发明创造名称：带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路
外观设计名称：
决定号：201403
决定日：2020-01-17
委内编号：1F261571
优先权日：
申请（专利）号：201611137388.5
申请日：2016-12-12
复审请求人：湖南国科微电子股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：姜颖婷
合议组组长：王治华
参审员：贺晓锋
国际分类号：G05F1/575
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所限定的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，该区别技术特征为本领域公知的技术，则该权利要求相对于该对比文件与本领域的公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611137388.5，名称为“带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2016年12月12日，公开日为2017年03月15日，申请人为湖南国科微电子股份有限公司。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年08月03日发出驳回决定，其驳回理由是：权利要求1没有以说明书为依据、权利要求2不清楚，权利要求1和2不符合专利法第26条第4款的规定。并在“其他说明”部分指出：假定权利要求1、2的上述特征修改为“所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout、所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极”，使权利要求1、2符合专利法第26条第4款的规定，仍存在下述问题：权利要求1、3和4不符合专利法第22条第2款有关新颖性的规定、权利要求2不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。驳回决定中引用了如下1篇对比文件：
对比文件1：集成带隙基准源设计，李正大，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》，2013年第2期， 公开日为2013年02月15日。
驳回决定所依据的文本为：申请日2016年12月12日提交的权利要求第1-4项、说明书摘要、说明书第1-32段、摘要附图、说明书附图1-2。驳回决定所针对的权利要求如下：
“1. 一种带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路，其特征在于，包括：运算放大器AMP、功率管M0、功率管M1、功率管M2、基极与集电极连接成二极管形式的三极管Q0、Q1和Q2，以及分压电阻R0和R1，其中，所述三极管Q0、Q1和Q2的发射极分别连接所述分压电阻R0的第一分压支路、所述功率管M1的漏极以及所述分压电阻R1的第二分压支路，所述运算放大器AMP的反向输入端Vn接入所述三极管Q1的发射极与所述功率管M1的漏极之间，且其同向输入端Vp接入所述第一分压支路，所述功率管M0的栅极与所述运算放大器AMP的输出端相连，源极与所述功率管M1和M2的源极汇聚并通过电源电压VDD与所述运算放大器AMP的中间级连接，漏极连接所述第一分压支路，所述功率管M1的栅极与所述功率管M2的栅极汇聚并连接于所述功率管M0的栅极与所述功率放大器AMP的输出端之间，所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout之间。
2. 根据权利要求1所述的带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路，其特征在于，还包括负载电容CL，所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极之间，另一端接地。
3. 根据权利要求1或2所述的带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路，其特征在于，所述功率管M0、M1和M2均为PMOS管。
4. 根据权利要求1所述的带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路，其特征在于，所述三极管Q0、Q1和Q2的集电极汇聚并接地。”
驳回决定的驳回理由中指出：（1）权利要求1中记载的特征“所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout之间”与说明书附图1中的记载“所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout”不一致，因此该权利要求没有以说明书为依据，不符合专利法第26条第4款的规定。（2）权利要求2中记载了“所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极之间”，本领域技术人员不清楚电容CL的一端如何连接在输出端Vout与所述功率管M2的漏极之间，使得该权利要求不清楚，不符合专利法第26条第4款的规定。（3）同时在“其他说明”部分指出，假定申请人对权利要求1、2进行修改，将上述特征修改为“所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout”、“所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极”，使权利要求1、2符合专利法第26条第4款的规定，权利要求1-4也不具备专利法第22条第2,3款规定的新颖性或创造性，其理由为：对比文件1公开了权利要求1的全部技术特征，且对比文件1所公开的技术方案与该权利要求所要求保护的技术方案属于同一技术领域，解决了相同的技术问题，并能产生相同的技术效果，因此权利要求1不具备专利法第22条第2款规定的新颖性。权利要求2与对比文件1的区别特征为“还包括负载电容CL，所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极，另一端接地”，上述区别特征为本领域的公知常识，因此，在其引用的权利要求1不具备新颖性的基础上，权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求3-4的附加技术特征已被对比文件1公开，因此在权利要求3引用的权利要求1或2不具备新颖性或创造性的基础上，该权利要求3不具备专利法第22条第2款规定的新颖性或专利法第22条第3款规定的创造性；在权利要求4引用的权利要求1不具备新颖性的基础上，权利要求4不具备专利法第22条第2款规定的新颖性。
申请人湖南国科微电子股份有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年09月26日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求的全文修改替换页。其中权利要求的修改为：在驳回决定所针对的文本的基础上，将权利要求1中的特征“所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout之间”修改为“所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout”，将权利要求2中的特征“所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极之间”修改为“所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极”后与权利要求2的其他特征一起补入权利要求1中，删除权利要求2，同时修改权利要求的序号和引用关系。修改后的权利要求1如下：
“1. 一种带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路，其特征在于，包括：运算放大器AMP、功率管M0、功率管M1、功率管M2、基极与集电极连接成二极管形式的三极管Q0、Q1和Q2，以及分压电阻R0和R1，其中，所述三极管Q0、Q1和Q2的发射极分别连接所述分压电阻R0的第一分压支路、所述功率管M1的漏极以及所述分压电阻R1的第二分压支路，所述运算放大器AMP的反向输入端Vn接入所述三极管Q1的发射极与所述功率管M1的漏极之间，且其同向输入端Vp接入所述第一分压支路，所述功率管M0的栅极与所述运算放大器AMP的输出端相连，源极与所述功率管M1和M2的源极汇聚并通过电源电压VDD与所述运算放大器AMP的中间级连接，漏极连接所述第一分压支路，所述功率管M1的栅极与所述功率管M2的栅极汇聚并连接于所述功率管M0的栅极与所述功率放大器AMP的输出端之间，所述第二分压支路连接于所述功率管M2的漏极与输出端Vout，所述带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路还包括负载电容CL，所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极，另一端接地。”
复审请求人认为：修改后的权利要求1通过加载负载电容，在负载电容和输出级功率管配合下使得带隙基准具备驱动能力并可直接作为LDO使用，起到了降低功耗、简化电路结构、减小面积、节约成本的作用。对比文件1公开了带隙基准源，没有设置负载电容，不能作为LDO，也没有将其作为LDO使用的启示。因此，权利要求1-3具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月12日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月27日向复审请求人发出复审通知书，指出：本申请解决的技术问题是提供一种带隙基准和低压差线性稳压器兼容的电路，但其设置的电路是一种常见的带隙结构，而低压差线性稳压器LDO是一种通过输出电压反馈、经误差放大器等组成的控制电路来控制调整管的管压降（即压差）来达到稳压目的的电路，其中调整管工作在线性区，且输入和输出电压之间的电压差较小，其电路结构至少包括从调整管的输出电压端反馈输出电压的信息给放大器。本申请说明书附图2所示的带隙基准电路与低压差线性稳压器的工作原理和目的完全不同，同时，本申请的带隙基准电路的输出电压端是功率管M2的漏极，其输出端并未连接到放大器AMP，与输出电压Vout相关的信息也就没有反馈给放大器AMP，本申请的放大器AMP的输入端连接的是管M0、M1两支支路，也就是说，该电路并没有经过输出电压反馈来控制调整管实现稳压，这也与低压差线性稳压器不同，因此也不能将该电路认为是低压差线性稳压器，不能解决所述技术问题。因此本领域技术人员采用说明书给出的技术手段不能够解决发明所要解决的技术问题，说明书公开的内容不充分，不符合专利法第26条第3款的规定。权利要求1要求保护一种带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路，该技术方案对应本申请说明书附图2所示的电路的实施方式，由于说明书的内容没有充分公开，因此，权利要求1的概括不合理，不符合专利法第26条第4款的规定。
复审请求人于2019年05月13日提交了意见陈述书，但未对申请文件进行修改。
复审请求人认为，（1）本申请的输出电压根据公式推导得出，通过调整M2的大小和电阻的大小调节输出电压的大小。（2）对比文件1中的带隙基准电路改善温度系统补偿，并没有设置负载电容，该带隙基准电路不具备驱动能力，不能作为LDO使用。本申请通过设置负载电容和输出级功率管，使得带隙基准具备驱动能力，驱动能力大小主要与PMOS的尺寸有关，同时该带隙基准可直接作为LDO使用，克服了技术偏见，具有简化电路、减小芯片面积、节约成本的效果。
合议组于2019年08月22日再次向复审请求人发出复审通知书，指出：（1）权利要求1与对比文件1的区别在于：带隙基准电路用作低压差线性稳压器，PMOS管M0、M1、M2均为功率管，还包括负载电容CL，所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极，另一端接地。上述区别是本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1和本领域的公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。并对复审请求人的意见陈述进行了答复。（2）从属权利要求2-3的附加技术特征或被对比文件1公开，或属于本领域常用的技术手段，因此当其引用的权利要求不具备创造性的基础上，权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年09月26日再次提交了意见陈述书，但未对申请文件进行修改。
复审请求人认为，（1）对比文件1中公开的PMOS管的PM0，PM1，PM2源极和漏极与审查意见不符，对比文件1中PM0-PM2的漏极汇聚，非审查意见中的PM0-PM2的源极汇聚，并通过电源电压VDD连接到运放OPP的中间级，同时对比文件1中应为PM0-PM2的源极分别与运放的输入端和输出端VREF连接，因此权利要求1中功率管PM0-PM2的源极和漏极与运放的连接关系与对比文件1的不同，构成了区别特征之一。基于该区别可以确定权利要求1实际解决的技术问题为如何将带隙基准和功率放大电路合二为一，使得带隙基准可直接用作LDO。（2）由于对比文件1中的PM0-PM2的源极和漏极与运放的连接关系不同，因此不能认为其是与本申请基本相同的电路结构，电路功能主要依赖于各元器件之间的连接关系，例如两个元件串联和并联的效果不同，本申请改变带隙基准电路中的元器件之间的连接关系，将带隙基准和功率放大器合二为一，带隙基准实现最后的输出，输出电压可通过正负温度系数的控制电阻实现合适的电压，通过调大功率管M2的尺寸使得电路具有一定的驱动能力，且通过增大电容实现一定的补偿，驱动能力主要由M2的尺寸决定，通过调节M2和电阻的大小调节输出电压的大小，从而起到了简化电路结构、减小面积、降低功耗、节约成本的作用。对比文件1并未公开将带隙基准用作LDO，也没有给出启示，因此权利要求1-3具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2018年09月26日提交了权利要求的全文修改替换页。经审查，其中所作的修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本决定以申请日2016年12月12日提交的说明书摘要、说明书第1-32段、摘要附图、说明书附图1-2，以及2018年09月26日提交的权利要求第1-3项为基础作出。
有关创造性的问题
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所限定的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，该区别技术特征为本领域公知的技术，则该权利要求相对于该对比文件与本领域的公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
具体到本案：
1.权利要求1请求保护一种带隙基准和低压差线性稳压器的兼容电路。对比文件1公开了一种带隙参考电路（相当于权利要求1的带隙基准），其公开了如下技术特征（参见第20-21页)：如图2.20所示，带隙基准源包括运算放大器OPP（相当于权利要求1的运算放大器AMP）、三个PMOS管PM0、PM1、PM2、基极与集电极连接成二极管形式的PNP型三极管Q0、Q1、Q2（相当于权利要求1的三极管Q0、Q1、Q2） 以及电阻R0、R1（相当于权利要求1的分压电阻R0和R1），其中，Q0的发射极连接电阻R0的第一分压支路，Q1的发射极连接至PMOS管PM1的漏极， Q2的发射极连接电阻R1的第二分压支路，运算放大器OPP的负极输入端连接至三极管Q1的发射极与PM1的漏极之间，而运算放大器OPP的正极输入端连接至电阻R0的第一分压支路，PM0、PM1与PM2的栅极与运算放大器OPP的输出端连接，PM0的源极与PM1、PM2的源极汇聚并通过电源VDD（相当于权利要求1中的电源电压VDD）连接至运算放大器OPP的第三端（相当于所述运算放大器AMP的中间级），PM0的漏极连接第一分压支路，PM1的栅极与PM2的栅极汇聚并连接于PM0的栅极和运算放大器OPP的输出端之间,第二分压支路连接于PM2的漏极和输出端VREF（相当于权利要求1的输出端Vout）在M1、M2、M3的宽长比相同的情况下，输出的电压为VREF=VBE2 (R1/R0)ΔVEB，其中ΔVEB为晶体管Q0、Q1的基极-发射极电压之差，用VT*ln(n)表示，n为Q0、Q1的发射结面积之比，VBE2为Q2的基极-发射极电压。
由此可见，权利要求1与对比文件1的区别在于：带隙基准电路用作低压差线性稳压器，PMOS管M0、M1、M2均为功率管，还包括负载电容CL，所述负载电容CL一端连接于所述输出端Vout与所述功率管M2的漏极，另一端接地。基于上述区别，该权利要求实际解决的技术问题是提供电路的另一种用途。
对比文件1公开了与本申请基本相同的电路结构，具有相同的工作原理和输出电压方式，都是根据运放的虚短虚断特性得出输出电压，所不同的主要在于电路的驱动能力和稳定性。而根据负载的需求常需将电路设置成具有一定驱动能力和稳定性的电路结构，对低压差线性稳压器而言其通常需要具备一定的驱动能力和稳定性，这是本领域公知公用的技术，因此在对比文件1已经公开与本申请相同工作原理的电路结构的基础上，通过提高电路的驱动能力和稳定性以用作低压差线性稳压器是本领域技术人员容易想到的，且由此产生的效果也是本领域技术人员能够预期的，这无需克服技术障碍，也无需付出创造性的劳动。至于具体的提高驱动能力和稳定性的方式，将各PMOS管设置为功率管以提高驱动能力和在输出端连接负载电容以通过电容的特性提高稳定性和进行补偿是本领域常用的技术手段。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）对比文件1第20页第6-7行明确记载了“如图2.20所示，M1、M2和运放组成反馈电路，精确钳制M1、M2的漏极电位，也就是A和B点的电位相等”，本领域技术人员根据上述记载可以确定，运放钳制的是M1、M2的漏极，本领域技术人员公知的运放通过正反相输入端来钳制电位，结合图2.20中记载的运放和PMOS管的连接结构，运放OPP的正反相输入端连接的PMOS管PM0、PM1的电极应为漏极，相应的PM0、PM1与VDD连接的另一电极应为源极。同时，根据图2.20中电源VDD和地线的设置方式和整体电路的工作原理，电流大体应从上向下流动，也就是说，电流应该从PMOS管PM0、PM1上方的电极（即与VDD连接的电极）流向下方的电极（即与运放输入端连接的电极），结合上述电流流向，PMOS管PM0、PM1上方的电极（即与VDD连接的电极）应为源极，而下方的电极（即与运放输入端连接的电极）应为漏极。对本领域技术人员而言，如果按照复审请求人的意见源极和漏极与上述结论相反，则PMOS管和整体电路结构无法实现带隙基准电压源的正常工作，这显然不符合常理。由于PM2的设置与PM0、PM1相似，与上述理由类似的也可以确定PM2的源极应为上方与VDD连接的电极，漏极应为下方与输出连接的电极。因此合议组不能认同复审请求人有关源漏极形成区别的认定，同时由于权利要求1中并未记载功率放大器，而只是记载了运算放大器，且基于上述评述，运算放大器与PM0-PM2的连接方式已被对比文件1公开，权利要求1与对比文件1的区别如上所述，基于上述区别，权利要求1实际解决的技术问题与复审请求人所声称的如何将带隙基准和功率放大器电路合二为一的问题无关。（2）基于上述评述可以看出，对比文件1公开了与本申请基本相同的电路连接结构，具有相同的工作方式和原理，同时对比文件1公开的电路结构决定了其输出电压受电阻的影响，管M2的尺寸决定电路驱动能力，这都是本领域技术人员根据已知的电路结构能够得到的。尽管对比文件1和权利要求1存在功率管和负载电容等区别，但该区别并不足以影响电路的工作方式，也与两个元器件串联和并联两种连接关系的差异完全不同，上述区别主要是驱动能力有所不同。同时，本领域技术人员公知的，带隙基准电路具有一定的驱动能力，需要多大驱动能力根据后续电路来确定，本领域技术人员有动机根据后续电路的需求合理设置电路的驱动能力。同时将电路中元器件设置成功率器件以提高驱动能力是本领域的常用技术手段，MOS管设置成功率管，调节尺寸能调节驱动能力、在电压输出端设置负载电容也是本领域的常用技术手段，在本领域技术人员已经明确上述电路能够实现较为稳定的电压输出和具备一定驱动能力、LDO一般相对于带隙基准具有较大的驱动能力的基础上，通过上述手段提高电路的驱动能力和稳定性并将其用作LDO对本领域技术人员而言是很容易想到的，且由此产生的效果也是能够预料的，这无需付出创造性劳动。此外，对比文件1也明确记载了在M1-M3宽长比相同的情况下的输出电压VREF，也记载了通过选取适当的电阻和n值可以得到与温度无关的输出VREF，也就是说输出电压VREF受晶体管的宽长比和电阻的影响，本领域技术人员根据电路结构也能够明了通过调节二者的大小能够调节输出电压。因此，复审请求人的意见不予接受。
2.从属权利要求2引用了权利要求1，对比文件1公开了（参见图2.20）：PM0、PM1、PM2管（相当于管M0、M1、M2）为PMOS管。而将上述三个PMOS管设置成功率管是本领域常用的技术手段，参见上述评述。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3. 从属权利要求3引用了权利要求1，其附加特征已被对比文件1公开了（参见图2.20）：三极管Q0、Q1、Q2的集电极汇聚并接地。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述，权利要求1-3不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月03日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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