[发明专利]LED控制器及其方法

说明书

本分案申请是基于申请号为200710154209.3，申请日为2007年9月11日，发明名称为“LED控制器及其方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体涉及电子学，更具体地，涉及形成半导体器件及结构的方法。

背景技术

在过去，半导体工业利用各种方法和结构来形成用于发光二极管（LED）的控制电路。一些LED控制器利用连接在高端结构中的P-沟道金属氧化物半导体（MOS）晶体管，以便调整施加给LED的电压的值。P-沟道MOS晶体管通常导致增加成本的较大的芯片尺寸。

在其他结构中，N-沟道MOS晶体管连接在低端结构中以控制LED。低端结构将负载连接至电源。如果低端结构的输出意外地变得与另一连接短路，大电流就会流过负载并损害负载。在称为LP3936的部件的数据页中描述了使用连接在低端结构中的N-沟道晶体管的LED控制器的一个实施例，LP3936可以自加利福尼亚州的圣克拉（Santa Clara）的美国国家半导体公司获得。

因此，期望有一种LED控制器，其通过高端开关结构连接负载，不利用P-沟道晶体管控制负载，并且具有较低的成本。

附图说明

图1根据本发明，简要示出了包括LED控制器的LED系统的一部分的实施例；

图2根据本发明，简要示出了包括多沟道LED控制器的多沟道LED系统的一部分的实施例；

图3根据本发明，简要示出了图2的LED控制器的放大的横截面部分；以及

图4根据本发明，示出了包括图2的LED控制器的半导体器件的放大的平面图。

为了说明的简单和明了，图中的元件不一定按照比例，并且在不同的图中相同的参考号代表相同的元件。此外，为了说明的简要，省略了众所周知的步骤和元件的说明和细节。这里使用的载流电极（current carrying electrode）是指器件的的元件，其承载通过该器件例如MOS晶体管的源极或漏极、或双极晶体管的发射极或集电极、或二极管的正极或负极的电流，控制电极是指器件的元件，其控制通过该器件例如MOS晶体管的栅极或者双极晶体管的基极的电流。虽然这里把器件解释为确定的N-沟道或P-沟道器件，本领域的普通技术人员应该理解，根据本发明，互补器件也是可能的。本领域的普通技术人员应该理解，这里使用的词汇“期间”、“同时”、以及“当…时”不是表示一旦开始操作马上就会发生反应的准确术语，而是可能会在被初始操作激起的反应之间有一些微小但合理的延迟，例如传播延迟。出于简化附图的目的，器件结构的掺杂区域示为一般具有直线边缘和精确拐角。但是，本领域的技术人员应该理解，因为掺杂物的扩散和活动，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简要示出了包括LED控制器22的LED系统10的一部分的实施例。控制器22利用连接在高端结构中的纵向N-沟道MOS晶体管57以控制通过LED的电流。控制器22操作在饱和状态中的晶体管57，以将流过晶体管57从而流过LED的电流的值线性地控制为实质上上恒定的值。系统10接收在输入端子11和功率返回端子12之间的功率。连接在端子11和12之间的电压源通常实质上是DC电压。系统10通常还包括LED 16，以及典型地包括多个串联的LED，例如LED 16和17。电流感测电阻器18一般还与多个LED串联，以便在节点19上形成反馈信号，反馈信号表示流过LED 16和17的负载电流20的值。

控制器22接收电压输入23和电压返回24之间的功率，并提供通过输出13的负载电流20。控制器22接收反馈输入26上的反馈信号。可选的启动输入25可以用于启动和禁止控制器22的运行，因而，允许和禁止电流20的流动。控制器22通常包括线性控制电路37、启动电路29、误差放大器58以及参考信号发生器或参考59。放大器58通常包括运算放大器和阻抗，例如阻抗Z1和Z2，其用于控制增益并提供频率补偿。控制器22还可以包括内部电压调节器61，其可以接收来自输入62的电压，并在输出62上形成内部工作电压，内部工作电压可以操作控制器22的一些元件，例如参考59和放大器58。

启动电路29一般包括启动晶体管34和上拉电阻器33。电阻器31和二极管32提供由电阻器33接收的上拉电压。线性控制电路37通常包括第一偏置电路38、第二偏置电路45以及线性驱动器50。驱动器50包括多个串联的晶体管，例如第一偏置晶体管52、第二偏置晶体管54以及控制晶体管56。