一种开关元件和电子设备的制作方法

1.本发明涉及开关技术领域，具体涉及一种开关元件和电子设备。


背景技术：

2.开关是一种用于控制线路的通断的电子元件。在电子设备中常设置开关供用户按压控制相关线路的通断状态，以进行电子设备的开启、关闭或使电子设备实现相应的功能。传统的按键开关需要被按压并移动一个较大的行程才能被触发，因此需要在电子设备的外壳开孔，使按键露出外壳供用户按压，按键开关与外壳之间的间隙使水和灰尘进入电子设备内部，不利于电子设备的稳定工作，降低了电子设备的使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于提供一种开关元件和电子设备，能够解决现有的开关需要露出设备表面设置的问题。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种开关元件，包括半导体衬底、源极、漏极、栅极绝缘层、第一电容极板和第二电容极板；所述半导体衬底的第一面具有栅极区以及分别设置在所述栅极区两侧的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区的导电类型与所述栅极区的导电类型不同；所述源极设置在所述源极区；所述漏极设置在所述漏极区；所述栅极绝缘层设置在所述栅极区上；所述第一电容极板设置在所述栅极绝缘层上；所述第二电容极板与所述第一电容极板平行相对设置。
5.在部分实施例中，所述源极区和所述漏极区的导电类型为n型，所述栅极区的导电类型为p型。
6.在部分实施例中，所述开关元件还包括电容介质层，设置在所述第一电容极板和所述第二电容极板之间。
7.在部分实施例中，所述栅极绝缘层还部分地覆盖所述源极区和所述漏极区，所述第一电容极板在所述半导体衬底的第一面的投影与所述源极区和所述漏极区具有重合的区域。
8.第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括壳体以及设置在所述壳体内的工作电路，所述工作电路包括开关元件、电源管理电路和驱动电路；所述电源管理电路与所述开关元件电连接，所述电源管理电路被配置为根据所述开关元件的通断状态控制电源的输入和/或输出状态；其中，所述开关元件包括半导体衬底、源极、漏极、栅极绝缘层、第一电容极板和第二电容极板；所述半导体衬底的第一面具有栅极区以及分别设置在所述栅极区两侧的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区的导电类型与所述栅极区的导电类型不同；所述源极设置在所述源极区，所述源极与所述电源管理电路电连接；所述漏极设置在所述漏极区，所述漏极与所述电源管理电路电连接；所述栅极绝缘层设置在所述栅极区上；所述第一电容极板设置在所述栅极绝缘层上；所述第二电容极板与所述第一电容极板平行相对设置，所述第二电容极板与所述壳体的内壁连接；其中，所述驱动
电路与所述第一电容极板和所述第二电容极板电连接以对所述第一电容极板和所述第二电容极板施加电压。
9.在部分实施例中，所述源极区和所述漏极区的导电类型为n型，所述栅极区的导电类型为p型，所述驱动电路被配置为使所述第一电容极板与所述电源的正极电连接。
10.在部分实施例中，所述开关元件还包括电容介质层，设置在所述第一电容极板和所述第二电容极板之间。
11.在部分实施例中，所述栅极绝缘层还部分地覆盖所述源极区和所述漏极区，所述第一电容极板在所述半导体衬底的第一面的投影与所述源极区和所述漏极区具有重合的区域。
12.在部分实施例中，所述电子设备还包括电源，设置在所述壳体内，所述电源与所述电源管理电路和所述驱动电路电连接。
13.在部分实施例中，所述电子设备为充电盒，用于为待充电产品充电；所述壳体包括盒体和盒盖，所述盒体包括顶壁、底壁和连接所述顶壁和底壁的侧壁，所述顶壁、所述底壁和所述侧壁连接形成腔体，所述开关元件设置在所述腔体内，所述第二电容极板与所述侧壁的内壁连接，所述顶壁的外表面具有容置槽，所述容置槽用于容置所述待充电产品，所述盒盖与所述容置槽相对；所述电源管理电路被配置为根据所述开关元件的通断状态控制所述电源对所述待充电产品输出电能。
14.本发明实施例提供了一种开关元件和电子设备，开关元件包括半导体衬底、源极、漏极、栅极绝缘层、第一电容极板和第二电容极板；半导体衬底的第一面具有栅极区以及分别设置在栅极区两侧的源极区和漏极区，源极区和漏极区的导电类型与栅极区的导电类型不同，源极设置在源极区，漏极设置在漏极区，栅极绝缘层设置在栅极区上，第一电容极板设置在栅极绝缘层上，第二电容极板与第一电容极板平行相对设置。由此，通过改变第一电容极板与第二电容极板的距离就可以控制开关元件的通断，开关元件的行程较短，不需要露出设备表面设置，可以提升电子设备外观的完整度，有利于电子设备的防水防尘，同时开关元件的结构简单，体积较小，并方便用户操作。
附图说明
15.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
16.图1是本发明实施例的一种开关元件的结构示意图；
17.图2是本发明实施例的另一种开关元件的结构示意图；
18.图3是本发明实施例的一种开关元件处于断开状态的原理示意图；
19.图4是本发明实施例的一种开关元件处于闭合状态的原理示意图；
20.图5是本发明实施例的一种电子设备的外观示意图；
21.图6是本发明实施例的一种电子设备的内部结构示意图；
22.图7是本发明实施例的开关元件在电子设备内部的安装示意图；
23.图8是本发明实施例的一种电子设备的工作电路的结构示意图；
24.图9是本发明实施例的一种电子设备的盒盖打开时的示意图。
25.附图标记说明：
26.t
‑
目标电路；i
‑
反型层；
27.100
‑
开关元件；110
‑
半导体衬底；111
‑
栅极区；112
‑
源极区；113
‑
漏极区；120
‑
源极；130
‑
漏极；140
‑
栅极绝缘层；150
‑
第一电容极板；160
‑
第二电容极板；170
‑
电容介质层；180
‑
侧墙；
28.200
‑
壳体；210
‑
盒体；211
‑
顶壁；211a
‑
容置槽；212
‑
底壁；213
‑
侧壁；214
‑
腔体；220
‑
盒盖；
29.300
‑
电源管理电路；310
‑
第一接入端；320
‑
第二接入端；
30.400
‑
驱动电路；
31.500
‑
电源；
32.600
‑
印制电路板。
具体实施方式
33.以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
34.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
35.除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.图1和图2是本发明实施例的两种不同的开关元件的结构示意图。
38.参照图1和图2，本发明实施例的开关元件100包括半导体衬底110、源极120、漏极130、栅极绝缘层140、第一电容极板150和第二电容极板160。半导体衬底110的第一面具有栅极区111，以及分别设置在栅极区111两侧的源极区112和漏极区113。源极120设置在源极区112上，漏极130设置在漏极区113上。栅极绝缘层140设置在栅极区111上，第一电容极板150设置在栅极绝缘层140上，栅极绝缘层140用于使栅极区111和第一电容极板150电性绝缘。第二电容极板160与第一电容极板150基本平行设置，且第二电容极板160与第一电容极板150相对。
39.半导体衬底110可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅，也可以是锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料，还可以是其他半导体材料。在本实施例中，半导体衬底110的材料可以是硅。
40.半导体衬底110的第一面具有栅极区111、源极区112和漏极区113，其中，源极区112和漏极区113分别设置在栅极区111的两侧，或者说，栅极区111设置在源极区112和漏极区113之间。
41.源极区112和漏极区113的导电类型相同，栅极区111的到导电类型与源极区112和漏极区113的导电类型不同。通过在半导体衬底110中掺入相应类型的杂质，可以使源极区112、漏极区113和栅极区111具有相应的导电类型。源极区112和漏极区113可以通过同样的
工艺掺入相同的杂质，使源极区112和漏极区113具有相同的性质，则源极区112和漏极区113可以彼此互换。在一种实施方式中，源极区112和漏极区113的导电类型为n型，栅极区111的导电类型为p型。p型半导体又称空穴型半导体，是以空穴导电为主的半导体。n型半导体又称为电子型半导体，是以电子导电为主的半导体。通过在源极区112和漏极区113掺入无价杂质元素(例如砷、磷等)可以使源极区112和漏极区113形成n型半导体，通过三价杂质元素(例如硼、铟、镓等)可以使栅极区111形成p型半导体。
42.当然，根据需要，也可以使源极区112和漏极区113的导电类型为p型，而栅极区111的导电类型为n型。
43.由于栅极区111的到导电类型与源极区112和漏极区113的导电类型不同，源极区112与栅极区111、以及漏极区113与栅极区111之间分别形成pn结。pn结加正向电压时导通，而加反向电压时截止。因此，当外部电路中的两个断点分别电连接至源极120和漏极130时，由于两个pn结相背设置，无论电流的方向如何，总有一个pn结处于反偏状态，从而使外部电路均处于断路状态。
44.栅极区111上设置有栅极绝缘层140，栅极绝缘层140用于隔离半导体衬底110和设置在栅极绝缘层140上的其他材料。栅极绝缘层140的材料可以选择高介电常数的材料，可以减少第一电容极板150与栅极区111之间的直接隧穿电流。例如，栅极绝缘层140的材料可以采用hfo2、hfsio、hfsion、hftaon、tio2、al2o3或zro2，等等。栅极绝缘层140可以采用沉积的方式形成，例如可以采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成。栅极绝缘层140可以为单层结构，也可以是多层结构，本发明实施例对此不作限制。
45.第一电容极板150设置在栅极绝缘层140上。第一电容极板150可以采用化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或电镀工艺形成，也可以采用其他方式设置在栅极绝缘层140上。第一电容极板150包括导电金属层，导电金属层可以包括金属单质材料，也可以包括合金材料。例如，导电金属层可以包括钨(w)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、钼(mo)、铂(pt)、钽(ta)、镍锰合金(例如nimn3和nimn5)、镍铬合金(例如nicr9)等材料。
46.第一电容极板150还可以包括阻挡层，阻挡层设置在导电金属层与栅极绝缘层140之间，用于隔离导电金属层与栅极绝缘层140，避免导电金属层中的金属原子扩散至栅极绝缘层140中，以及阻挡在形成导电金属层的过程中产生的中间产物进入栅极绝缘层140中，从而增加栅极绝缘层140的缺陷。阻挡层可以包括氧化铜(cuo)、氮化铜(cun)、氮化钛(tin)或氮化钽(tan)等等。
47.第二电容极板160采用金属导体材料制成，第二电容极板160可以与第一电容极板150采用相同的材料，也可以与第一电容极板150采用不同的材料。第二电容极板160与第一电容极板150之间间隔一定的距离，并基本相平行。第一电容极板150与第二电容极板160之间具有电介质，由此，第一电容极板150、第二电容极板160以及第一电容极板150和第二电容极板160之间的电介质构成平行板电容器。第一电容极板150和第二电容极板160被施加一定的电压时，该平行板电容器会产生相应的电场，从而影响栅极区111的载流子(空穴和电子)的分布。
48.第一电容极板150和第二电容极板160之间的电介质可以是空气，也可以是其他的电介质材料。在一种实施方式中，开关元件100还包括电容介质层170，电容介质层170设置在第一电容极板150和第二电容极板160之间充当电介质，电容介质层170的两端分别与第
一电容极板150和第二电容极板160连接。电容介质层170可以为具有一定的弹性的绝缘材料，例如可以采用具有一定弹性的高分子聚合物，由此，在对第二电容极板160施加一定的外力时可以使得第一电容极板150和第二电容极板160之间的距离发生变化。具体地，在本实施例中，电容介质层170具有压缩复原的弹性，当第二电容极板160受到指向第一电容极板150的压力时，电容介质层170受力被压缩，使得第一电容极板150和第二电容极板160之间的距离减小。当外力撤去时，由于电容介质层170的弹性，第一电容极板150和第二电容极板160之间的距离恢复到原来的大小。在另一种实施方式中，第一电容极板150和第二电容极板160之间以空气为电介质，例如，可以将半导体衬底110固定在第一物体上，而将第二电容极板160固定在第二物体上，并使第一电容极板150和第二电容极板160间隔一定距离相对设置，当对第二物体施加压力，使第二电容极板160向靠近第一电容极板150的方向运动，可以改变第一电容极板150与第二电容极板160的距离。
49.与第一电容极板150的导电金属层相类似，源极120和漏极130的材料可以采用钨(w)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、钼(mo)、铂(pt)、钽(ta)、镍锰合金(例如nimn3和nimn5)、镍铬合金(例如nicr9)等导电金属材料。在一种实施方式中，源极120和漏极130可以采用铜或铜合金等电阻率较低的金属材料。栅极和漏极130的材料可以相同，也可以不同。
50.参照图1和图2，在部分实施例中，第一电容极板150在半导体衬底110的第一面上的投影与源极区112和漏极区113分别具有重合的区域，也即，第一电容极板150的宽度较栅极区111的宽度更大，使得栅极区111能够与第一电容极板150的中部相对。由于带电平板边缘处的电场线较弯曲而靠近中部的电场基本平行，因此，使第一电容极板150与源极区112和漏极区113分别具有重合的区域可以保证栅极区111处的电场基本为平行电场，保证开关元件100能够正常工作并提高开关元件100的灵敏度。
51.源极120、漏极130和第一电容极板150之间彼此绝缘。在部分实施例中，参照图1，栅极绝缘层140部分地覆盖源极区112和漏极区113，源极120和漏极130分别设置在源极区112和漏极区113未被栅极绝缘层140覆盖的部分。在一种实施方式中，栅极绝缘层140从栅极区111向两侧延伸，覆盖源极区112靠近栅极区111的一部分区域和漏极区113靠近栅极区111的一部分区域，第一电容极板150设置在栅极绝缘层140上并延伸至栅极绝缘层140的边缘，栅极和漏极130可以分别设置在栅极绝缘层140的两侧并与第一电容极板150之间间隔一定的距离。
52.在部分实施例中，参照图2，开关元件100还可以包括侧墙180，侧墙180为绝缘材料。侧墙180设置在第一电容极板150的两侧，源极120和漏极130设置在侧墙180的外侧，侧墙180将第一电容极板150的两侧与源极120和漏极130隔离开来，从而实现源极120与第一电容极板150以及漏极130与第一电容极板150之间的绝缘。在一种实施方式中，侧墙180可以部分地覆盖源极区112和漏极区113。
53.图3本发明实施例的一种开关元件处于断开状态的原理示意图，图4是本发明实施例的一种开关元件处于闭合状态的原理示意图。下面以源极区112和漏极区113的导电类型为n型、栅极区111的导电类型为p型为例，并结合图3和图4说明本发明实施例的开关元件100的工作原理。
54.在使用时，将开关元件100接入至需要设置开关的目标电路t，使将源极120和漏极130分别与目标电路t中的两个断点电连接。通过驱动电路对第一电容极板150和第二电容
极板160施加一个恒定电压作为驱动电压，使第一电容极板150携带一定极性、一定数量的电荷。第一电容极板150与直流电源的正极连接，第二电容极板160与直流电源的负极连接，使第一电容极板150携带一定数量的正电荷。根据需要，第二电容极板160可以接地，第二电容极板160接地时，第二电容极板160可视为携带电荷量为零。
55.第一电容极板150携带的电荷量可以通过公式q＝cu计算，其中，q为第一电容极板150携带的电荷量，c为电容器的电容，u为第一电容极板150与第二电容极板160间的电压。对于平行板电容器而言，电容的大小可以通过公式c＝εs/d计算得出。其中，c为电容器的电容，s为极板的面积，d为两个极板间电介质的厚度，ε为电介质的介电常数。由以上两个公式可知，第一电容极板150携带的电荷量q＝εus/d。由此，在第一电容极板150和第二电容极板160的面积一定，极板间的电介质材料不变，且第一电容极板150和第二电容极板160间的电压一定的情况下，第一电容极板150携带的电荷量与第一电容极板150和第二电容极板160间的距离成反比。该平行板电容器产生的电场在栅极区111处的电场强度与第一电容极板150携带的电荷量成正比。
56.该平行板电容器产生一定的电场，该电场基本垂直于半导体衬底110，排斥p型栅极区111的多子空穴而吸引少子电子。参照图4，当第二电容极板160受到外力(例如用户的按压)而向靠近第一电容极板150的方向运动时，第一电容极板150和第二电容极板160间的距离减小，第一电容极板150携带的电荷量增大，第一电容极板150产生的电场在栅极区111处的强度也增大。当第一电容极板150和第二电容极板160的距离减小到一定的距离值时，该电场强度增大到一定的值，使得p型栅极区111中一定数量的少子电子被吸引至p型栅极区111的表面，p型栅极区111的表面形成反型层i(在图3和图4中，该反型层i为n型)，由此导通两侧的n型的源极区112和漏极区113，进而导通目标电路t，实现开关“闭合”的效果。也即，开关元件100“闭合”时，形成一个闭合的电流回路：目标电路t
→
源极120
→
源极区112
→
栅极区111表面的反型层i
→
漏极区113
→
漏极130
→
目标电路t。第一电容极板150和第二电容极板160之间的距离越小，则产生的电场强度越大，被吸引到p型栅极区111的表面的少子电子就越多，形成的反型层i的宽度就越大，开关元件100的电阻也就越小。
57.参照图3，当用户撤去按压力后，在电容介质层170的弹力的作用下，或者在其他外力的作用下，第二电容极板160向远离第一电容极板150的方向运动并回到原来的位置，第二电容极板160与第一电容极板150之间的距离增大，该平行板电容器产生的电场在栅极区111处的电场强度减小，被吸引到栅极区111表面的少子电子的数量减少，直至无法形成反型层i将源极区112和漏极区113导通，开关元件100处形成断路。
58.施加到第一电容极板150和第二电容极板160的恒定电压的具体大小根据开关元件100的具体参数(例如栅极区111掺杂离子的类型和掺杂浓度、第一电容极板150和第二电容极板160未受外力时的距离、第一电容极板150和第二电容极板160之间的电介质的介电常数等等)进行选择，使得开关元件100在未受外力时(第二电容极板160未被按压时)，产生的电场的大小不足以使栅极区111的表面形成反型层导通源极区112和漏极区113。也即，第二电容极板160未被按压时，开关元件100处为断路。
59.本发明实施例中的开关元件100可以应用于多种使用场景中作为控制电路通断的开关使用。可选地，本发明至少部分实施例中的开关元件100可以应用于电子设备中，作为供用户按压以使电子设备实现相应功能的按钮使用。本发明实施例中的开关元件100通过
改变第一电容极板150和第二电容极板160之间的距离改变由第一电容极板150和第二电容极板160组成的电容器的电容，从而实现控制相应的电路通断。第一电容极板150和第二电容极板160之间的距离的一个较小的变化量即可使开关元件100在闭合和断开之间切换，由此可以实现通过轻触的方式控制开关元件100的状态，而无需用户按压开关移动较大的行程，可以提升用户的使用体验。同时，本发明实施例中的开关元件100可以设置在电子设备的壳体的内侧，通过按压外壳使壳体产生微小的形变即可控制开关元件100，无需在外壳上开孔，有利于电子设备的一体化设计，提升防水防尘性能和外观的整洁度。同时，与设置触摸感应芯片检测人手触摸时产生的脉冲信号控制通断的触摸开关相比，本发明实施例的开关元件100结构简单，体积较小，成本较低。
60.图5是本发明实施例的一种电子设备的外观示意图，图6是本发明实施例的一种电子设备的内部结构示意图，图7是本发明实施例的开关元件在电子设备内部的安装示意图，图8是本发明实施例的一种电子设备的工作电路的结构示意图。其中，图7是图6中的a处局部放大示意图。
61.在部分实施例中，参照图5
‑
图8，电子设备包括壳体200和设置在壳体200内的工作电路，工作电路包括电源管理电路300、驱动电路400和本发明至少部分实施例中的开关元件100。电源管理电路300与电子设备的内置电源或与电子设置外部的电源电连接，用于管理电源500的输入和/或输出状态。开关元件100的源极120和漏极130分别与电源管理电路300电连接，电源管理电路300根据开关元件100的通断状态控制电源500的输入和/或输出状态。驱动电路400与开关元件100中的第一电容极板150和第二电容极板160电连接，对第一电容极板150和第二电容极板160施加一定的电压，以使开关元件100能够被触发而正常工作。第二电容极板160与壳体200的内壁连接，当用户按压壳体200上的相应区域时，壳体200产生形变，使第二电容极板160与第一电容极板150之间的距离缩小，使开关元件100处的电路被导通，从而使电源管理电路300的第一接入端310和第二接入端320被导通。由此，壳体200处不需要设置供开关元件100露出的孔，壳体200可以保持较高的完整性。
62.在本技术中，电源的输入状态包括下列中的一项或多项：电源是否接收电能的输入、电源采用何种方式接收电能的输入、包含多个电源时确定哪一部分电源接收电能的输入，或者其他与电源的输入相关的状态。电源的输出状态包括下列中的一项或多项：电源是否进行电能的输出，电源的输出功率，电源的输出方式，电源的电能在电子设备中的各个其他用电部件中的分配方式，包含多个电源时确定哪一部分电源进行电能的输出，以及其他与电源的输出相关的状态。
63.参照图8，电源管理电路300包括第一接入端310和第二接入端320，第一接入端310和第二接入端320之间形成开路，开关元件100接入至第一接入端310和第二接入端320之间。具体地，源极120与第一接入端310连接，漏极130与第二接入端320连接。
64.电子设备可以包括电源500，电源500设置在壳体200内，电源管理电路300和驱动电路400电连接。驱动电路400始终保持通路并对第一电容极板150和第二电容极板160施加恒定电压，以使开关元件100始终保持工作状态而能够被触发。该电源500可以为可充电电池，电子设备还设置连接器、无线电能接收电路等与该电源500电连接，以接收外部的电能为该电源500充电。
65.电子设备也可以不设置电源500，而是通过电缆等电连接件与外部电源连接，通过
外部电源为电子设备的工作提供电能。当电子设备与外部电源连接并从外部电源获得电能时，驱动电路400被导通，使开关元件100处于工作状态而能够被按压触发。
66.驱动电路400可以包括线性稳压器，以保证对第一电容极板150和第二电容极板160施加稳定的电压。当电源500的输出电压较低时，该线性稳压器可以采用低压差现行线性稳压器，以保证驱动电路400能够正常工作。驱动电路400对第一电容极板150和第二电容极板160施加的电压大小根据开关元件100的参数进行选择，以使壳体200未受到挤压时，第一电容极板150和第二电容极板160产生的电场不足以在栅极区111的表面产生反型层而导通源极区112和漏极区113；同时，在壳体200受到一定的挤压力时，第一电容极板150和第二电容极板160产生的电场强度足以使开关元件100被导通。
67.在部分实施例中，电子设备还包括接地件(图中未示出)，第二电容极板160与接地件连接，使第二电容极板160接地，可以降低静电对电子设备的工作产生的不良影响，同时提高了安全性。
68.在部分实施例中，该电子设备可以作为充电盒实现，充电盒用于对待充电产品充电。该待充电产品可以是各种可充电的产品，例如耳机、电池、电子手表、电动牙刷等等。例如，参照图5
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图7，该电子设备可以是耳机充电盒，该待充电产品为耳机。壳体200包括盒体210和盒盖220，盒体210包括顶壁211、底壁212和连接顶壁211和底壁212的侧壁213，顶壁211和底壁212相对设置，顶壁211、底壁212和侧壁213相连接围绕形成一个中空的腔体214。在部分实施例中，侧壁213和底壁212可以一体形成，可以提高盒体210的密封性/工作电路可以全部设置在该腔体214内，也可以将一部分设置在腔体214内而另一部分设置在盒盖220内。在一种实施方式中，电源500、电源管理电路300、驱动电路400和开关元件100均设置在该腔体214内。
69.图9是本发明实施例的一种电子设备的盒盖打开时的示意图。
70.参照图6和图9，顶壁211的外表面具有容置槽211a，用于容置待充电产品，容置槽211a的形状与待充电产品的形状相匹配，以对待充电产品进行定位，避免待充电产品在容置槽211a中晃动。盒盖220与该容置槽211a相对设置，且盒体210与盒盖220之间可相对活动，使得盒盖220能够关上对容置槽211a进行封闭和打开以露出容置槽211a，例如盒盖220可以与盒体210铰接(如图9所示)或者与盒体210可完全分离。盒盖220的形状与盒体210的顶壁211形状相匹配，以使盒盖220关上后能够对容置槽211a进行良好的密封，以实现对容置槽211a中的待充电产品的保护作用。
71.该充电盒可以通过有和/或无线的方式实现向待充电产品的电能传输。在一种实施方式中，该电子设备还包括输出端子，输出端子与电源500电连接，输出端子的一端可以设置在容置槽211a中，当待充电产品放置在容置槽211a中时，待充电产品上的充电触点可以与该输出端子电连接。在另一种实施方式中，待充电产品具有无线电能接收电路，该电子设备包括无线电能输出电路，当待充电产品放置在容置槽211a中时，无线电能输出电路能够与待充电产品中的无线电能接收电路耦合，以无线的方式进行电能的传输。
72.参照图6和图7，电源管理电路300和驱动电路400的部分或全部可以集成在印制电路板600上，该印制电路板600固定在盒体210的腔体214内。开关元件100的半导体衬底110具有与第一面相对的第二面，半导体衬底110的第二面可以固定在该印制电路板600与侧壁213相对的一面。第二电容极板160固定在侧壁213的内壁上并与第一电容极板150正对，例
如，第二电容极板160可以通过粘接、焊接等方式与侧壁213的内壁连接。盒体210的侧壁213由绝缘材料制成，并具有一定的弹性。当用户按压侧壁213上与第二电容极板160相应的区域时，侧壁213产生形变，使第二电容极板160与第一电容极板150之间的距离缩小，从而使开关元件100“闭合”，电源管理电路300中的第一接入端310和第二接入端320被导通。当用户的手离开侧壁213时，侧壁213恢复原来的形状，使第二电容极板160与第一电容极板150之间的距离恢复至原来的状态，从而使开关元件100“断开”。在一种实施方式中，电源管理电路300可以根据开关元件100的通断状态控制电源500对该待充电产品的电能输出状态。例如，用户按压侧壁213使开关元件100“闭合”，电源管理电路300可以响应于接收到开关元件100的闭合信号，使电源500向待充电产品传输电能。在一种实施方式中，电源管理电路300还可以根据用户在预定的时间范围内按压开关元件100的次数来对电源500的输入和/或输出状态进行相应的管理。例如，电源管理电路300响应于在一定的时间范围内(例如2秒)接收到一次开关元件100的闭合信号，控制电源500以第一方式(例如一个较大的功率)输出电能；而电源管理电路300响应于在一定的时间范围内(例如2秒)接收到两次开关元件100的闭合信号，控制电源500以第一方式(例如一个较小的功率)输出电能。
73.电子设备通过应用本发明至少部分实施例中的开关元件，可以使得电子设备的壳体无需预留供开关元件露出的孔，可以提升电子设备外观的完整度，有利于电子设备的防水防尘，提高了开关元件的可靠性，并方便用户操作。同时，开关元件的结构简单，可以使电子设备的结构更加紧凑，有利于电子设备的小型化。
74.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。