热插拔电路的制作方法

xiaoxiao2020-7-23  15

专利名称:热插拔电路的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种电路,且特别涉及一种可支持热插拔的电路。
背景技术
随着计算机与即时通信设备的技术发展,越来越多的可即时通信装置需支持热插 拔(HOT-PLUG)的工作方式,如移动硬盘、闪存、鼠标以及键盘等,其电路结构中设计一个支 持热插拔的电路。而传统的热插拔电路中,一般会采用NMOS晶体管作为主要元件来设计热 插拔电路。又由于NMOS晶体管的特点在于,当其栅极与源极之间的电压差值Vgs大于其门 限电压时,NMOS晶体管打开;当其栅极与源极之间的电压差值Vgs小于其门限电压时,NMOS 晶体管关闭。然而,在实际情形中,NMOS打开,这时NMOS的源极的电压也开始升高,如果栅 极电压升高的比源极快,则Vgs的电压值持续升高;但如果源极电压升高比栅极快,则Vgs 在NMOS打开的瞬间会降低,当低于门限电压后NMOS又关闭,则Vgs又将升高至大于该NMOS 的门限电压,NMOS又打开,如此反复,NMOS源极电压非线性升高,会不断的打开和关闭。故, 该热插拔电路输出的电压值不稳定,由此将会造成应用该热插拔电路的设备工作不稳定。有鉴于此,有必要提出一种新的热插拔电路结构,可以解决上述采用NMOS晶体管 设计热插拔电路导致输出电压不稳定的问题。

实用新型内容因此,本实用新型的首要目的,在于提出一种热插拔电路结构,可以解决上述热插 拔电路输出电压不稳定的问题。根据本实用新型的一个实施例,提出了一种热插拔电路,应用于电子设备中以实 现向一热插拔装置的供电,包括一第一晶体管,具有第一栅极、第一源极以及第一漏极,该第一源极电性连接该电 子设备的一第一系统电压;—第二晶体管,具有第二栅极、第二源极以及第二漏极,所述第二源极与该第一栅 极电性连接,所述第二源极电性连接该电子设备的该第一系统电压;以及一电压转换模块,具有第一端与第二端,该第一端与该第二晶体管的第二栅极电 性连接,当该热插拔装置插入该电子设备时,该第二端接收该电子设备的一供电信号,并且 该第一端输出一第二系统电压;其中,当所述电压转换模块的该第一端输出该第二系统电压时,该第二晶体管的 第二栅极接收该第二系统电压,该第一晶体管的第一漏极输出该第一系统电压,该电子设 备对该热插拔装置进行供电。优选地,所述热插拔电路还包括一第三晶体管,所述第三晶体管具有一第三栅极、 一第三源极以及一第三漏极,所述第三栅极与第一栅极电性连接,所述第三源极与第一源 极电性连接,以及所述第三漏极与第一漏极电性连接。此外,所述第一晶体管、第二晶体管 和第三晶体管均为PMOS晶体管。[0011]优选地,所述热插拔电路还包括一第一电容,所述第一电容具有一第一端与一第 二端,所述第一端与所述第一晶体管的第一源极电性连接,所述第二端与所述第一晶体管 的第一栅极电性连接。此外,所述热插拔电路还包括一第一电阻,具有一第三端与一第四 端,所述第三端与所述第一电容的第二端以及所述第一晶体管的第一栅极电性连接;以及 一第二电阻,具有一第五端与一第六端,所述第五端与所述第一电容的第一端以及所述第 一晶体管的第一源极电性连接。此外,第一电阻具有第一阻值,第二电阻具有第二阻值,所 述第一阻值大于所述第二阻值。优选地,所述热插拔电路进一步具有一第一连接器,其电性连接该第一晶体管的 第一漏极,以及该热插拔装置进一步具有一第二连接器,当该热插拔装置插入该电子设备 时,该第一连接器与该第二连接器电性连接,该电压转换模块的该第二端接收该供电信号。优选地,所述热插拔电路还包括第三电阻,具有第七端与第八端,并且所述第七端 与所述第二晶体管的第二栅极电性连接。在一实施例中,所述第三电阻具有第三阻值,所述 第三阻值等于所述第一阻值。在另一实施例中,所述第二晶体管的第二栅极及所述第三电 阻的第七端与一输入电路电性连接,以接收第二系统电压值。本实用新型的热插拔电路结构,可以解决现有技术中的热插拔电路输出电压不稳 定的问题。

为让本实用新型上述目的和其它特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的 详细说明如下图1是本实用新型一个实施例中的热插拔电路结构示意图;以及图2是图1所示热插拔电路及其晶体管工作电压波形图。主要组件符号说明Ql第--晶体[0020]Q2A-Ap — 弟—二晶体[0021]Q3第三三晶体[0022]Rl第--电阻[0023]R2A-Ap — 弟—二电阻[0024]R3第三Ξ电阻[0025]Cl第--电容
具体实施方式
请配合参阅图1,所示为本实用新型一个实施例中的热插拔电路,可输出稳定电压 值,以实现向一热插拔装置的供电。在该热插拔电路包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2和 电压转换模块。其中,第一晶体管Ql具有栅极、源极以及漏极,该源极电性连接该电子设备 的一第一系统电压;第二晶体管Q2具有栅极、源极以及漏极,源极与该第一晶体管Ql的栅 极电性连接,并且源极电性连接该电子设备的该第一系统电压。此外,电压转换模块具有第一端与第二端,该第一端与该第二晶体管的栅极电性 连接,当该热插拔装置插入该电子设备时,该第二端接收该电子设备的一供电信号,并且该第一端输出一第二系统电压。其中,当电压转换模块的该第一端输出该第二系统电压时,该 第二晶体管的栅极接收该第二系统电压,该第一晶体管的漏极输出该第一系统电压,该电 子设备对该热插拔装置进行供电。依据一实施例,热插拔电路还包括一第三晶体管Q3,该第三晶体管Q3与第一晶体 管Ql的对应电极相互连接。也就是说,当第三晶体管Q3的各电极表述为第三栅极、第三源 极和第三漏极时,第三栅极与第一晶体管Ql的栅极电性连接,第三源极与第一晶体管Ql的 源极电性连接,以及第三漏极与第一晶体管Ql的漏极电性连接。依据另一实施例,为保证电压不发生突变,该热插拔电路还包括一第一电容Cl,所 述第一电容具有一第一端与一第二端,第一端与第一晶体管Ql的第一源极电性连接,第二 端与第一晶体管Ql的第一栅极电性连接,也就是说,电容Cl跨接于第一晶体管Ql的源极 与栅极之间。例如,第一电容Cl的电容值为luF,在其他实施例中,第一电容Cl的电容值可 依据具体电路要求予以设定。依据再一实施例,该热插拔电路还包括一第一电阻R1,具有一第三端与一第四 端,第三端与第一电容Cl的第二端以及第一晶体管Ql的栅极电性连接,第一电阻Rl的第 四端接地;一第二电阻R2,具有一第五端与一第六端,第五端与第一电容Cl的第一端以及 第一晶体管Ql的源极电性连接,第二电阻R2的第六端与第二晶体管Q2的源极电性连接。 此外,第一电阻具有第一阻值,第二电阻具有第二阻值,所述第一阻值大于所述第二阻值。 例如,第一电阻Rl的阻值为20千欧姆。在其他实施例中,第一电阻Rl的阻值可依据具体电 路要求予以设定,且其第四端可根据具体电路要求连接其他电路、电子器件或元件。例如, 第二电阻R2的阻值为33欧姆,在其他实施例中,第二电阻R2的阻值可依据具体电路要求 予以设定。此外,该热插拔电路进一步具有一第一连接器,其电性连接该第一晶体管Ql的漏 极,以及该热插拔装置进一步具有一第二连接器,当该热插拔装置插入该电子设备时,该第 一连接器与该第二连接器电性连接,该电压转换模块的该第二端接收该供电信号。在本发明的一优选实施例中,该热插拔电路还包括第三电阻R3,具有第七端与第 八端,并且第七端与第二晶体管Q2的栅极电性连接,第8端接地。较佳地,第三电阻R3具有 第三阻值,第三阻值等于第一阻值。较佳地,第二晶体管Q2的栅极及第三电阻R3的第七端 与一输入电路电性连接,以接收第二系统电压值。例如,第三电阻R3的阻值为20千欧姆, 在其他实施方式中,第三电阻R3的阻值可依据具体电路要求予以设定,且其第四端可根据 具体电路要求连接其他电路、电子器件或元件。由于PMOS晶体管的特性在于,PMOS晶体管在其栅极电压低于其门限电压时打开, 这种特性与NMOS晶体管的特性相反。较佳地,第一晶体管Q1、第二晶体管Q2和第三晶体管 Q3均为PMOS晶体管。如图1所示,第一晶体管Ql具有栅极G1、源极Sl以及漏极D1。其中源极Sl与一 外接电源Pl电性连接,在本实施例中,外接电源Pl的电压值为12伏特,并通过第一晶体管 Ql的漏极Dl输出。第二晶体管Q2的栅极G2连接一输入电路ISl,用以接收所述输出电路 输出的第二电压值P2。在本实施例中,第二电压值为18伏特,在其他实施例中,第二电压值 可依据电路的具体要求予以设定。第二晶体管Q2的漏极D2与所述第一晶体管Ql的栅极 Si、第一电容Cl的第二端以及第一电阻Rl的第三端电性连接。[0035]请同时参阅图1与图2,图2为图1所示热插拔电路及其晶体管工作电压波形图。 当外接电源Pl加载12伏特电压值至第一晶体管Ql的源极Si,则第一晶体管Ql的源极Sl 的电压值保持为12伏特。同时,输入电路ISl依据一时钟信号向第二晶体管Q2的栅极G2输入一 18伏特电 压,在本实施例中,时钟信号定义为Power-on,其时序波形请参阅图4。此时第二晶体管Q2 的栅极G2电压值将逐步升高至18伏特。由于第二晶体管Q2的源极S2电性连接第二电阻 R2的第六端,且第二电阻R2阻值为33欧姆,第二晶体管Q2的源极S2电压值应为低于12 伏特的一固定电压值。在本实施例中,由于第二晶体管Q2为PMOS晶体管,基于前述PMOS晶 体管的特性,则此时第二晶体管Q2立即关闭。与此同时,由于第二晶体管Q2的栅极G2的 电压值持续升高,其源极S2的电压值保持不变,因此第二晶体管Q2的栅极G2的电压值持 续与源极S2的电压值之差值Vgs持续降低,第二晶体管Q2并不会出现反复打开关闭的现 象。当第二晶体管Q2关闭,在第一晶体管Ql中,源极Sl的电压值保持12伏特不变, 栅极Gl的电压值逐渐降低,至低于该源极Sl的电压值。在本实施例中,由于第一晶体管Ql 为PMOS晶体管,基于上述PMOS晶体管的特性,第一晶体管Ql打开。在第一晶体管Ql打开 的过程中,由于其源极Sl的电压值不变,其栅极Gl的电压值持续降低,则源极Sl与栅极Gl 的电压差值Vsgl持续增大,则第一晶体管Ql并不会出现反复打开关闭的现象。类似地,当第二晶体管Q2关闭,在第三晶体管Q3中,源极S3的电压值保持12伏 特不变,栅极G3的电压值逐渐降低,至低于该源极S3的电压值。在本实施例中,由于第三 晶体管Q3为PMOS晶体管,基于上述PMOS晶体管的特性,第三晶体管Q3打开。在第三晶体 管Q3打开的过程中,由于其源极S3的电压值不变,其栅极G3的电压值持续降低,则源极S3 与栅极G3的电压差值Vsg3持续增大,则第三晶体管Q3并不会出现反复打开关闭的现象。由此,本实用新型的热插拔电路结构,可以解决传统热插拔电路输出电压不稳定 的问题,通过上述第一晶体管Ql和/或第三晶体管Q3的漏极Dl与D3输出的电压值保持 不变,且,当热插拔电路工作时,由于第二晶体管Q2持续关闭,第一晶体管Ql与第三晶体管 Q3持续打开,该三个晶体管不会出现反复打开关闭的现象,因此可保持输出稳定的电压值。虽然本实用新型已通过实施方式揭露如上,但并非用来限定本实用新型,任何本 领域的技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,可对本实用新型作出各种变更与 修饰,因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求一种热插拔电路,应用于电子设备中以实现向一热插拔装置的供电,其特征在于,所述热插拔电路包括一第一晶体管,具有第一栅极、第一源极以及第一漏极,该第一源极电性连接该电子设备的一第一系统电压;一第二晶体管,具有第二栅极、第二源极以及第二漏极,所述第二源极与该第一栅极电性连接,所述第二源极电性连接该电子设备的该第一系统电压;以及一电压转换模块,具有第一端与第二端,该第一端与该第二晶体管的第二栅极电性连接,当该热插拔装置插入该电子设备时,该第二端接收该电子设备的一供电信号,并且该第一端输出一第二系统电压;其中,当所述电压转换模块的该第一端输出该第二系统电压时,该第二晶体管的第二栅极接收该第二系统电压,该第一晶体管的第一漏极输出该第一系统电压,该电子设备对该热插拔装置进行供电。
2.根据权利要求1所述的热插拔电路,其特征在于,所述热插拔电路还包括一第三晶 体管,所述第三晶体管具有一第三栅极、一第三源极以及一第三漏极,所述第三栅极与第一 栅极电性连接,所述第三源极与第一源极电性连接,以及所述第三漏极与第一漏极电性连 接。
3.根据权利要求2所述的热插拔电路,其特征在于,所述第一晶体管、第二晶体管和第 三晶体管均为PMOS晶体管。
4.根据权利要求1所述的热插拔电路,其特征在于,所述热插拔电路还包括一第一电 容,所述第一电容具有一第一端与一第二端,所述第一端与所述第一晶体管的第一源极电 性连接,所述第二端与所述第一晶体管的第一栅极电性连接。
5.根据权利要求4所述的热插拔电路,其特征在于,所述热插拔电路还包括一第一电阻,具有一第三端与一第四端,所述第三端与所述第一电容的第二端以及所 述第一晶体管的第一栅极电性连接;以及一第二电阻,具有一第五端与一第六端,所述第五端与所述第一电容的第一端以及所 述第一晶体管的第一源极电性连接。
6.根据权利要求1所述的热插拔电路,其特征在于,所述热插拔电路进一步具有一第 一连接器,其电性连接该第一晶体管的第一漏极,以及该热插拔装置进一步具有一第二连 接器,当该热插拔装置插入该电子设备时,该第一连接器与该第二连接器电性连接,该电压 转换模块的该第二端接收该供电信号。
7.根据权利要求1所述的热插拔电路,其特征在于,所述热插拔电路还包括第三电阻, 具有第七端与第八端,并且所述第七端与所述第二晶体管的第二栅极电性连接。
8.根据权利要求5所述的热插拔电路,其特征在于,所述第一电阻具有第一阻值,所述 第二电阻具有第二阻值,所述第一阻值大于所述第二阻值。
9.根据权利要求7所述的热插拔电路,其特征在于,所述第三电阻具有第三阻值,所述 第三阻值等于所述第一阻值。
10.根据权利要求7所述的热插拔电路,其特征在于,所述第二晶体管的第二栅极及所 述第三电阻的第七端与一输入电路电性连接,以接收第二系统电压值。
专利摘要热插拔电路,包括第一晶体管,具有栅极、源极和漏极,其源极电性连接该电子设备的第一系统电压;第二晶体管,具有栅极、源极和漏极,其源极与该第一晶体管的栅极电性连接且连接至该电子设备的该第一系统电压;以及电压转换模块,具有第一端与第二端,该第一端与该第二晶体管的栅极电性连接,当该热插拔装置插入该电子设备时,该第二端接收该电子设备的供电信号,并且该第一端输出第二系统电压;其中,当电压转换模块的该第一端输出该第二系统电压时,该第二晶体管的栅极接收该第二系统电压,该第一晶体管的漏极输出该第一系统电压,该电子设备对该热插拔装置进行供电。本实用新型的热插拔电路可输出稳定的电压值。
文档编号G06F13/40GK201773395SQ20102050616
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者彭子欣, 杨君东 申请人:英业达科技有限公司;英业达股份有限公司

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