TWI534580B - 開關電路及其中之電流補償方法 - Google Patents

Description

開關電路及其中之電流補償方法

本案係關於一種開關電路，特別是關於一種功率開關電路。

串疊（Cascode）開關電路中，由於上開關與下開關中的半導體材料特性不同，時常會有上開關的漏電流與下開關的漏電流無法匹配的情形發生，特別是在高溫與低溫不同的工作溫度中，上開關的漏電流與下開關的漏電流不匹配的情形亦不相同，進而導致開關的偏壓準位偏移的現象發生。

當漏電流不匹配的情形嚴重時，偏移的偏壓準位可能會導致開關在不正常的操作下效能下降或是失效，使開關電路的可靠度降低。因此，如何改善串疊開關電路中上下開關漏電流不匹配的情形，為本技術領域之重要課題。

本案的一種態樣為一種開關電路。根據本案的一實施例，開關電路包含常通開關單元、常閉開關單元、電流補償單元以及分流單元。常通開關單元包含第一端、第二端以及控制端。常閉開關單元包含第一端、第二端以及控制端。在結構上，常閉開關單元的第一端電性連接於常通開關單元的第二端，常閉開關單元的第二端電性連接於常通開關單元的控制端。電流補償單元電性連接於常通開關單元的第一端與第二端之間，用以在常通開關單元的漏電流小於常閉開關單元的漏電流的情形下，產生補償電流流往常閉開關單元。分流單元電性連接於常閉開關單元的第一端與第二端之間，用以在常通開關單元的漏電流大於常閉開關單元的漏電流的情形下，對常通開關單元的漏電流進行分流。

根據本案的一實施例，常通開關單元的第二端於操作時具有一偏壓，偏壓的工作範圍係介於使常通開關單元半導通的電壓值以及常閉開關單元的崩潰電壓之間。

根據本案的一實施例，電流補償單元包含第一電阻器。第一電阻器電性連接於常通開關單元的第一端與第二端之間。

根據本案的一實施例，分流單元包含第二電阻器，第二電阻器電性連接於常閉開關單元的第一端與第二端之間。

根據本案的一實施例，第一電阻器的等效電阻值介於約10百萬歐姆與約100百萬歐姆之間，第二電阻器的等效電阻值介於約0.1百萬歐姆與約20百萬歐姆之間。

根據本案的一實施例，第一電阻器與第二電阻器為可變電阻器，第一電阻器與第二電阻器的等效電阻值可根據開關電路的工作電壓動態調整。

在本案的另一實施例中，分流單元包含稽納二極體（Zener Diode）。稽納二極體電性連接於常閉開關單元的第一端與第二端之間。

根據本案的一實施例，常通開關單元包含三五族半導體元件，常閉開關單元包含矽半導體元件。

本案的另一種態樣為一種開關電路。開關電路包含接面場效電晶體（Junction Gate Field-Effect Transistor，JFET）、第一金氧半場效電晶體（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）、第一電阻器以及分流元件。接面場效電晶體包含第一汲極、第一源極以及第一閘極。金氧半場效電晶體包含第二汲極、第二源極以及第二閘極，其中第二汲極電性連接於第一源極，第二源極電性連接於第一閘極。第一電阻器電性連接於第一汲極與第一源極之間。分流元件電性連接於第二汲極與第二源極之間。

根據本案的一實施例，分流元件包含第二電阻器。第二電阻器電性連接於第二汲極與第二源極之間。

根據本案的一實施例，第一電阻器的等效電阻值介於約10百萬歐姆與約100百萬歐姆之間，第二電阻器的等效電阻值介於約0.1百萬歐姆與約20百萬歐姆之間。

根據本案的一實施例，分流元件包含稽納二極體，稽納二極體電性連接於第二汲極與第二源極之間。

根據本案的一實施例，接面場效電晶體為三五族電晶體，金氧半場效電晶體為矽電晶體。

本案的又一態樣為一種開關電路中的電流補償方法，可用於上述實施例中所述的開關電路，電流補償方法包含下列步驟：在常通開關單元的漏電流小於常閉開關單元的漏電流的情形下，藉由電流補償單元產生補償電流流往常閉開關單元；以及，在常通開關單元的漏電流大於常閉開關單元的漏電流的情形下，藉由分流單元對常通開關單元的漏電流進行分流。

根據本案的一實施例，產生補償電流流往常閉開關單元的步驟包含：根據開關電路的工作電壓產生自第一電阻器流往常閉開關單元之補償電流。

根據本案的一實施例，對常通開關單元的漏電流進行分流的步驟包含：由第二電阻器提供電流路徑分流常通開關單元的漏電流。

根據本案的一實施例，對常通開關單元的漏電流進行分流的步驟包含：由稽納二極體提供電流路徑分流常通開關單元的漏電流。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

關於本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』一般通常係指數值之誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，例如可如『約』、『大約』或『大致』所表示的誤差或範圍，或其他近似值。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

本案的一種態樣為一種開關電路。請參考第1圖。第1圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路100示意圖。在本實施例中，開關電路100包含常通開關單元120、常閉開關單元140、電流補償單元160以及分流單元180，其中常通開關單元120包含第一端122、第二端124以及控制端126，常閉開關單元140包含第一端142、第二端144以及控制端146。

結構上，常閉開關單元140的第一端142電性連接於常通開關單元120的第二端124，常閉開關單元140的第二端144電性連接於常通開關單元120的控制端126，形成串疊（Cascode）電路結構。在一些實施例中，常通開關單元120的第一端122用以接收工作電壓Vdd（如：500伏特）。此外，電流補償單元160電性連接於常通開關單元120的第一端122與第二端124之間。當此常通開關單元120的漏電流小於常閉開關單元140的漏電流時，電流補償單元160可提供一補償電流流往常閉開關單元140。分流單元180電性連接於常閉開關單元140的第一端142與第二端144之間。當常通開關單元120的漏電流大於常閉開關單元140的漏電流時，分流單元180可對常通開關單元120的漏電流進行分流。電流補償單元160與分流單元180的具體操作如後所述。

具體而言，在本案的部份實施例中，常通開關單元120可以是接面場效電晶體（Junction Field Effect Transistor，JFET）。常通開關單元120的第一端122、第二端124與控制端126可分別為接面場效電晶體的汲極、源極與閘極。在本案的部份實施例中，常閉開關單元140可以是金氧半場效電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）。常閉開關單元140的第一端142、第二端144與控制端146可分別為金氧半場效電晶體的汲極、源極與閘極。然而，本案並不以上述為限。在其他實施例中，可使用其他種的類電晶體開關以形成串疊結構的開關電路100，使開關電路100的上開關（如：常通開關單元120）與下開關（如：常閉開關單元140）分別為常通與常閉狀態，皆可視為本發明專利申請範圍所欲保護之內容。

在部份實施例中，接面場效電晶體可由如砷化鎵（GaAs）或砷化銦鎵（InGaAs）等三五族半導體材料所製成，金氧半場效電晶體可由矽半導體材料所製成。然而本案並不以此為限，本案所揭露的開關電路100亦可採用所屬技術領域具有通常知識者所熟知的其他電晶體開關元件。

現有採用串疊結構的功率開關元件中，由於上開關（如：常通開關單元120）與下開關（如：常閉開關單元140）各自半導體元件特性的不同，因此操作在不同的工作溫度下時，上下開關漏電流（Leakage Current）不匹配的問題會越趨嚴重。舉例來說，對於上開關（如：常通開關單元120）是由三五族半導體材料所製成，而下開關（如：常閉開關單元140）是由矽半導體材料所製成的功率開關元件，工作溫度的變化對於上開關與下開關兩者分別的漏電流變化會有不同程度的影響。

在本案一實施例中，開關電路100操作在一般低溫的工作溫度（在此，工作溫度可例如為介於25°C至100°C的室溫）時，常閉開關單元140的漏電流約為1毫微安培（Nanoampere，nA），低於此情況下常通開關單元120的漏電流。相對地，當開關電路100操作在高溫的工作溫度（例如為最高至175°C）時，常閉開關單元140的漏電流約為5微安培（Microampere，uA），高於此情況下常通開關單元120的漏電流。也就是說，無論在低溫或高溫的工作溫度下，常閉開關單元140的漏電流與常通開關單元120的漏電流不相同，進而產生開關電流不匹配的問題。

在沒有針對上下開關漏電流不匹配的現象進行補償時，開關電路100會有無法正常操作的情形發生。當常閉開關單元140的漏電流低於常通開關單元120的漏電流時，常閉開關單元140的第一端142所具有的偏壓準位（即常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓準位）會相應的升高。隨著漏電流不匹配的情況惡化導致常閉開關單元140的第一端142和第二端144之間的壓差大於常閉開關單元140的崩潰電壓（Breakdown Voltage）時，常閉開關單元140將會崩潰（Breakdown），使得串疊開關失效。

相對地，當常閉開關單元140的漏電流高於常通開關單元120的漏電流時，為了提高常通開關單元120的漏電流以匹配常閉開關單元140的漏電流，常通開關單元120的閘源間電壓將提高，常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓準位（即：常閉開關單元140的第一端142所具有的偏壓準位）會相應的下降。隨著漏電流不匹配的情況惡化，此電壓準位將接近常通開關單元120的閾值電壓（threshold voltage），導致常通開關單元120操作在半導通（semi-ON）的工作區間中。當開關電路100長期操作在此模式下將會造成常通開關單元120的效能下降，進而導致串疊開關失效。

為了解決上述開關偏壓無法操作在適當的區間，影響開關效能的問題，在本案中提出電流補償單元160以及分流單元180，針對不同工作溫度上下開關漏電流不匹配的情況進行相應地電流補償。在常通開關單元120的漏電流小於常閉開關單元140的漏電流的情形下，藉由電流補償單元160產生補償電流流往常閉開關單元140。相對地，在常通開關單元120的漏電流大於常閉開關單元140的漏電流的情形下，藉由分流單元180對常通開關單元120的漏電流進行分流。

請一併參考第2A圖和第2B圖。第2A圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路100示意圖。第2B圖為根據本案一實施例所繪示的電流路徑示意圖。在第2A圖和第2B圖所示的實施例中，開關電路100操作在高溫的工作環境下，使得常通開關單元120的漏電流Ileak1小於常閉開關單元140的漏電流Ileak2。

在本實施例中，開關電路100操作於上述高溫的工作環境下，且常通開關單元120的漏電流Ileak1小於常閉開關單元140的漏電流Ileak2。為了不使常通開關單元120的漏電流Ileak1與常閉開關單元140的漏電流Ileak2不匹配，電流補償單元160可提供補償電流Icom1流往常閉開關單元140。如第2B圖所示，由於補償電流Icom1提供額外的電流補償以匹配常閉開關單元140所需的漏電流Ileak2，因此常通開關單元120不需提高漏電流Ileak1以匹配常閉開關單元140的漏電流Ileak2。常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias的準位也就不需為了提高漏電流Ileak1而偏移原本適當的工作範圍。

如此一來，便不會因為處於高溫的工作溫度下，常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias的準位（即常閉開關單元140的第一端142所具有的偏壓）的偏移，導致常通開關單元120操作在半導通（semi-ON）的工作區間。換句話說，電流補償單元160可以避免常通開關單元120因為偏壓Vbias的準位偏移導致開關效能下降。

請一併參考第3A圖和第3B圖。第3A圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路100示意圖。第3B圖為根據本案一實施例所繪示的電流路徑示意圖。在第3A圖和第3B圖所示的實施例中，開關電路100操作在一般室溫（例如介於25°C至100°C）的工作環境下，使得常通開關單元120的漏電流Ileak1大於常閉開關單元140的漏電流Ileak2。

在本實施例中，開關電路100操作於上述室溫的工作環境下，且常通開關單元120的漏電流Ileak1大於常閉開關單元140的漏電流Ileak2。為了不使常通開關單元120的漏電流Ileak1與常閉開關單元140的漏電流Ileak2不匹配，分流單元180可提供額外的電流路徑對常通開關單元120的漏電流Ileak1進行分流。如第2B圖所示，由於常通開關單元120的漏電流Ileak1分流為常閉開關單元140的漏電流Ileak2以及流往分流單元180的補償電流Icom2，因此常閉開關單元140不需提高漏電流Ileak2以匹配常通開關單元120的漏電流Ileak1。常閉開關單元140的第一端142所具有的偏壓（即：常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias）的準位也就不會偏移原本適當的工作範圍。

如此一來，便不會因為常閉開關單元140的第一端142所具有的偏壓（即：常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias）準位的偏移，導致常閉開關單元140兩端電壓差大於常閉開關單元140的崩潰電壓。換句話說，分流單元180可以避免偏壓Vbias的準位偏移所導致的常閉開關單元140崩潰。

在上述實施例中，為了使開關電路100能夠正常運作，常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias的工作範圍可介於使常通開關單元120半導通的電壓值以及常閉開關單元140的崩潰電壓之間。

當接面場效電晶體的閘極電壓小於一負的臨界值時，空乏區會寬到使通道完全消失，這時稱通道被夾止（pinch off），接面場效電晶體具有相當大的等效電阻值。此時，接面場效電晶體的閘極電壓具有一負值，其稱為夾止電壓（pinch-off voltage）。在常通開關單元120為接面場效電晶體的一實施例中，接面場效電晶體的閘極電壓為常通開關單元120的第二端124（即：接面場效電晶體的源極）所具有的偏壓Vbias的負值，因此在本實施例中，前述使常通開關單元120半導通的電壓值定義為大於夾止電壓的絕對值。例如說，若本實施例中接面場效電晶體的夾止電壓為約 ‑15伏特，則常通開關單元120的閾值電壓可定為約15伏特，則使常通開關單元120半導通的電壓值大於1515伏特且小於常閉開關單元140的崩潰電壓之間。

此外，在常閉開關單元140為金氧半場效電晶體的實施例中，常閉開關單元140的崩潰電壓即為金氧半場效電晶體的源極與汲極之間所能承受的最大電壓。例如說，在一實施例中常閉開關單元140（即：金氧半場效電晶體）的崩潰電壓可為約25伏特。

因此，在上述實施例中，為了使開關電路100能夠正常運作，常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias的工作範圍可經設定介於約15伏特至約25伏特之間。當開關電路100操作在此區間內時，可以避免先前段落中所述的上開關效能下降或是下開關崩潰等現象。值得注意的是，偏壓Vbias的工作範圍可依實際需求作不同設定，上述數值僅為舉例說明，並非用以限制本案。

請參考第4圖。第4圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路100示意圖。為了將常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias操作在上述的工作區間內，在一實施例中常通開關單元120可包含電阻器R1，常閉開關單元140可包含電阻器R2。結構上，電阻器R1電性連接於常通開關單元120的第一端122與第二端124之間，電阻器R2電性連接於常閉開關單元140的第一端142與第二端144之間。

當常通開關單元120的漏電流Ileak1小於常閉開關單元140的漏電流Ileak2時，補償電流Icom1會根據開關電路100的工作電壓Vdd（如：500伏特）產生而自電阻器R1流往常閉開關單元140。當常通開關單元120的漏電流Ileak1大於常閉開關單元140的漏電流Ileak2時，電阻器R2則提供電流路徑對常通開關單元120的漏電流Ileak1進行分流，使補償電流Icom2流入電阻器R2。

具體而言，常通開關單元120與常閉開關單元140各自的漏電流Ileak1、Ileak2以及流經電阻器R1和電阻器R2的補償電流Icom1、Icom2是根據常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias以及開關電路100的工作電壓Vdd所決定。因此，為使電阻器R1的補償電流Icom1和電阻器R2的補償電流Icom2能有效補償常通開關單元120與常閉開關單元140各自的漏電流Ileak1和Ileak2之間不匹配的現象，使常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias介於常通開關單元120的閾值電壓以及常閉開關單元140的崩潰電壓之間，電阻器R1與電阻器R2的等效電阻值可根據開關電路100的工作電壓Vdd、常通開關單元120的閾值電壓以及常閉開關單元140的崩潰電壓所決定。

在本案的一實施例中，電阻器R1的等效電阻值介於約10百萬歐姆與約100百萬歐姆之間，電阻器R2的等效電阻值介於約0.1百萬歐姆與約20百萬歐姆之間。

如此一來，透過根據開關電路100的工作電壓Vdd、使常通開關單元120的半導通的電壓值以及常閉開關單元140的崩潰電壓適當設定的電阻器R1與電阻器R2的等效電阻值，便能適當對常通開關單元120與常閉開關單元140各自的漏電流Ileak1、Ileak2進行補償，避免開關電路100失效。

此外，在一些實施例中，電阻器R1與電阻器R2亦可為可變電阻器。電阻器R1與電阻器R2的等效電阻值可分別根據開關電路100的工作電壓Vdd的變動動態進行相應調整，使開關電路100在操作在不同等級的工作電壓Vdd時，仍能維持常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias在理想的工作區間之中。

請參考第5圖。第5圖為根據本案另一實施例所繪示的開關電路100示意圖。在本實施例中，常通開關單元120同樣包含電阻器R1，而常閉開關單元140可包含稽納二極體ZD1。結構上，電阻器R1電性連接於常通開關單元120的第一端122與第二端124之間，稽納二極體ZD1電性連接於常閉開關單元140的第一端142與第二端144之間。

與先前段落中所揭露的實施例類似，當常通開關單元120的漏電流Ileak1小於常閉開關單元140的漏電流Ileak2時，電阻器R1可根據開關電路100的工作電壓Vdd（如：500伏特）產生自電阻器R1流往常閉開關單元140之補償電流Icom1。

相對地，當常通開關單元120的漏電流Ileak1大於常閉開關單元140的漏電流Ileak2時，由稽納二極體ZD1提供電流路徑分流常通開關單元120的漏電流Ileak1，使補償電流Icom2流入稽納二極體ZD1。如此一來，就不需透過提高常閉開關單元140的漏電流Ileak2以匹配常通開關單元120的漏電流Ileak1。

在本實施例中，稽納二極體ZD1的稽納電壓值可根據常閉開關單元140的崩潰電壓所決定。具體來說，稽納二極體ZD1的稽納電壓值可設置為不大於常閉開關單元140的崩潰電壓。當常通開關單元120的第二端124所具有的偏壓Vbias高於稽納二極體ZD1的稽納電壓值時，補償電流Icom2可由稽納二極體ZD1所提供的電流路徑分流，並維持常閉開關單元140之第一端142與第二端144之間的電壓差，使常閉開關單元140兩端的電壓差不至於超過常閉開關單元140的崩潰電壓，進而使常閉開關單元140崩潰，導致開關電路100失效。舉例來說，稽納二極體ZD1的稽納電壓值可設為約25伏特。

因此，與前段所述的實施例相似，在本實施例中電阻器R1的電阻值與稽納二極體ZD1的稽納電壓值可根據開關電路100的工作電壓Vdd、常通開關單元120的閾值電壓以及常閉開關單元140的崩潰電壓所決定。

根據上述實施例，本案所提出的開關電路100，可透過設置適當的電流補償單元160與分流單元180，改善在串疊開關中上下開關漏電流不匹配，導致開關失效或是效能下降的現象。將開關電路100應用在電力電子產品（如：轉換器）中，可作為功率開關裝置使用。應用開關電路100之功率開關裝置的具體操作及功能已於先前段落中詳細揭露，故不再於此贅述。

請參考第6圖。第6圖為根據本案一實施例所繪示的電流補償方法600的流程圖。為方便及清楚說明起見，下述方法係搭配第1圖～第5圖的開關電路100所示之實施例一併說明，然而其並不以此為限。電流補償方法600包含步驟S610與步驟S620。首先，在步驟S610中，在常通開關單元120的漏電流Ileak1小於常閉開關單元140的漏電流Ileak2的情形下，藉由電流補償單元160產生補償電流Icom1流往常閉開關單元140（如第2A圖、第2B圖中所示）。

接著，在步驟S620中，在常通開關單元120的漏電流Ileak1大於常閉開關單元140的漏電流Ileak2的情形下，藉由分流單元180對常通開關單元120的漏電流Ileak1進行分流（如第3A圖、第3B圖中所示）。

根據本案的一實施例，步驟S610中產生補償電流Icom1流往常閉開關單元140的步驟包含：根據開關電路100的工作電壓Vdd產生自電阻器R1流往常閉開關單元140之補償電流Icom1。步驟S620中對常通開關單元120的漏電流Ileak1進行分流的步驟包含：由電阻器R2提供電流路徑分流常通開關單元120的漏電流Ileak1（如第4圖中所示）。

根據本案的另一實施例，步驟S620中對常通開關單元120的漏電流Ileak1進行分流的步驟包含：由稽納二極體ZD1提供電流路徑分流常通開關單元120的漏電流Ileak1（如第5圖中所示）。

電流補償方法600的具體操作及功能已於先前段落中詳細揭露。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解電流補償方法600如何基於上述多個實施例中的開關電路100以執行該等操作及功能，故不再於此贅述。

於上述之內容中，包含示例性的步驟。然而此些步驟並不必需依序執行。在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

綜上所述，本案透過應用上述實施例，利用電流補償單元與分流單元提供額外的電流路徑，分別對串疊開關中不匹配的漏電流進行相應補償，以維持上下開關的操作偏壓，避免因為漏電流不匹配造成的操作偏壓偏移導致串疊開關失效或是性能下降等現象，可有效改善現有技術中開關電路的缺失，提供更為可靠的功率開關裝置供電力電子裝置使用。

雖然本案內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本案內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本案內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾。舉例而言，分流單元除了可以是電阻器或是稽納二極體之外，亦可能為電阻器與稽納二極體之組合，因此本案內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧開關電路
120‧‧‧常通開關單元
122‧‧‧第一端
124‧‧‧第二端
126‧‧‧控制端
140‧‧‧常閉開關單元
142‧‧‧第一端
144‧‧‧第二端
146‧‧‧控制端
160‧‧‧電流補償單元
180‧‧‧分流單元
600‧‧‧電流補償方法
Vdd‧‧‧工作電壓
Vbias‧‧‧偏壓
Ileak1‧‧‧漏電流
Ileak2‧‧‧漏電流
Icom1‧‧‧補償電流
Icom2‧‧‧補償電流
R1‧‧‧電阻器
R2‧‧‧電阻器
ZD1‧‧‧稽納二極體

第1圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路示意圖； 第2A圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路示意圖； 第2B圖為根據本案一實施例所繪示的電流路徑示意圖； 第3A圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路示意圖； 第3B圖為根據本案一實施例所繪示的電流路徑示意圖； 第4圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路示意圖； 第5圖為根據本案一實施例所繪示的開關電路示意圖；以及 第6圖為根據本案一實施例所繪示的電流補償方法流程圖。

100‧‧‧開關電路

120‧‧‧常通開關單元

122‧‧‧第一端

124‧‧‧第二端

126‧‧‧控制端

140‧‧‧常閉開關單元

142‧‧‧第一端

144‧‧‧第二端

146‧‧‧控制端

160‧‧‧電流補償單元

180‧‧‧分流單元

Vdd‧‧‧工作電壓

Vbias‧‧‧偏壓

Claims (16)

1. 一種開關電路，包含： 一常通開關單元，包含一第一端、一第二端以及一控制端； 一常閉開關單元，包含： 一第一端，電性連接於該常通開關單元的該第二端； 一第二端，電性連接於該常通開關單元的該控制端；以及 一控制端； 一電流補償單元，電性連接於該常通開關單元的該第一端與該第二端之間，該電流補償單元用以在該常通開關單元的漏電流小於該常閉開關單元的漏電流的情形下產生一補償電流流往該常閉開關單元；以及 一分流單元，電性連接於該常閉開關單元的該第一端與該第二端之間，該分流單元用以在該常通開關單元的漏電流大於該常閉開關單元的漏電流的情形下對該常通開關單元的漏電流進行分流。
2. 如請求項第1項所述的開關電路，其中該常通開關單元的該第二端於操作時具有一偏壓，該偏壓的工作範圍係介於使該常通開關單元半導通的一電壓值以及該常閉開關單元的一崩潰電壓之間。
3. 如請求項第1項所述的開關電路，其中該電流補償單元包含一第一電阻器，該第一電阻器電性連接於該常通開關單元的該第一端與該第二端之間。
4. 如請求項第3項所述的開關電路，其中該分流單元包含一第二電阻器，該第二電阻器電性連接於該常閉開關單元的該第一端與該第二端之間。
5. 如請求項第4項所述的開關電路，其中該第一電阻器的等效電阻值介於約10百萬歐姆與約100百萬歐姆之間，該第二電阻器的等效電阻值介於約0.1百萬歐姆與約20百萬歐姆之間。
6. 如請求項第4項所述的開關電路，其中該第一電阻器與該第二電阻器為可變電阻器，該第一電阻器與該第二電阻器的等效電阻值根據該開關電路的一工作電壓動態調整。
7. 如請求項第3項所述的開關電路，其中該分流單元包含一稽納二極體，該稽納二極體電性連接於該常閉開關單元的該第一端與該第二端之間。
8. 如請求項第1項所述的開關電路，其中該常通開關單元包含三五族半導體元件，該常閉開關單元包含矽半導體元件。
9. 一種開關電路，包含： 一接面場效電晶體，包含一第一汲極、一第一源極以及一第一閘極； 一第一金氧半場效電晶體，包含： 一第二汲極，電性連接於該第一源極； 一第二源極，電性連接於該第一閘極；以及 一第二閘極； 一第一電阻器，電性連接於該第一汲極與該第一源極之間；以及 一分流元件，電性連接於該第二汲極與該第二源極之間。
10. 如請求項第9項所述的開關電路，其中該分流元件包含一第二電阻器，該第二電阻器電性連接於該第二汲極與該第二源極之間。
11. 如請求項第10項所述的開關電路，其中該第一電阻器的等效電阻值介於約10百萬歐姆與約100百萬歐姆之間，該第二電阻器的等效電阻值介於約0.1百萬歐姆與約20百萬歐姆之間。
12. 如請求項第9項所述的開關電路，其中該分流元件包含一稽納二極體，該稽納二極體電性連接於該第二汲極與該第二源極之間。
13. 一種開關電路中之電流補償方法，該開關電路包含一常通開關單元、一常閉開關單元、一電流補償單元以及一分流單元，該常通開關單元包含一第一端、一第二端以及一控制端；該常閉開關單元包含一第一端、一第二端以及一控制端，其中該常閉開關單元的該第一端電性連接於該常通開關單元的該第二端，該常閉開關單元的該第二端電性連接於該常通開關單元的該控制端；該電流補償單元電性連接於該常通開關單元的該第一端及該第二端；該分流單元電性連接於該常閉開關單元的該第一端及該第二端，該電流補償方法包含： 在該常通開關單元的漏電流小於該常閉開關單元的漏電流的情形下，藉由該電流補償單元產生一補償電流流往該常閉開關單元；以及 在該常通開關單元的漏電流大於該常閉開關單元的漏電流的情形下，藉由該分流單元對該常通開關單元的漏電流進行分流。
14. 如請求項第13項所述之方法，其中該電流補償單元包含一第一電阻器，產生該補償電流流往該常閉開關單元的步驟包含： 根據該開關電路的一工作電壓產生自該第一電阻器流往該常閉開關單元之該補償電流。
15. 如請求項第13項所述之方法，其中該分流單元包含一第二電阻器，對該常通開關單元的漏電流進行分流的步驟包含： 由該第二電阻器提供電流路徑分流該常通開關單元的漏電流。
16. 如請求項第13項所述之方法，其中該分流單元包含一稽納二極體，對該常通開關單元的漏電流進行分流的步驟包含： 由該稽納二極體提供電流路徑分流該常通開關單元的漏電流。