[其他]互补金属-氧化物-半导体锁住状态的恢复电路

说明书

本发明一般涉及电源电路，尤其涉及用于瞬时断开开关式稳压电源的过电流断路电路，如果接到该电源的电路中出现CMOS锁住或其他强电流引起的故障状态，过电流断路电路便瞬时断开该电源。

如果极大的输入信号加到放大器上，有源器件（如晶体管）可能被迫处于饱和或截止状态。在饱和状态下，由于在有源器件的P和N型区域和基片之间无意中形成的寄生晶体管的缘故，可能会产生局部的反馈回路。该局部正反馈结果产生被称为锁住的状态。

因此，在电源对有源器件供电的同时，如果大输入信号（起因于静电冲击等）施加于该器件，便可能发生锁住。一般来说，只有手动短时间断开或拔掉电源，才有可能从锁住状态恢复。

在防止锁住这一领域已作了大量的研究。1980年6月24日授予东京SHIBAURA电气有限公司的美国专利4，209，713描述了一种用于消除寄生传导影响的电路。典型呈电阻形式的消噪声装置接在CMOS电路的源极和外电源的正端之间。

然而，在CMOS集成电路中难以制造阻值适当的电阻。另外，受电阻的限制，该CMOS器件不能得到其电源的全电压。

在努力防止形成导致锁住的寄生晶体管的过程中，已研制出许多电路，用以控制对CMOS电路施加高电压源和低电压源的时限。例如1984年4月3日批准并授予米特尔（MITEL）公司的美国专利4，441，035揭示了一个电路，用以控制对一个CMOS电路施加同极性的高压和低压直流电源的时限。按照米特尔的电路，直到较高电压的电源已经加上，才允许施加较低电压的电源，以便基本上消除寄生晶体管的形成。

1982年10月5日批准并授予国家半导体公司的美国专利4，353，105描述一种用于体效应硅CMOS电路的保护电路，该电路检测锁住，并据此使CMOS电路停电一段预定的时间，一旦锁住状态解除，使CMOS电路恢复正常工作。

米特尔专利和国家半导体公司的专利所描述的器件，一般安置在CMOS的自身电路之内，因此其结构复杂，对制造技术要求很高且造价贵。此外，国家半导体公司的保护电路向CMOS电路提供一个控制信号，该信号使CMOS电路处于小电流等待状态。因此，该CMOS电路还包含用以中断该控制信号的附加电路，这是造成电路复杂和造价高的具有代表性的原因之一。

已设计为数众多的电源电路，用以提供对有源器件施加高电压电源和低电压电源的正确加压时序。例如，在1973年9月26日公布的MATSUSHITA电气有限公司的英国专利1，331，962，和1976年1月28日公布的菲利普电子及联合工业有限公司的英国专利1，423，149中，对这样一些电路进行了说明。这些先有技术的电源电路使用复杂的定时和定序电路，致力于防止CMOS锁住和其他强电流引起的故障状态，但尚未提供针对从万一发生的故障中恢复的手段。

尤其是，根据菲利普的专利，电源所配备的电路装置，如在故障状态下工作，则将电源输出电压降低约其正常值的一半，但不降到零伏。因此，如果发生锁住，尽管电压降低，该CMOS电路仍然处于锁住状态。同样，根据MATSUSHITA专利，所描述的电源系统中有一套电路，其设置的目的在于：如果出现极大的输入信号或发生负载短路，便中断该电源装置的供电。这一公知的过电压保护技术的不足之处在于，即使过电流消失后，可控硅电路也不能自己恢复，为了恢复供电，需要一个开关来使可控硅电路恢复到其初始状态。因此MATSUSHITA专利的缺点在于，需要手动重新起动该电源。

根据本发明，一个过电流断路电路包含在电源之中，该电路监视输入电流，如果该电流超过预定的阈值，便关断电源一段预定的时间，之后便自动复原。该断路电路安置在电源之内，从而克服了与先有技术有关的需将CMOS电路中的保护电路本身复合在整机线路上而造成的结构复杂、造价高的缺陷。

根据本发明的电路，实际上提供了使电源从万一发生的故障状态中恢复，而不象先有技术所使用的定序电源电路那样，仅仅用复杂的定时和延时电路来力图防止这种故障的发生。

参考下文结合附图所作的详细说明，将对本发明有更深入的了解。

图1为根据本发明，用于开关稳压电源的过电流断路电路的原理图。

参照图1，有一对在诸如专用自动小交换台的电话系统中的常见的平衡引线对，塞尖（TIP）和塞环（RING），未调输入电压V_IN加到其中一引线（塞尖）上，塞环引线接地。