[发明专利]耐高电压的功率放大器电路及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率放大器电路及其方法，尤其涉及一种能耐高电压且仍可保持低内电阻的功率放大器电路及其方法。

背景技术

图1是常规的闪光灯电容充电器(photoflash capacitor charger)的示意图。其中，在一次侧的电感器12是由功率晶体管11来控制其压降和电流的导通。所述功率晶体管11是作为开关的功能。如果以BCD工艺的双扩散金氧半导体(DMOS)技术来说，可维持较低的内电阻，因此提供不错的导通速率和较低的功率消耗。按照所述工艺所制造的功率晶体管只有约30伏的耐压，然而常规的闪光灯电容充电器如果能在40伏操作，在使用上将更方便。换句话说，常规的BCD工艺DMOS技术在输出电压大于或接近30伏时就有可靠性的问题，更无法承受40伏的高电压，因此有进一步改进的必要。

另有一种常规技术做法是将两颗功率晶体管以多芯片模块(Multi-Chip Module；MCM)的封装方式，以尝试解决耐压的问题。然而采用多芯片模块的封装方式可能产生衍生的问题。由于常规BCD工艺的DMOS功率晶体管有耐压上的缺点，产业界确实有必要进一步研究如何提高耐压，但仍保持较低内电阻的电路设计。

发明内容

本发明的目的在于提高功率晶体管的整体耐压，以适应不同应用上的需求。另外，本发明在提高整体耐压时，仍可维持在较低内电阻的状态，因此并未造成过高的功率消耗。

本发明的耐高电压的功率放大器电路的第一实施例包含第一功率放大器、第二功率放大器和启动电路。所述第二功率放大器的漏极连接到所述第一功率放大器的漏极。所述启动电路包含比较器，所述比较器的比较电压对应于所述第一功率放大器的耐压。比较器的输入端电连接到第一功率放大器的漏极，且启动电路的输出端电连接到第一功率放大器的栅极。第一功率放大器和第二功率放大器是采用不同的工艺，第一功率放大器的耐压小于第二功率放大器的耐压，且第一功率放大器的内电阻小于第二功率放大器的内电阻。此外，第一功率放大器的导通时间晚于第二功率放大器。

本发明的耐高电压的功率放大器电路的第二实施例包含第一功率放大器、第二功率放大器和启动电路。所述第一功率放大器具有第一耐压和第一内电阻，而所述第二功率放大器具有第二耐压和第二内电阻。所述第一耐压小于所述第二耐压，且所述第一内电阻小于所述第二内电阻。第二功率放大器的漏极连接到第一功率放大器的漏极和所述启动电路。启动电路先启动第二功率放大器，当第一功率放大器的漏极电压小于第一耐压时，再启动第一功率放大器。

本发明的耐高电压的功率放大器电路的使用方法包含提供第一功率放大器和第二功率放大器的步骤。所述第一功率放大器和第二功率放大器的漏极彼此耦合，第一功率放大器的内电阻和耐压都小于第二功率放大器的内电阻和耐压。之后，启动第二功率放大器，用以逐步降低第二功率放大器的漏极电压。另外，比较第一功率放大器的漏极电压与第一功率放大器的耐压。如果第一功率放大器的漏极电压小于或等于第一功率放大器的耐压，那么启动第一功率放大器。

附图说明

图1是常规的闪光灯电容充电器的示意图；

图2(a)是本发明的耐高电压的功率放大器电路的一个实施例；

图2(b)是图2(a)的时序图；

图3是本发明的第一实施例应用于闪光灯电容充电器的示意图；

图4(a)显示应用于闪光灯电容充电器的具体实施例；和

图4(b)显示应用于闪光灯电容充电器的电流波形图。

具体实施方式

图2(a)是本发明的耐高电压的功率放大器电路的一个实施例。功率放大器电路20包含第一功率放大器21、第二功率放大器22和启动电路23。在本实施例中，所述第一功率放大器21是DMOS元件，而所述第二功率放大器22是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)元件，两者是不同的工艺元件。第一功率放大器21具有较小的耐压和内电阻，而第二功率放大器22具有较大的耐压和内电阻。表1列出本实施例的第一功率放大器21和第二功率放大器22的规格，其中并联数量越多，内电阻越小，但布局面积越大。在相同的内电阻下，LDMOS的布局面积是DMOS的五倍。

表1