TWI596358B - 高電壓類比開關 - Google Patents

Description

高電壓類比開關

相關引用

本申請案主張於2014年11月12日在美國提交的第62/078,758號臨時專利申請案和於2014年12月8日在美國提交的第14/563,675號專利申請案的優先權和權益，並在此包含了前述專利申請的全部內容。

本發明的實施例係有關高電壓類比開關，特別地，有關用於超聲醫療設備的類比開關。

高電壓類比開關被應用於超聲醫療設備中，用以將發射/接收器電路多工至選定的壓電換能器。由於壓電激勵信號大約為±100V(亦即，峰-峰值為200V)數量級，故應用於超聲醫療設備中的類比開關必須能夠傳輸高電壓信號。因此，目前應用於超聲醫療設備中的高電壓類比開關相對複雜，且需要一個或者多個高電壓供電電源。高電壓供電電源的使用不僅增加了超聲醫療設備的成本，而且產 生了一些安全問題。

針對現有技術中的一個或多個問題，本發明的實施例提出一種可用於超聲醫療應用的高電壓類比開關。

根據本發明之一實施例的高電壓類比開關，可以傳輸高電壓換能器激勵信號而無需高電壓供電電源。該高電壓類比開關可包括三個輸出開關，其中一個輸出開關具有箝位電路，以確保當高電壓類比開關斷開時，位於高電壓類比開關輸入端的輸出開關中的電晶體保持截止。

根據本發明之一實施例的高電壓類比開關，具有第一埠和第二埠。所述高電壓類比開關包括：第一輸出開關，包括第一端和第二端，其中，第一端係耦接至高電壓類比開關的第一埠，第二端係耦接至第二輸出開關的第一端，高電壓類比開關的第一埠接收高電壓換能器激勵信號，第一輸出開關包括一個箝位電路，以確保當高電壓類比開關斷開時，第一輸出開關斷開；第二輸出開關，其第二端係耦接至高電壓類比開關的第二埠，該埠係耦接至壓電換能器；以及第三輸出開關，包括第一端和第二端，其中，第一端係耦接至第一輸出開關的第二端和第二輸出開關的第一端，第二端係耦接至地。

在一個實施例中，當高電壓類比開關導通時，第一輸出開關和第二輸出開關閉合，第三輸出開關斷開，高電壓換能器激勵信號由高電壓類比開關的第一埠傳輸至第二 埠，當高電壓類比開關斷開時，第一輸出開關和第二輸出開關斷開，第三輸出開關閉合。

在一個實施例中，第一輸出開關包括第一電晶體和第二電晶體，二者構成一個類比開關，以及箝位電路，包括第三電晶體，第三電晶體具有第一端、第二端和閘極，其第一端係耦接至第一和第二電晶體的閘極，第二端係耦接至第一和第二電晶體的源極，當第一輸出開關斷開時，第三電晶體導通，使第一和第二電晶體的閘極和源極短路。

在一個實施例中，第三電晶體的源極係耦接至第一和第二電晶體的源極，汲極係耦接至第一和第二電晶體的閘極。

在一個實施例中，箝位電路還包括一個箝位閘極驅動電路，以驅動第三電晶體的閘極，箝位閘極驅動電路包括一個鎖存單元。

在一個實施例中，鎖存單元包括第一反相器和第二反相器，第一反相器的輸出驅動第二反相器，第二反相器的輸出驅動第一反相器和第三電晶體的閘極。

在一個實施例中，第一反相器包括第四電晶體和第五電晶體，第二反相器包括第六電晶體和第七電晶體，第五和第七電晶體的源極係耦接至第一和第二電晶體的源極，第六和第七電晶體的汲極係耦接至第三電晶體的閘極。

在一個實施例中，所述的高電壓類比開關，還包括一個電流源和一個電容器，電流源對電容器進行充電，以產生一個以第一和第二電晶體源極作為參考點的內部供電電 壓。

根據本發明實施例的高電壓類比開關，無需高電壓電源供電，簡化了電路結構，降低了生產成本並減少了安全問題。

100‧‧‧超聲醫療設備

101‧‧‧邏輯控制與信號處理電路

102‧‧‧高電壓類比開關

103‧‧‧壓電換能器

104‧‧‧高電壓保護電路

105‧‧‧發射器/接收器對

401‧‧‧箝位閘極驅動電路

402‧‧‧輸出開關

403‧‧‧輸出開關

404‧‧‧輸出開關

405‧‧‧閘極驅動電路

406‧‧‧閘極驅動電路

407‧‧‧閘極驅動電路

下面的附圖有助於更佳地理解接下來對本發明實施例的描述。為簡明起見，不同附圖中相同或類似的元件或結構採用相同的附圖標記。

圖1是根據本發明之一實施例的超聲醫療設備的示意方塊圖。

圖2-4是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關的架構示意圖。

圖5是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關中輸出開關閘極驅動電路的架構示意圖。

圖6是根據本發明之一實施例的輸出開關中箝位閘極驅動電路的架構示意圖。

在下面對本發明的詳細描述中，為了更佳地理解本發明的實施例，描述了大量的電路、元件、方法等的具體細節。本領域技術人員將理解到，即使缺少一些細節，本發明同樣可以被實施。為清晰明瞭地闡述本發明，一些為本領域技術人員所熟知的細節在此不再贅述。

圖1是根據本發明之一實施例的超聲醫療設備100的方塊圖。超聲醫療設備100可以是可攜式的、車載的，或者其他形式。如圖1所示，超聲醫療設備100包括多個發射器TX和接收器RX，多個高電壓類比開關102，多個壓電換能器103。發射器/接收器對105包括一個發射器TX和一個接收器RX，其中，發射器TX用以發射換能器激勵信號，接收器RX用以接收相應的回饋信號，該回饋信號可包括來自被成像物體的回波。

發射器/接收器對105可透過多個高電壓類比開關102多工至多個壓電換能器103中的一個。如圖1示例，高電壓類比開關102被配置以為振幅為±90V(亦即，峰-峰值為180V)的換能器激勵信號提供1-4多工。亦即，透過四個高電壓類比開關102，發射器/接收器對105可以被連接至四個壓電換能器103中的一個。壓電換能器103的選擇可透過閉合與該壓電換能器103對應連接的高電壓類比開關102並斷開其餘三個高電壓類比開關102的方式來實現。本領域的技術人員應該理解，此處僅為示例說明，對多工比和換能器激勵信號的具體設定是可以改變的，並不超出本發明的精神和保護範圍。每個高電壓類比開關102可以具有第一埠用以耦接至發射器/接收器對105，以及第二埠用以耦接至壓電換能器103。

如圖1所示，超聲醫療設備100包括邏輯控制與信號處理電路101，該電路將換能器激勵信號送至壓電換能器103。發射器TX發射的換能器激勵信號傳輸至高電壓類 比開關102，當高電壓類比開關102導通時，換能器激勵信號到達並激勵壓電換能器103。高電壓保護電路104保護相應的接收器RX免於高電壓換能器激勵信號的損壞。經激勵後，壓電換能器103向被成像物體發射超聲波。被成像物體產生的反射信號由壓電換能器103接收，透過高電壓類比開關102後送至接收器RX。接收到的反射信號相當地微弱，大約僅有±100uV至±100mV的量級。邏輯控制與信號處理電路101接收並處理反射信號，以構建被成像物體的圖像。

圖2是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關102的架構示意圖。可以理解，在超聲醫療設備100中有多個高電壓類比開關102，但為了說明更加清晰，在圖2和後續附圖中僅畫出了其中一個。高電壓類比開關102包括第一埠SWin和第二埠SWout。如圖1所示超聲醫療設備100中的應用，第一埠SWin與發射器/接收器對105相連接，第二埠SWout與壓電換能器103相連接。

圖3是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關102進一步的細節。在圖3所示的例子中，高電壓類比開關102包括SWin埠、SWout埠和地埠RGnd。在圖3中，洩放電阻器R1連接SWout埠和地埠RGnd；壓電換能器(PZT)的一端係耦接至SWout埠，另一端係耦接至地埠RGnd。從圖3也可以看出，SWin埠係耦接至發射器/接收器對105中發射器TX的輸出和接收器RX的輸入。高電壓保護電路104使接收器RX的輸入與SWin埠的高電壓 換能器激勵信號相隔離。

在超聲醫療應用中，高電壓類比開關102的主要作用是將發射器TX和接收器RX多工至選定的壓電換能器103。來自發射器TX的換能器激勵信號可以是頻率為1.0MHz至15MHz，振幅值約為±100V量級的高電壓脈衝信號。因此，高電壓類比開關102需要能夠傳輸或者阻斷高電壓信號，在超聲醫療應用中，該高電壓信號至少為±40V(亦即，峰-峰值至少為80V)。

圖3中，高電壓類比開關102包括三個輸出開關，分別命名為SWA、SWB和SWC。當高電壓類比開關102導通時，輸出開關SWA和SWC閉合，輸出開關SWB斷開。包含高電壓脈衝的換能器激勵信號透過輸出開關SWA和SWC，激勵壓電換能器103。

當高電壓類比開關102關斷時，輸出開關SWA和SWC斷開，輸出開關SWB閉合。由於輸出開關SWA斷開，高電壓脈衝無法通過。由於輸出開關SWA的兩端之間存在有寄生電容，這使得一些AC(交流)電流可以通過輸出開關SWA。閉合的輸出開關SWB將上述饋通的AC電流分流至地。輸出開關SWB的導通電阻和交流電流相乘將在SWB兩端產生一個相對較小的交流電壓。儘管該交流電壓的振幅值相對較小，但足以激勵壓電換能器103。為防止上述現象的發生，輸出開關SWC斷開以阻止上述交流電壓傳輸至壓電換能器103。

圖4是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關102 進一步的細節。在圖4中，高電壓類比開關102包括輸出開關SWA(記為402)、SWB(記為403)和SWC(記為404)。高電壓類比開關102還包括輸出開關SWA、SWB和SWC的閘極驅動電路，分別記為405-407。輸出開關閘極驅動電路405-407、箝位閘極驅動電路401以及高電壓類比開關102的其他元件均可受到邏輯控制與信號處理電路101或其他控制電路的控制。

在一個實施例中，輸出開關SWA、SWB和SWC都相同，除了SWA還額外包括箝位電路，該箝位電路包括電晶體M3A及用以驅動電晶體M3A的箝位閘極驅動電路401。此外，輸出開關SWC中的電晶體可以不用是高電壓電晶體。

在圖4所示的例子中，輸出開關SWA中的電晶體M1A和M2A是高電壓N通道金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFETs)，亦即NMOS電晶體，兩個NMOS電晶體構成一個類比開關。圖4中，M1A的源極係耦接至M2A的源極，M1A和M2A的閘極相連接。穩壓二極體D1A的陽極係耦接至M1A和M2A的源極，穩壓二極體D2A的陽極係耦接至M1A和M2A的閘極。D1A和D2A的陰極相連接。穩壓二極體D1A和D2A限制高電壓，以保護M1A和M2A的閘極-源極氧化物。閘極驅動電路405的輸出係耦接至M1A和M2A的閘極，以閉合或者斷開輸出開關SWA。輸出開關SWB和SWC可由相同的元件構成，並以同樣的方式操作。

在圖4所述例子中，SWin埠係耦接至M1A的汲極，M2A的汲極係耦接至輸出開關SWC中電晶體M1C的汲極。SWC中電晶體M2C的汲極係耦接至SWout埠。輸出開關SWB中，電晶體M1B的汲極係耦接至M2A和M1C的汲極。M2B的汲極接地。

當高電壓類比開關102導通時，電晶體M1A和M2A在輸出開關的閘極驅動電路405的驅動下導通，M1C和M2C在輸出開關的閘極驅動電路407的驅動下導通，M1B和M2B在輸出開關的閘極驅動電路406的驅動下截止。當高電壓類比開關102關斷時，電晶體M1A和M2A在輸出開關的閘極驅動電路405的驅動下截止，M1C和M2C在輸出開關閘極驅動電路407的驅動下截止，M1B和M2B在輸出開關閘極驅動電路406的驅動下導通。

在圖4所述例子中，輸出開關SWA還包括電晶體M3A，M3A連接M1A和M2A的閘極-源極電壓。更特別地，M3A的源極係耦接至M1A和M2A的源極，M3A的汲極係耦接至M1A和M2A的閘極。當輸出開關SWA斷開時，M3A在箝位閘極驅動電路401的驅動下導通，使M1A和M2A的閘極和源極短路，比如將M1A和M2A的閘極和源極電壓換至0V，以確保M1A和M2A保持截止。亦即，在高電壓類比開關102關斷時，M3A使輸出開關SWA保持斷開。

圖5是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關102中輸出開關的閘極驅動電路(例如，405、406和407)的 架構示意圖。圖5展示了驅動輸出開關SWA的輸出開關的閘極驅動電路405的進一步細節，同樣的輸出開關的閘極驅動電路也可以用來驅動輸出開關SWB和SWC。在一個實施例中，SWA、SWB和SWC的輸出開關的閘極驅動電路相同。因此，為使闡述更加清晰，在圖5中，省略了SWB和SWC的輸出開關的閘極驅動電路406和407。

圖5所述例子中，輸出開關的閘極驅動電路405包括PMOS電晶體M4A、NMOS電晶體M5A、二極體D3A和D4A、以及電流源I1A和I2A。M4A和M5A的源極分別被耦接至電流源I1A和I2A。M4A的汲極係耦接至二極體D3A的陽極，M5A的汲極係耦接至二極體D4A的陰極。D4A的陽極係耦接至D3A的陰極，並用作為輸出端驅動輸出開關SWA，亦即，M1A和M2A的閘極。

對於超聲醫療應用，在高電壓類比開關102的狀態由導通到關斷或者由關斷到導通轉變前，SWin和SWout兩個埠的電壓為0V。為閉合輸出開關SWA，M4A導通將M1A和M2A的閘極充電至Vdd減去D3A上二極體壓降的電壓值。耦接至電流源I1A的供電電壓Vdd可以為+10V等。充電電流受到電流源I1A的限制，其值可在2mA附近。輸出開關SWA中穩壓二極體D1A和D2A的擊穿電壓大於供電電壓Vdd，故沒有電流流過D1A和D2A，這避免了引入電流雜訊的風險。一旦M1A和M2A的閘極電容器被充電至接近供電電壓Vdd時，就不會再有電流流過。在SWin埠，當來自發射器TX的換能器激勵 信號由0V上升至+100V時，M1A和M2A的源極電壓也將上升至+100V。M1A和M2A的閘極電壓將上升至+100V加上Vdd減去二極體D3A上的一個小壓降。這時，D3A係反向偏壓。

M1A和M2A的閘極-源極電容器維持閘極充電電壓以使M1A和M2A保持導通。在500ns或更短時間後，換能器激勵信號將由+100V下降至-100V。M1A和M2A的源極電壓也將下降至-100V。M1A和M2A的閘極電壓將下降至-100V加上Vdd減去二極體D3A上的一個小壓降。這時，D3A係正向偏壓。由電流源I1A設定的電流經電晶體M4A、二極體D3A、穩壓二極體D2A和D1A後流至-100V。M1A和M2A的閘極-源極電壓Vgs受到背靠背相連接的穩壓二極體D1A和D2A的限制。在又一個500ns後，換能器激勵信號歸零。

為斷開輸出開關SWA，電晶體M5A導通，以將M1A和M2A的閘極放電至0V加上D4A上的二極體壓降。放電電流受到電流源I2A的限制，其值可在2mA附近。一旦M1A和M2A的閘極電容器被放電至接近0V時，就不會再有電流流過。在SWin埠，當換能器激勵信號由0V上升至+100V時，M1A和M2A的源極電壓將仍然維持在接近0V。M1A和M2A的閘極電壓也將接近0V，M1A和M2A保持截止。此時，電晶體M3A導通，使M1A和M2A的閘極和源極短路，以確保它們截止。當換能器激勵信號下降至-100V時，由於M1A體二極體的作用， M1A和M2A的源極電壓將下降至-100V加上一個二極體壓降。因為此時M3A導通，M1A和M2A的閘極電壓也是-100V加上一個二極體壓降。此時，二極體D4A係反向偏壓；沒有電流流過，M1A和M2A保持截止。

圖6是根據本發明之一實施例的高電壓類比開關102中用以驅動電晶體M3A的箝位閘極驅動401的原理圖。圖6也示出了輸出開關SWA(見402)及其輸出開關的閘極驅動電路405的電路。

在圖6所示例子中，電流源I30A、二極體D30A、穩壓二極體D31A、D32A，和電容器C30A產生一個以M1A和M2A的源極作為參考點的內部供電電壓Vint。電晶體M30A和M32A的源極係耦接至內部供電電壓Vint，M31A和M33A的源極係耦接至M1A和M2A的源極。M30A和M31A的汲極係耦接至M32A和M33A的閘極。M32A和M33A的汲極係耦接至M3A的閘極。電流源130A透過二極體D30A而對電容器C30A進行充電，電流流經M1A和M2A的源極，然後通過M1A或M2A的體二極體而流入地。穩壓二極體D31A和D32A限制了電容器C30A的最高充電電壓。內部供電電壓Vint用以給由電晶體M30A、M31A、M32A和M33A所構成的CMOS(互補金屬氧化物半導體)鎖存器供電。電晶體M30A和M31A被配置為第一CMOS反相器。M32A和M33A被配置為第二CMOS反相器。第一CMOS反相器的輸出(亦即，M30A和M31A的汲極)作為第二CMOS反相器輸入(亦 即，M32A和M33A的閘極)的驅動。第二CMOS反相器的輸出(亦即，M32A和M33A的汲極)作為第一CMOS反相器輸入(亦即，M30A和M31A的閘極)的驅動。上述電路可以驅動自身達到一個穩定的邏輯狀態，構成一個鎖存單元。

透過打開或關斷電晶體M34A和M35A可以實現對鎖存單元的控制。當M35A導通時，M34A關斷。M35A透過二極體D34A，在電流源I32A限定的電流下，將電晶體M32A和M33A的閘極下拉至地。這將電晶體M32A和M33A的閘極設定為邏輯低狀態。M32A和M33A的汲極將為邏輯高狀態，M30A、M31A、M36A和M3A的閘極獲得高電平驅動。M3A導通，使M1A和M2A的閘極和源極短路，使它們保持關斷。輸出開關SWA因此斷開。電晶體M30A和M31A的汲極將為邏輯低，以使M32A和M33A的閘極為邏輯低。

當電晶體M34A打開時，電晶體M35A關斷。M34A透過二極體D33A，在電流源I31A限定的電流下，將電晶體M30A和M31A的閘極下拉至地。這將電晶體M30A和M31A的閘極設定為邏輯低狀態。M30A和M31A的汲極將為邏輯高狀態，M32A和M33A的閘極獲得高電平驅動。電晶體M32A和M33A的汲極將為邏輯低。電晶體M36A和M3A關斷，允許輸出開關閘極驅動電路405閉合輸出開關SWA。

根據前面的說明，本發明中的高電壓類比開關可以傳 輸高電壓換能器激勵信號而無需高電壓供電電源。例如，供電電壓Vdd和類比開關的其他供電電壓可以為±10V，甚至更低。

在揭示本高電壓類比開關的同時，詳細介紹了本發明的一些實施例，可以理解，這些實施例僅用於示例性的說明，並不用來限定本發明的範圍。其他可行的選擇性實施例可以被本技術領域的普通技術人員所瞭解。

102‧‧‧高電壓類比開關

401‧‧‧箝位閘極驅動電路

402‧‧‧輸出開關

403‧‧‧輸出開關

404‧‧‧輸出開關

405‧‧‧閘極驅動電路

406‧‧‧閘極驅動電路

407‧‧‧閘極驅動電路

Claims (16)

1. 一種高電壓類比開關，具有第一埠和第二埠，該高電壓類比開關包括：第一輸出開關，包括第一端和第二端，其第一端係耦接至高電壓類比開關的第一埠，第二端係耦接至第二輸出開關的第一端，高電壓類比開關的第一埠接收高電壓換能器激勵信號，第一輸出開關包括箝位電路，以確保當高電壓類比開關斷開時，第一輸出開關斷開；第二輸出開關，其第二端係耦接至高電壓類比開關的第二埠，該第二埠係耦接至壓電換能器；第三輸出開關，包括第一端和第二端，其第一端係耦接至第一輸出開關的第二端和第二輸出開關的第一端，第三輸出開關的第二端係耦接至地；其中，當高電壓類比開關導通時，第一輸出開關和第二輸出開關閉合，第三輸出開關斷開，以將高電壓換能器激勵信號由高電壓類比開關的第一埠傳輸至第二埠，當高電壓類比開關斷開時，第一輸出開關和第二輸出開關斷開，第三輸出開關閉合；其中，第一輸出開關包括：第一電晶體和第二電晶體以形成類比開關；以及箝位電路，包括第三電晶體，該第三電晶體具有第一端、第二端和閘極，其第一端係耦接至第一電晶體和第二電晶體的閘極，其第二端係耦接至第一電晶體和第二電晶體的源極，當第一輸出開關斷開時，第三電晶體導 通，使第一電晶體和第二電晶體的閘極和源極短路。
2. 如申請專利範圍第1項所述的高電壓類比開關，其中，第三電晶體的源極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的源極，第三電晶體的汲極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的閘極。
3. 如申請專利範圍第1項所述的高電壓類比開關，其中，箝位電路還包括箝位閘極驅動電路，以驅動第三電晶體的閘極，箝位閘極驅動電路包括鎖存單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述的高電壓類比開關，其中，該鎖存單元包括第一反相器和第二反相器，第一反相器的輸出驅動第二反相器，第二反相器的輸出驅動第一反相器和第三電晶體的閘極。
5. 如申請專利範圍第4項所述的高電壓類比開關，其中，第一反相器包括第四電晶體和第五電晶體，第二反相器包括第六電晶體和第七電晶體，第五電晶體和第七電晶體的源極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的源極，第六電晶體和第七電晶體的汲極係耦接至第三電晶體的閘極。
6. 如申請專利範圍第5項所述的高電壓類比開關，還包括電流源和電容器，其中，該電流源對該電容器進行充電，以產生內部供電電壓，該內部供電電壓以第一電晶體和第二電晶體的源極作為參考點。
7. 一種超聲醫療設備包括：高電壓類比開關，具有第一埠和第二埠，該高電壓類 比開關包括第一輸出開關、第二輸出開關和第三輸出開關，其中，第一輸出開關的第一端係耦接至高電壓類比開關的第一埠，第二輸出開關的第二端係耦接至高電壓類比開關的第二埠，第三輸出開關的第一端係耦接至第一輸出開關的第二端和第二輸出開關的第一端，第三輸出開關的第二端係耦接至地，該高電壓類比開關還包括箝位電路，該箝位電路使第一輸出開關在高電壓類比開關斷開時保持斷開；發射器/接收器對，係耦接至高電壓類比開關的第一埠；以及壓電換能器，係耦接至高電壓類比開關的第二埠，以在高電壓類比開關導通時，接收由發射器/接收器對中的發射器發射、經高電壓類比開關而傳輸過來的高電壓換能器激勵信號；其中，當高電壓類比開關導通時，第一輸出開關和第二輸出開關閉合，第三輸出開關斷開，高電壓換能器激勵信號由高電壓類比開關的第一埠傳輸至第二埠，反之，當高電壓類比開關斷開時，第一輸出開關和第二輸出開關斷開，第三輸出開關閉合；其中，第一輸出開關包括：第一電晶體和第二電晶體；以及第三電晶體，具有第一端、第二端和閘極，其中，第三電晶體的第一端係耦接至第一電晶體和第二電晶體的閘極，第三電晶體的第二端係耦接至第一電晶體和第 二電晶體的源極，當第一輸出開關斷開時，第三電晶體導通，使第一電晶體和第二電晶體的閘極和源極短路。
8. 如申請專利範圍第7項所述的超聲醫療設備，其中，高電壓類比開關的供電無需超過±10V。
9. 如申請專利範圍第7項所述的超聲醫療設備，其中，高電壓換能器激勵信號的峰-峰值至少為80V。
10. 如申請專利範圍第7項所述的超聲醫療設備，其中，第三電晶體的源極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的源極，第三電晶體的汲極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的閘極。
11. 如申請專利範圍第7項所述的超聲醫療設備，其中，箝位電路還包括箝位閘極驅動電路，以驅動第三電晶體的閘極，箝位閘極驅動電路包括一個鎖存單元。
12. 如申請專利範圍第11項所述的超聲醫療設備，其中，鎖存單元包括第一反相器和第二反相器，第一反相器的輸出用作為第二反相器的輸入，第二反相器的輸出用作為第一反相器的輸入，並驅動第三電晶體的閘極。
13. 高電壓類比開關包括：第一輸出開關，其第一端係耦接至發射器/接收器對，第一輸出開關包括第一電晶體和第二電晶體以構成第一類比開關，第一輸出開關還包括箝位電路，當高電壓類比開關斷開時，箝位電路使第一電晶體和第二電晶體保持截止；第二輸出開關，其第一端係耦接至第一輸出開關的第 二端，其第二端係耦接至壓電換能器，第二輸出開關包括第四電晶體和第五電晶體以構成第二類比開關；以及第三輸出開關，其第一端係耦接至第一輸出開關的第二端和第二輸出開關的第一端，第三輸出開關的第二端係耦接至地，第三輸出開關包括第六電晶體和第七電晶體以構成第三類比開關，其中，當高電壓類比開關導通時，第一輸出開關和第二輸出開關閉合，第三輸出開關斷開，以將發射器/接收器對中的發射器所發射的高電壓換能器激勵信號傳輸至壓電換能器，反之，當高電壓類比開關斷開時，第一輸出開關和第二輸出開關斷開，第三輸出開關閉合；其中，箝位電路包括第三電晶體，第三電晶體具有第一端、第二端和閘極，其中，第三電晶體的第一端係耦接至第一電晶體和第二電晶體的閘極，第三電晶體的第二端係耦接至第一電晶體和第二電晶體的源極，當第一輸出開關斷開時，第三電晶體導通，使第一電晶體和第二電晶體的閘極和源極短路。
14. 如申請專利範圍第13項所述的高電壓類比開關，其中，第三電晶體的源極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的源極，第三電晶體的汲極係耦接至第一電晶體和第二電晶體的閘極。
15. 如申請專利範圍第13項所述的高電壓類比開關，其中，高電壓類比開關的供電無需超過±10V。
16. 如申請專利範圍第13項所述的高電壓類比開 關，其中，高電壓換能器激勵信號的峰-峰值至少為80V。