[发明专利]延迟时间产生电路、半导体器件、电池组和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于延迟电子电路信号的延迟时间产生电路技术，具体地说，涉及在测试电子电路时能够减少延迟时间的延迟时间产生电路、使用延迟时间产生电路、用于保护二次电池的半导体器件、电池组和电子设备。

背景技术

易用(easy-to-use)电池组已经被广泛用作各种便携电子设备的电源。电池组被形成为存储一个或多个二次电池的包装(package)，并且诸如锂电池(lithium-ion batteries)、锂聚合物电池(lithium polymer batteries)和镍氢电池(nickel hydride batteries)的高容量电池被用作二次电池。因为高容量二次电池拥有极大的能量，它们产生很高温度的热量，并且有时在过充电、过放电或过电流的情况下会导致着火。

因此，在电池组中安装用于保护二次电池免于过充电、过放电、充电过电流、放电过电流和短路电流的半导体器件。当需要保护二次电池，用于保护二次电池的半导体器件就切断二次电池与充电器之间或者二次电池和负载设备之间的连接来防止热量的产生以及着火。

用于保护二次电池的半导体器件具有专用检测电路来检测过充电、过放电、充电过电流、放电过电流和短路电流中的每一个。在检测到需要保护操作的异常状况时，检测电路输出异常检测信号，并关断提供在二次电池和充电器之间(在充电时)或者二次电池和负载设备之间(在放电时)的开关以切断连接。

如果在异常检测信号输出后，所述开关立即被关断，则使得负载设备的电源停止，即使例如由于噪音导致的故障而只在很短的一段时间输出了所述检测信号，这导致了比如负载设备的不适当操作的问题。为了避免这样的不适当操作，用于保护二次电池的半导体器件被以这样一种方式设计，仅当从异常检测信号输出后已经经过了预定时间之后该异常仍然继续，才确定为真正的异常，然后关断开关。

该预定时间称为延迟时间。延迟时间依据检测到的异常而不同(从几十毫秒到几秒）。换句话说，对于异常度大或者紧急情况，延迟时间设定得较短，反之，对于异常度小或者非紧急情况，延迟时间设定得较长。

例如，检测到过放电、过电流、短路时的延迟时间分别是大约16毫秒、10毫秒、1毫秒。然而，以过充电检测电路检测到过充电时的延迟时间是1秒或更多，有时最大可以是大约5秒。

如果在为用于保护二次电池的半导体器件进行特性检验、装运检验等时等待所述延迟时间，则会花费太多的时间，从而导致生产力降低以及成本的增加。

在JP-A-2005-12852(专利文档1)中公开的发明已经由本申请人提出来解决上述问题。根据这个发明，在测试半导体器件时，增加提供给使用频率计数器的延迟时间产生电路的时钟信号的，由此来减少延迟时间。

图1是官方公报(Official Gazette)中公开的时钟信号产生电路的框图。该电路是使用反相器41至45的环形振荡器电路。环形振荡器电路的振荡频率的设置利用了以恒定电流反相器41和44的输出充电和放电电容器C1和C2所要求的时间。通过实质(substantially)增加构成恒定电流反相器41和44的恒定电流源的恒定电流值，可以增加环形振荡器电路的振荡频率。参照图1，具体描述如下。

在正常操作中，测试信号TEST2被设定为高电平(high level)，并且PMOS晶体管M1和M2被关断。因此，由于电流源13和14的电流没有分别提供给恒定电流反相器41和44，电容器C1和C2的充电和放电仅分别由恒定电流源I1和I2来执行，因此导致了较长的充电和放电时间以及较低的振荡频率。

在测试中，测试信号TEST2设定为低电平(low level)，并且全部PMOS晶体管M1和M2两者被导通。因此，由于电流源I3和I4的电流分别提供给恒定电流反相器41和44，电容器C1的充电和放电以及电容器C2的充电和放电分别由电流源I1和I3的总电流以及电流源I2和I4的总电流来执行，由此导致了较短的充电和放电时间以及较高的振荡频率。

专利文档1：JP-A-2005-12852

然而，传统的振荡电路不能精确设定时钟信号的频率。因为由于制造公差，电流源I1到I4的电流值以及电容器C1和C2的静电电容上下波动。

另外，也在电流源I1与电流源I3的电流比以及在电流源I2与电流源I4的电流比中发现了制造公差。电流比增加越多，电流比中的误差就变得越大。结果就不能精确设定在正常操作中的低速时钟频率与在测试中的高速时钟频率的比率，对于在使用高速时钟测试中的半导体器件，使得测试时间大幅波动。