一端子连接到晶体管41的漏极并且电阻器66的第二端子连接到晶体管71的基极。电阻器76的第一端子连接到晶体管71的基极并且电阻器76的第二端子通常连接到晶体管41的漏极、晶体管71的发射极和电容器74的第一端子。电容器74的第二端子连接到晶体管71的基极。晶体管71的集电极连接到晶体管41的栅极和阈值检测电路的输出端子。二极管68的阴极连接到阈值检测电路的输出，并且二极管68的阳极连接到二极管69的阴极，二极管69具有连接到端子13的阳极。 

图4示意地图示开关电源系统80的实施方案的实例，开关电源系统80为图2的替代实施方案系统10。系统80包括电源控制器82，其为在图2的描述中解释的控制器22的替代实施方案。控制器82包括调节电路83，其为在图2的描述中解释的电路23的替代实施方案且可以用于在图1的描述中解释的电路106。电路83包括阈值检测电路，其适合用作图1的电路101。阈值检测电路包括晶体管91、电阻器86-88和齐纳二极管89。当输入电压增加到使二极管89导电的值时，晶体管91可以变成启用的且将晶体管41的栅极保持在节点85处的电阻分压器形成的值。本领域技术人员将了解，替代阈值检测电路可以用于图1的控制器22或图3的控制器62的阈值检测电路。 

为了促进电路82的这个功能性，晶体管91的集电极连接到节点30、发射极连接到端子13，并且基极通常连接到二极管89的阳极和电阻器88的第一端子。二极管89的阴极连接到电阻器87的第一端子和电阻器86的第一端子。电阻器87的第二端子连接到端子13和电阻器88的第二端子。电阻器86的第二端子连接到端子12。 

图5图示形成在半导体晶片96上的半导体设备或集成电路95的实施方案的一部分的放大平面图。电路33可以形成在晶片96上。晶片96也可以包括为了附图的简单起见在图3中未图示的其他电路，例如，电路23和/或电路16。使用本领域技术人员众所周知的半导体制造技术将电路33和设备或集成电路95形成在晶片96上。 

根据所有上述内容，本领域技术人员可以确定：根据一个实施方案，一种形成串联传递调节器的方法包含：配置串联传递调节器的输入(例如，输入12)以接收输入电压；配置串联传递调节器以在串联传递调节器的输出(例如，节点45)上形成输出电压；在输入与输出之间串联耦接串联传递调节器的MOS晶体管(例如，晶体管41)，其中MOS晶体管在MOS晶体管的漏极上从输入接收输入电压并将电流从MOS晶体管的源极传导到输出；以及配置输出偏压网络以在输入电压小于串联传递调节器的阈值电压的条件下，形成大于MOS晶体管的 栅极-源极饱和电压的栅极-源极电压。 

该方法可以进一步包括配置输入偏压网络以形成大于MOS晶体管的栅极-源极阈值电压的栅极-源极电压。在一个实例中，输入偏压网络可以是电阻器。 

此外，在一个实施方案中，MOS晶体管可以被配置成用于耦接在输入与PWM调节器的电感器之间。 

该方法的另一实施方案可以包括在MOS晶体管的栅极与串联传递调节器的电压返回之间耦接调节器元件。 

该方法可以进一步包括配置输出以从PWM调节器接收电压，或替代地也可以包括配置MOS晶体管以耦接在输入与PWM调节器的电感器之间。 

该方法的另一实施方案可以包括在串联传递调节器的输出与输出偏压网络之间耦接齐纳二极管、与齐纳二极管并联耦接电容器，以及将来自电容器的能量耦接到MOS晶体管的栅极。 

在另一实施方案中，一种用于电源的调节电路可以包括MOS晶体管(例如，晶体管41)，其具有栅极、被耦接以(例如，从输入12)接收输入电压的漏极，以及被耦接以形成输出电压的源极；阈值检测电路或阈值电路(例如，电路101)，其被耦接到MOS晶体管的栅极；以及输出偏压网络(例如，电路104)，其被耦接到MOS晶体管的栅极并被配置成对于小于电路106的阈值电压的输入电压，将偏压提供给MOS晶体管的栅极。 

另外，调节电路可以包括输入偏压电路(例如，电路102)，其被耦接以接收输入电压并形成MOS晶体管的栅电压。或者，输入偏压网络也可以形成大于MOS晶体管的栅极-源极阈值电压的栅极-源极电压。 

感测电路也可以被配置成感测MOS晶体管的Vds并对于大于第一值的Vds值而禁止MOS晶体管。 

在另一实施方案中，输出偏压网络可以被配置成从开关电源接收电压并形成MOS晶体管的栅极-源极电压。 

输出偏压网络也可以被配置成用于耦接到电容器，电容器被耦接以从开关电源接收电压并将电压施加到输出偏压网络。 

在另一实施方案中，输出偏压网络可以包括被耦接到MOS晶体管的栅极的电阻器。 

阈值检测电路可以包括调节器元件，例如，电路101。 

根据另一实施方案，一种形成调节电路的方法包含：在调节电路的输入与输出之间串联耦接MOS晶体管，其中MOS晶体管在MOS晶体管的漏极上从输入接收输入电压并在MOS晶体管的源极上形成输出电压；配置具有阈值电压的阈值电路(例如，电路101)并配置阈值电路以对于大于阈值电压的输入电压，使MOS晶体管在线性操作模式下操作；以及配置输出偏压网络(例如，电路104)以对于小于阈值电压的输入电压将偏压提供给MOS晶体管，从而使MOS晶体管能够在饱和操作模式下操作。 

该方法也可以包括配置调节电路的输出以从PWM调节器接收电压。 

在另一实施方案中，该方法可以包括配置输出偏压网络以在输出电压大于阈值电压的条件下将偏压提供给MOS晶体管。 

该方法的另一实施方案也可以包括耦接输入偏压网络以在输出电压小于输入电压的条件下对于在零与阈值电压之间的输入电压值将小于阈值电压的电压提供给MOS晶体管的栅极。 

鉴于所有上述内容，显然，公开了一种新颖的设备和方法。除了其他特征，其中包括形成调节电路以对于小于调节电路的阈值电压的输入电压值具有低电压降和低功耗。低功耗促进形成具有较少元件和较低成本的元件的电源，由此降低成本，并且也促进了具有较低功耗的电源，由此提高使用调节电路的系统的效率。 

尽管使用具体的优选实施方案和示例性实施方案描述这些描述的主题，但是前述附图和其描述仅描绘主题的典型和示例性实施方案，因此不被认为是其范围的限制，显然，本领域技术人员将易了解许多替代和变化。如本领域技术人员将了解，在回扫配置中说明示例性形式的系统10和控制器16，但是可以使用其他众所周知的配置(包括降压配置)。然而，本领域技术人员将了解，使用输出偏压电路以形成传输晶体管(例如，晶体管41)的Vgs，从而对于小于足以启用耦接到晶体管的栅极的调节器电路的电压的输入电压在饱和操作模式下操作的方法可以适用于利用传输晶体管的其他类型的电路，包括使用双极晶体管而不是MOS晶体管。本领域技术人员也将了解，在降压配置中，辅助绕组可以用于形成电路38所形成的电压。尽管将单个二极管28图示为耦接到晶体管41的栅极，但是本领域技术人员将了解可以在串联配置中连接多个齐纳二极管，其中多个齐纳二极管中的一个连接到晶体管41的栅极。另外，可以使用另一类型的调节器元件，而不是二极管28。只要电路被配置成将偏压提供给晶体管41的栅极并且操作晶体管41为对于小于电路106的阈值电压的输入电压的饱和操作模式，就可以用除图2中所示的实施方案之外的各种其他实施方案配置电路23。另外，为了描述的清晰起见通篇使用词“连接”，然而，旨在解释为包括直接连接或间接连接。 

如上面的权利要求书反映，实用新型方面可以在于少于单个上述公开的实施方案的所有特征。因此，上面表达的权利要求书明确并入此具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为实用新型的单独实施方案。此外，尽管本文所述的一些实施方案包括一些特征但不是包括在其他实施方案中的其他特征，但是如本领域技术人员将理解，不 同的实施方案的特征的组合意欲在本实用新型的范围内且形成不同的实施方案。 

Claims (20)

1.一种串联传递调节器，其包含： 

所述串联传递调节器的输入被配置为接收输入电压； 

所述串联传递调节器被配置为在所述串联传递调节器的输出上形成输出电压； 

所述串联传递调节器的MOS晶体管串联耦接在所述输入与所述输出之间，其中所述MOS晶体管在所述MOS晶体管的漏极上从所述输入接收所述输入电压并将电流从所述MOS晶体管的源极传导到所述输出；以及 

输出偏压网络，被配置为在所述输入电压小于所述串联传递调节器的阈值电压的条件下，形成大于所述MOS晶体管的栅极-源极饱和电压的栅极-源极电压。 

2.如权利要求1所述的串联传递调节器，其进一步包括输入偏压网络，被配置为形成大于所述MOS晶体管的栅极-源极阈值电压的所述栅极-源极电压。 

3.如权利要求2所述的串联传递调节器，其中所述输入偏压网络包括在所述MOS晶体管的栅极与所述输入之间耦接电阻器。 

4.如权利要求1所述的串联传递调节器，其进一步包括调节器元件，耦接在所述MOS晶体管的栅极与所述串联传递调节器的电压返回之间。 

5.如权利要求1所述的串联传递调节器，所述输出被配置为从PWM调节器接收电压。 

6.如权利要求5所述的串联传递调节器，其中在所述输入与所述输出之间串联耦接的所述串联传递调节器的所述MOS晶体管包括被配置为耦接在所述输入与所述PWM调节器的电感器之间的所述MOS晶体管。 

7.如权利要求1所述的串联传递调节器，其中所述输出偏压网络包括耦接在所述串联传递调节器的所述输出与所述输出偏压网络之间的齐纳二极管、与所述齐纳二极管并联耦接的电容器，以及将来自所述电容器的能量耦接到所述MOS晶体管的栅极。 

8.一种用于电源控制器的调节电路，其包含： 

MOS晶体管，其具有栅极、被耦接以接收输入电压的漏极，以及被耦接以形成输出电压的源极； 

阈值检测电路，其被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极，所述阈值检测电路具有阈值电压；以及 

输出偏压网络，其被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极，所述输出偏压网络被配置成接收所述输出电压，并对于小于所述阈值电压的输入电压将偏压提供给所述MOS晶体管的所述栅极。 

9.如权利要求8所述的调节电路，其进一步包括输入偏压网络，所述输入偏压网络被配置成将偏压从所述输入电压供应到所述MOS晶体管的所述栅极。 

10.如权利要求9所述的调节电路，其中所述输入偏压网络形成大于所述MOS晶体管的栅极-源极阈值电压的栅极-源极电压。 

11.如权利要求9所述的调节电路，感测电路被配置成感测所述MOS晶体管的漏极-源极电压并且对于大于第一值的漏极-源极电压值，禁止所述MOS晶体管。 

12.如权利要求8所述的调节电路，其中所述阈值检测电路包括被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极的调节器电路。 

13.如权利要求8所述的调节电路，其中所述输出偏压网络从开关电源接收电压并形成用于所述MOS晶体管的栅极-源极电压。 

14.如权利要求13所述的调节电路，其中所述输出偏压网络被配置成用于耦接到电容器，所述电容器被耦接以从所述开关电源接收所述电压并将电压施加到所述输出偏压网络。 

15.如权利要求14所述的调节电路，其进一步包括齐纳二极管，所述齐纳二极管具有被耦接以从所述开关电源接收所述电压的阳极以及被耦接到所述输出偏压网络的阴极，并且其中所述齐纳二极管与所述电容器并联耦接。 

16.如权利要求8所述的调节电路，其中所述输出偏压网络包括被耦接到所述MOS晶体管的所述栅极的电阻器。 

17.一种调节电路，其包含： 

MOS晶体管，串联耦接在所述调节电路的输入与输出之间，其中所述MOS晶体管在所述MOS晶体管的漏极上从所述输入接收输入电压并在所述MOS晶体管的源极上形成输出电压； 

阈值电路，被配置具有阈值电压，所述阈值电路配置以使得对于大于所述阈值电压的输入电压，使所述MOS晶体管在线性操作模式下操作；以及 

输出偏压网络，被配置为将偏压提供给所述MOS晶体管，从而对于小于所述阈值电压的输入电压，使所述MOS晶体管能够在饱和操作模式下操作。 

18.如权利要求17所述的调节电路，其中所述输出偏压网络被 配置为将所述偏压提供给所述MOS晶体管包括在所述输出电压大于所述阈值电压的条件下，将所述偏压提供给所述MOS晶体管。 

19.如权利要求17所述的调节电路，其进一步包括所述调节电路的所述输出被配置为从PWM调节器的电感器接收回扫电压。 

20.如权利要求17所述的调节电路，其进一步包括输入偏压网络，被耦接以在所述输出电压小于所述输入电压的条件下对于在零与所述阈值电压之间的所述输入电压的值，将小于所述阈值电压的电压提供给所述MOS晶体管的栅极。 

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