圖3中的兩個(gè)部分300、302，該兩個(gè)部分300、302在半導(dǎo)體主體100中彼此橫向地間隔開。半導(dǎo)體主體100的第一部分300中的主晶體管柵極106被連接到一個(gè)柵極電極102，并且半導(dǎo)體主體100的第二部分302中的主晶體管柵極108被連接到不同的柵極電極104。第一感測(cè)晶體管柵極110被設(shè)置在半導(dǎo)體主體100的第一部分300中，并且第二感測(cè)晶體管柵極112被設(shè)置在半導(dǎo)體主體100的第二部分302中。在一個(gè)實(shí)施例中，第一感測(cè)晶體管柵極110被插入半導(dǎo)體主體100的第一部分300中的主晶體管柵極106中的兩個(gè)之間，并且第二感測(cè)晶體管柵極112被插入半導(dǎo)體主體100的第二部分302中的主晶體管柵極108中的兩個(gè)之間。
[0031]包括在半導(dǎo)體主體100的第一部分300中的主晶體管柵極106和感測(cè)晶體管柵極110被連接到相同第一柵極電極102，并且因此一起被激活和去激活。同樣地，包括在半導(dǎo)體主體100的第二部分302中的主晶體管柵極108和感測(cè)晶體管柵極112被連接到相同第二柵極電極104，并且因此一起被激活和去激活。用這種方法，設(shè)置在半導(dǎo)體主體100的第一部分300中的主晶體管單元的總有源面積(Apactivel)與設(shè)置在半導(dǎo)體主體100的第二部分302中的主晶體管單元的總有源面積(ApactiVe2)的比等于第一感測(cè)晶體管單元的有源面積(AsactiveI)與第二感測(cè)晶體管單元的有源面積(Asactive2)的比，由等式(I)給定，不管主晶體管的哪些區(qū)段被激活?？梢酝ㄟ^將半導(dǎo)體主體100劃分成在半導(dǎo)體主體100中橫向地相互間隔開的對(duì)應(yīng)數(shù)目的部分來將主晶體管和感測(cè)晶體管劃分成多于兩個(gè)對(duì)應(yīng)區(qū)段。并且，感測(cè)晶體管的每個(gè)單獨(dú)可控制區(qū)段可以包括多于一個(gè)感測(cè)晶體管單元并且因此包括多于一個(gè)柵極110/112。
[0032]圖4圖示出包括設(shè)置在與主晶體管相同的半導(dǎo)體主體100中的感測(cè)晶體管的半導(dǎo)體器件的部分的自上而下平面視圖。圖4中所示出的實(shí)施例類似于圖3中所示出的實(shí)施例，然而，半導(dǎo)體主體100的第一部分300大于半導(dǎo)體主體100的第二部分302。例如，半導(dǎo)體主體100的第一部分300可以比半導(dǎo)體主體100的第二部分302大或者小1.5X、2X、2.5X、3X等。結(jié)果，包括在半導(dǎo)體主體100的第一部分300中的主晶體管單元的組合有源面積不同于(在這種情況下大于)包括在半導(dǎo)體主體100的第二部分302中的主晶體管單元的組合有源面積。
[0033]第一感測(cè)晶體管單元的有源面積被基于包括在半導(dǎo)體主體100的第一和第二部分300、302中的主晶體管單元的組合有源面積之間的差而相對(duì)于第二感測(cè)晶體管單元的有源面積進(jìn)行縮放。在所圖示的示例中，第一感測(cè)晶體管單元(即具有在圖4中標(biāo)記為‘SenseFETl’的柵極110的感測(cè)晶體管單元)的有源面積大于第二感測(cè)晶體管單元(即具有在圖4中標(biāo)記為‘SenseFET2’的柵極112的感測(cè)晶體管單元)的有源面積。如果半導(dǎo)體主體100的第一部分300小于半導(dǎo)體主體100的第二部分302，則適用相對(duì)情況。在任一種情況下，感測(cè)晶體管的單獨(dú)可控制區(qū)段的有源面積被與半導(dǎo)體主體100的不同部分300、302之間的尺寸差成比例地縮放，使得滿足等式(1)，不管主晶體管的哪些區(qū)段被激活。結(jié)果，不一定需要根據(jù)主晶體管的操作模式來調(diào)整被耦合到感測(cè)晶體管的電流感測(cè)電路(在圖4中未示出)的增益以保持相對(duì)恒定的Ron_sense/Ron_main。替代地，按比例并且結(jié)合主晶體管的有源區(qū)的數(shù)目來調(diào)整感測(cè)晶體管的有源區(qū)的數(shù)目。
[0034]圖5圖示被耦合到感測(cè)晶體管的電流感測(cè)電路400的電路示意圖。可以將電流感測(cè)電路400集成在與感測(cè)晶體管和主晶體管相同的管芯(芯片)402中或者在分離管芯中提供。在任一種情況下，電流感測(cè)電路400感測(cè)流過主晶體管的總電流(Imain)以及在主晶體管和感測(cè)晶體管的公共節(jié)點(diǎn)處被感測(cè)晶體管鏡像的電流(Isense)。電流感測(cè)電路400還均衡主晶體管和感測(cè)晶體管的公共節(jié)點(diǎn)處的電壓，并且輸出表示被感測(cè)晶體管鏡像的電流的電流感測(cè)信號(hào)(lout)。在圖4中所示出的示例中，主晶體管具有N個(gè)單元或分支，并且感測(cè)晶體管具有單個(gè)單元(分支)。同樣地，在該示例中，lout = Imain/N。
[0035]根據(jù)該實(shí)施例，電流感測(cè)電路400是跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(OTA)ATA確保感測(cè)晶體管的源和主晶體管的源處于相同電位，即OTA的虛擬接地。流過感測(cè)晶體管的電流是流過主晶體管的電流的I /N。OTA輸出電流的復(fù)制被用作電流感測(cè)電路400的輸出的表示。
[0036]圖6圖示被親合到感測(cè)晶體管的電流感測(cè)電路400的另一電路示意圖。圖5中所示出的實(shí)施例類似于圖5中所示出的實(shí)施例，然而，用在反饋路徑中具有電阻器(R)的運(yùn)算放大器來替代0ΤΑ。凈效果是相同的:電流Isense = Imain/N也流過感測(cè)電阻器R，以便均衡運(yùn)算放大器的虛擬接地處的感測(cè)晶體管和主晶體管的源極電位。當(dāng)感測(cè)晶體管和主晶體管的源極電位是OV時(shí)，電流感測(cè)輸出是由下式給定的電壓(Vout):
Vout = Isense*R = R*Imain/N(2)
在其它實(shí)施例中，以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)電流感測(cè)電路400?？梢酝ㄟ^以數(shù)字方式使環(huán)路閉合來獲得虛擬接地。比較器可以檢測(cè)感測(cè)晶體管和主晶體管的源極電壓是否不同，并且相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)數(shù)字積分器(例如遞增/遞減計(jì)數(shù)器)。積分器進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電流導(dǎo)向DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，其向感測(cè)晶體管中注入電流，類似于先前在本文中描述的OTA操作。在該實(shí)施例中，電流感測(cè)輸出信號(hào)是數(shù)字的。
[0037 ]圖7圖示被親合到感測(cè)晶體管的電流感測(cè)電路400的又一電路示意圖。圖7中所示出的電路配置類似于圖5中所示出的配置，然而，感測(cè)晶體管和主晶體管具有公共源極而不是公共漏極，使得必須均衡漏極電位而不是源極電位。圖7中的電流感測(cè)電路400的電流感測(cè)輸出1ut由等式(2)給定?？梢岳闷渌愋偷碾娏鞲袦y(cè)電路。在每種情況下，電流感測(cè)電路400的增益保持固定，不管響應(yīng)于負(fù)載需求而在操作期間被激活的主晶體管的單獨(dú)可控制區(qū)段的數(shù)目。并且，感測(cè)晶體管和主晶體管在圖5-7中被示出為nMOS器件。然而，感測(cè)晶體管和主晶體管可以替代地是pMOS器件。本文所描述實(shí)施例同樣地適用于nMOS和pMOS器件兩者。
[0038]為了便于描述而使用諸如“下面”、“以下”、“下”、“之上”、“上”等空間相對(duì)術(shù)語以解釋一個(gè)元件相對(duì)于第二元件的定位。這些術(shù)語意圖涵蓋除與圖中所描繪的那些不同的取向之外的器件的不同取向。此外，還使用諸如“第一”、“第二”等術(shù)語來描述各種元件、區(qū)域、區(qū)段等，并且其也不意圖是限制性的。相同術(shù)語遍及本描述指代相同元件。
[0039]如本文所使用的術(shù)語“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是開放式術(shù)語，其指示所陳述的元件或特征的存在，但不排除附加元素或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”意圖包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外清楚地指明。
[0040]考慮上述變化和應(yīng)用范圍，應(yīng)理解的是本發(fā)明不受前文描述的限制，也不受附圖的限制。替代地，本發(fā)明僅僅由以下權(quán)利要求及其法定等價(jià)物限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 主晶體管，設(shè)置在半導(dǎo)體主體中并且包括多個(gè)區(qū)段，所述多個(gè)區(qū)段經(jīng)由設(shè)置在半導(dǎo)體主體之上的分離柵極電極單獨(dú)可控制；以及 感測(cè)晶體管，設(shè)置在與主晶體管相同的半導(dǎo)體主體中并且包括與主晶體管相同數(shù)目的單獨(dú)可控制區(qū)段，感測(cè)晶體管的每個(gè)單獨(dú)可控制區(qū)段被配置成鏡像流過主晶體管的單獨(dú)可控制區(qū)段中的一個(gè)的電流并且被連接到與主晶體管的單獨(dú)可控制區(qū)段相同的柵極電極。2.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中: 主晶體管包括設(shè)置在形成于半導(dǎo)體主體中的溝槽中的多個(gè)主晶體管柵極，每個(gè)主晶體管柵極被配置成控制鄰近于該主晶體管柵極設(shè)置的主晶體管的溝道區(qū)； 主晶體管的單獨(dú)可控制區(qū)段中的第一個(gè)包括主晶體管柵極的第一組； 主晶體管的單獨(dú)可控制區(qū)段中的第二個(gè)包括主晶體管柵極的第二組； 主晶體管柵極的第一組被連接到柵極電極中的第一個(gè)； 主晶體管柵極的第二組被連接到柵極電極中的第二個(gè)； 感測(cè)晶體管包括設(shè)置在形成于半