[发明专利]半导体装置、启动电路及其操作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于半导体装置、启动电路及其操作方法，特别是有关于应用于电源供应装置的启动电路及其操作方法。

背景技术

近年来，绿能议题备受瞩目，技术的发展也倾向高的转换效率与低的待机功耗。高压工艺已广泛的应用在电源供应器例如切换式电源供应器。切换式电源集成电路需要整合启动电路与脉宽调变(PWM)电路。一般使用在高压装置的启动电路是使用电阻来提供充电电流至充电电容，直到电容上的电压达到脉宽调变电路的启动电压后，启动电路停止作用。然而，启动电路在停止作用后，其电阻仍持续产生功耗，因此无法达到省电效果。在一些技术中，启动电路是使用N型空乏型晶体管来取代电阻。然而，在启动电路停止状态下，N型空乏型晶体管制造更大的负阈值电压(Vt)很容易产生高的漏电流。

发明内容

本发明是有关于半导体装置、启动电路及其操作方法，可提供高的输出电压(Vcc)，且在停止作用时漏电流与功耗低。

本发明的一个实施例提供了一种启动电路。启动电路包括晶体管、第一电路、第二电路、电压输入端与电压输出端。第一电路是由一个二极管或以串联方式电性连接的多个二极管所构成。第二电路是由一个二极管或以串联方式电性连接的多个二极管所构成。晶体管被耦接于第一电路与第二电路之间的第一节点。电压输入端被耦接于晶体管。电压输出端被耦接于晶体管与第一电路之间的第二节点。

本发明的一个实施例提供了一种启动电路的操作方法。启动电路包括晶体管、第一电路、第二电路、电压输入端与电压输出端。第一电路是由一个二极管或以串联方式电性连接的多个二极管所构成。第二电路是由一个二极管或以串联方式电性连接的多个二极管所构成。晶体管被耦接于第一电路与第二电路之间的第一节点。电压输入端被耦接于晶体管。电压输出端被耦接于晶体管与第一电路之间的第二节点。启动电路的操作方法包括提供输入电压至电压输入端，以使电流从电压输入端经过晶体管而至电压输出端，并在电压输出端产生输出电压。输出电压是对第一电路与第二电路的二极管造成逆向偏压。

本发明的一个实施例提供了一种半导体装置。半导体装置包括晶体管、第一二极管元件与第二二极管元件。晶体管包括源极、漏极与栅极。栅极位于源极与漏极之间。第一二极管元件被耦接于源极与栅极之间。栅极被耦接于第一二极管元件与第二二极管元件之间的第一节点。

下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示一实施例中半导体装置的电路图。

图2绘示一实施例中启动电路示意图。

图3绘示一实施例中输出电压与晶体管的电流的关系曲线图。

图4绘示一实施例中半导体装置的剖面图。

图5绘示一实施例中半导体装置的上视图。

【主要元件符号说明】

2：启动电路

4：切换式控制器

6：晶体管

8：第一电路

10：第二电路

12、112：第一电压端

14、114：电压输出端

16：第一节点

18：第二节点

20、120：第三电压端

22：电容

24：功率开关

26：变压器

128、228：源极

130、230：漏极

132、232：栅极

134、136、138、140、142、146、148、150、152、246、250：掺杂区

144：衬底

154、254A、254B、254C、254D、254E、254F：二极管

156、256：介电结构

158、160、162：部分

具体实施方式

图1绘示一实施例中半导体装置的电路图。图2绘示一实施例中启动电路示意图。图3绘示一实施例中输出电压与晶体管的电流的关系曲线图。

请参照图1，半导体装置可为电源供应装置例如切换式电源供应器(switch mode power supply)。半导体装置的操作方法是在第一电压端12输入电压(Vin)，透过启动电路2在电压输出端14产生输出电压(Vcc)并对电容22进行充电。当电容22上的电压达到切换式控制器4例如脉宽调变(PWM)电路的启动电压时，切换式控制器4将开始控制功率开关24例如增强型晶体管动作，用以对变压器26进行切换来产生电源。启动过程结束后，启动电路2停止作用。