[发明专利]一种单片CMOS数模混合和功率驱动集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种单片CMOS数模混合和功率驱动集成电路，应用于遥控玩具。

背景技术

玩具是儿童喜爱的物品之一，而遥控玩具车由于其在开发儿童智力运动能力方面的作用更是受到青少年儿童的青睐。然而现有的遥控玩具车大多是采用一块遥控接收解码的数字集成电路和外接的分立功率器件驱动马达的技术方案，而且马达的功率驱动一般采用双极性(Bipolar)晶体管来构成。但是分立的功率驱动器件采用的Bipolar工艺和遥控接收解码部分的数字集成电路采用的标准CMOS工艺技术不能很好的兼容。当然，采用工艺非常复杂且价格昂贵的BCD(Bipolar-CMOS-DMOS双极性CMOS-DMOS)工艺技术可以解决两者之间的矛盾，但这样无疑会大大地增加工艺的复杂性，降低成品率，明显地提高芯片的成本，因此目前很少见到。在综合考虑材料成本和性能的情况下，所以不得不采用现有的分开技术方案来实现，但是，由于马达功率驱动部分采用了许多分立器件，在生产加工上需要更多的人工或机器来插件，并在PCB(印刷线路板)的增加了许多焊接点，一方面加大了PCB面积另一方面降低了良品率和可靠性，进一步提高了人工和制造成本。

图1示出了现有的遥控玩具车采用的接收解码和功率驱动分开的技术方案的原理图。其中1是高频接收解调模块，2是稳压电路模块(由分立器件构成)，3是接收解码模块(由接收解码集成电路IC和一些外围元器件组成)，4是马达功率驱动模块(由分立器件构成)，5是外接转动马达，6是外接电源。从中可以看到现在常用的分开技术方案涉及的元器件的数量非常多，不但成本高，而且也不利于组织生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术和生产上的缺陷，提出一种单片CMOS数模混合和功率驱动集成电路，实现了数字、模拟和功率驱动三部分的完美统一，从而可以显著节省芯片成本和PCB板的生产制造成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单片CMOS数模混合和功率驱动集成电路，包括：接收解码电路模块，用于对输入信号进行放大后解码得到输出控制信号组合；电平转换电路模块，用于对所述输出控制信号组合进行电平转换后产生输出驱动信号组合；输出控制模块，用于根据所述输出驱动信号组合进行电荷泵升压和/或延时缓冲处理，生成高端驱动信号组合和相应的低端驱动信号组合；功率驱动模块，包括至少一组H桥驱动电路，每组H桥驱动电路根据所述高端驱动信号组合和相应的低端驱动信号组合产生两个输出至一个外部设备的两端，以向所述外部设备提供驱动电流。

进一步地，所述接收解码电路模块，包括：两级输入信号放大器、振荡器、时序产生及解码电路和输出锁存器组；其中，所述两级输入信号放大器的输入端连接到所述输入信号，所述两级输入信号放大器的输出端和所述时序产生及解码电路的一个输入端连接；所述振荡器产生所述时序产生及解码电路所需的时钟信号，并输出到所述时序产生及解码电路的另一个输入端；所述时序产生及解码电路经过解码产生的输出连接到所述输出锁存器组的输入端；所述输出锁存器组输出所述输出控制信号组合至所述电平转换电路。

进一步地，所述电平转换电路模块，包括：两个倒沟道宽长比的P沟道金属氧化物半导体场效应管PMOSFET1和PMOSFET2、两个沟道宽长比小于50的N沟道金属氧化物半导体场效应管NMOSFET3和NMOSFET4；其中，PMOSFET1和PMOSFET2的源极接电源；NMOSFET3和NMOSFET4的源极接地；PMOSFET1的漏极分别连接NMOSFET3的漏极和PMOSFET2的栅极；PMOSFET2的漏极分别连接NMOSFET4的漏极和PMOSFET1的栅极；NMOSFET2和NMOSFET4的栅极分别连接到一对互为反向的输出控制信号组合，所述互为反向的输出控制信号组合根据所述接收解码电路模块输出的所述输出控制信号组合获得。