TW201117558A - Power latch - Google Patents

Description

201117558 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別地係 時不需使 一主要系 源切換供 已硏發可 。關於該 在的一個 縮短其壽 壓均在切 時具有限 應電壓至 I。通常， 等於該較 圃MOS電 本發明係關於二個電源供應器之間的選擇， 關於選擇較高壓（或者較低壓）的電源供應器，同 用預備電源且不會產生額外的電壓降。 【先前技術】 電子系統通常需要備用電源供應器，其中當 統電壓斷電時，可自動地且無接縫地將一備用電 應至該系統中。 有若干先前技術之範例，其中該等先前技術 選擇二個電源供應器之較高壓者的自動選擇電路 先前技術選擇電路（其中該備用電源爲電池）所存 問題爲在切換前其通常自該電池汲取一電流而將 命。 其它先前技術之系統在該等二個電源供應電 換電晶體裝置（一般爲MOS裝置）之門檻電壓Vt內 制，其中該切換電晶體裝置係用以連接一電源供 一輸出。當上述情況發生時，沒有電晶體可被導 將使用一二極體壓降來將該輸出端上的電壓保持 高壓者之電壓但小於該二極體壓降。 此外，該等二個電源供應器之間的差異爲導 晶體之電壓Vgs。當該等二個電源供應器之電壓較接近時， 導通MOS電晶體之電壓Vgs成爲邊際且沒有完全導通該電 晶體，以及因此降低該輸出電壓。 201117558 第1圖係說明先前技術之交叉連接MOS電晶體電路， 其將二個電源供應器（VI與V2)之較高壓者連接至Vout。在 此，VI爲+ 3.6V且V2爲+1.8V» Ml之電壓Vgs爲1.8V且 若其超過Ml之門檻電壓，則Ml導通且M2截止（off)。Vout 將約爲+ 3.6V。若VI下降夠多以致使M2之Vgs導通M2， 則V2(+1.8V)將經由M2而被連接至Vout。此時Ml將截止 (off)。 在Ml與M2均爲+1.8V之情況下，Ml及M2之門檻電 壓Vgs均無法滿足且Ml及M2均爲截止。在某些應用中， Ml及M2可被架構成其N井連接至其源極，藉以產生”本 體二極體（body diode)” ，如圖所示之D1及D2。在其它實 施例中，可使外接二極體。當該本體二極體導通時，Vout 將低於VI與V2中之較高者一個二極體壓降。若VI與V2 均約爲+1.8V，貝IJ Vout將約爲+1.1V。 在此，廣泛定義”連接（connected)” 一詞使其實質包 含於被”連接”之節點間所插入之被動元件。 在其它系統中，可便於自動選擇電源供應器之較低電 壓者以供電至一系統。由於若干不同積體電路技術之使 用，故在一個系統中可能使用若干不同電源供應器。在此 系統中，自動選擇該等電源供應器之較低電壓者是方便 的。可將此選擇技術應用在一系統之功率消耗降低時，例 如，當該系統設在一休眠或者其它低電力狀態的時候。

Khan等人之美國專利第7298181B2號係說明一輸出二 -4 - 201117558 個電源供應電壓之較高者的電路。一比較器接收 供應電壓並經由一反相器輸出一信號，以導通一 I 晶體並使另一個電晶體截止，且將較高電壓連 出。該比較器係由二個電源供應器來供應電力並 取電流。 藉由本發明來處理先前技術之若干限制。 【發明內容】 本發明係提供一種電路，其選擇二個電源供 高電壓者或者較低電壓者，其中未被選擇之電源 沒有汲取預備電流。當該等二個電源供應器之電 同時，MOS電晶體之其中一者完全導通以對該輸 滿載供應電壓。 在一實施例中，本發明係提供多個附加反相 二個MOS電晶體之其中一者完全導通，甚至在該 源供應器輸出相同電壓時亦如此。在一實施例中 輸出電壓之電晶體將可能具有最高之電壓Vgs。 電晶體完全導通（與先前技術大不相同）’甚至在 電源供應器具有相同或相接近之輸出電壓時亦如 以例示方式說明，交叉連接之反相器（其中一 一電源供應器來供電，以及另一者係藉由另一電 來供電）驅動該輸出電晶體。該等交叉連接反相器 最大導通電壓至該等輸出電晶體之其中一者’同 大截止電壓來保持另一電晶體截止。此反相器之 該等二個 固MOS電 接至一輸 且一直汲 應器之較 供應器並 壓接近相 出提供一 器，其將 等二個電 ，驅動該 亦即，此 該等二個 此。 者係藉由 源供應器 將提供一 時可用最 操作用以 201117558 經由一導通電晶體來輸出滿載電源供應，即使在該等二個 電源供應器爲相同電壓之情況亦如此。將沒有如先前技術 中所出現之本體二極體壓降。 將可爲所屬技術領域中熟悉該項技術者所察知的是， 雖然下列詳細說明將參照例示實施例、圖式及使用方法來 說明，但本發明並非意圖侷限於這些實施例以及使用方 法。相反地，本發明具有較廣泛範圍並且意圖僅以隨附申 請專利範圍來定義。 【實施方式】 第2圖包含爲交叉連接MOS電晶體的M3及M4,其類 似於第1圖之Ml與M2，但N井（未顯示）係連接至該等電 晶體M3與M4之汲極，而非連接至源極，藉以使該”本體 二極體”失能。第2圖也加入反相器INV1與INV2以及電 晶體M5與M6。 在圖示之電路中，VI爲+ 3.6V且V2爲+1.8V«M3導通 且M4截止，節點A爲+3.6V、節點B爲經由INV1而接地。 接地之節點B驅動M5完全導通以提供+3.6V給Vout。須注 意，INV1係以+1.8V來供電，且INV2係以+3.6V來供電， 但節點B仍將被驅動至接地。 若VI下降至+1.8V(其中Ml與M2在第1圖中均爲截 止）’ M3與M4將均被截止，但INV1與INV2形成交叉連 接之反相器且均以+ 1.8V以及接地電壓來供電，其將互相閂 鎖且維持M5爲導通以及以+1.8V供應給Vout。若VI持續 201117558 降低，M4將導通且重設該反相器閂鎖。在M4導通之情況 下，節點B電壓上升且節點A電壓下降而導通M6。來自 V2之電壓+1.8V將經由M6而被供應至Vout。 藉由將M5、M6、INV1及INV2之源極接觸改變至另一 個電源供應器，該等二個電源供應器（VI與V2)之較低壓者 將被供應至V 〇 u t。 第3A及3B圖係顯示當VI從+ 3.8V降至+1.8V以及接 著回到+3.8 V之二個圖形。第3A圖係說明第1圖之先前技 術電路的VI與Vout。在位置C時，Vout於Ml開始截止 時而開始自VI偏離，以及當VI爲+1.8V時，Vout爲全部 二極體壓降而降至位置D。與第3B圖相比較，注意當VI 下降至+1.8V時，Vout維持與VI相同，故沒有額外的二極 體壓降。 雖然沒有直接顯示，但雙極性以及混合式電晶體也可 被用來替代在此所顯示之該M0S電晶體。控制以及其它電 壓大小將改變，但架構與結果將類似。針對該等其它電晶 體類型來說，M0S閘極變爲基極，汲極變爲集極，以及源 極變爲射極。 應了解的是，上述實施例係以作爲範例方式來呈現並 且其許多改變及替換均爲可行的。因此，本發明應被廣泛 視之且僅以之後所隨附之申請專利範圍來定義。 【圖式簡單說明】 第1圖爲於二個電壓供應中選擇較高壓者之先前技術 201117558 電路不意圖； 第2圖爲具體實施本發明之示意圖； 第3A圖說明第1圖之先前技術電路之操作；以及 第3B圖說明本發明之實施例之操作。 【主要元件符號說明】

Ml 〜M6 電晶體 INV1 、 INV2 反相器 A、B 節點 Dl、D2 二極體 VI、V 2、V 〇 u t 電壓

Claims (1)

1. 201117558 七、申請專利範圍： 1. 一種將二個電源供應器中較高壓者連接至一輸 路，該電路包含： 一第一電晶體，其源極連接至一第一電源供應 其閘極連接至一第二電源供應器： 一第二電晶體，其源極連接至該第二電源供應 其閘極連接至該第一電源供應器； 交叉連接之第一及第二反相器，該第一反相器 係連接至該第一電晶體之汲極，以及該第二反相 入連接至該第二電晶體之汲極； 該第一反相器藉由該第二電源供應器來供電， 第二反相器係藉由該第一電源供應器來供電；該 相器之輸入連接至該第二反相器之輸出，以及該 相器之輸入連接至該第一反相器之輸出； 一第三電晶體，其閘極連接至該第二電晶體之 其源極連接至該第一電源供應器，以及其汲極連 輸出電壓；以及 一第四電晶體，其閘極連接至該第一電晶體之 其源極連接至該第二電源供應器，以及其汲極連 輸出。 2. 如申請專利範圍第1項之電路，其中切換該第三 電晶體之電源供應連接以及切換該第一及第二反 電源供應連接，其中該電路目前輸出該等二個電 出之電 器以及 器以及 之輸入 器之輸 以及該 第一反 第二反 汲極， 接至該 汲極， 接至該 及第四 相器之 源供應 201117558 器之低壓者而非高壓者。 3. —種將二個電源供應器之較高壓者連接至一輸出電 方法，該方法包含： 連接一第一電晶體之源極至一第一電源供應器， 將其閘極連接至一第二電源供應器； 連接一第二電晶體之源極至該第二電源供應器， 將其閘極連接至該第一電源供應器； 交叉連接第一及第二反相器，該第一反相器之輸 連接至該第一電晶體之汲極，以及該第二反相器之 連接至該第二電晶體之汲極； 該第一反相器藉由該第二電源供應器來供電，以 第二反相器係藉由該第一電源供應器來供電：該第 相器之輸入連接至該第二反相器之輸出，以及該第 相器之輸入連接至該第一反相器之輸出； 連接一第三電晶體之閘極至該第二電晶體之汲極 源極連接至該第一電源供應器以及其汲極連接至該 電壓：以及連接一第四電晶體之閘極至該第一電晶 汲極，其源極連接至該第二電源供應器以及其汲極 至該輸出電壓。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中切換該第三以 第四電晶體之電源供應連接，以及切換該第一及第 相器之電源供應連接，其中該電路目前輸出該等二 源供應器之低壓者而非高壓者。 壓之 以及 以及 入係 輸入 及該 一反 二反 ，其 輸出 體之 連接 及該 二反 個電 -10-