輸入電力保護(hù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及輸入電力保護(hù)。在一個(gè)總體方面，提供一種設(shè)備，該設(shè)備可包括輸入端、輸出端和接地端。所述設(shè)備還可包括耦接在所述輸入端與所述輸出端之間的過(guò)電流保護(hù)器件。所述設(shè)備還可包括耦接在所述輸出端與所述接地端之間的熱分流器件，所述熱分流器件被配置為在閾值溫度以熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作。
【專利說(shuō)明】輸入電力保護(hù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明書涉及輸入電力端口保護(hù)電路及部件。

【背景技術(shù)】
[0002]可使用諸如熔絲、熱短路器和/或齊納二極管這樣的多個(gè)分立器件來(lái)保護(hù)輸入電力端口和/或相關(guān)部件以免它們處于不期望的電力狀態(tài)(例如，超溫狀態(tài)、過(guò)電流狀態(tài)和/或過(guò)電壓狀態(tài))。當(dāng)使用多個(gè)分立器件來(lái)保護(hù)輸入電力端口以免其處于不期望的電力狀態(tài)時(shí)，分立器件之間可能發(fā)生不可預(yù)測(cè)的和/或不需要的相互作用。例如，選擇用于對(duì)輸入電力端口提供過(guò)電壓保護(hù)的某些分立器件可能不以有利的方式與選擇用于對(duì)輸入電力端口提供過(guò)電流保護(hù)的其他分立器件相互作用。不匹配的部件可以導(dǎo)致在為輸入電力端口要保護(hù)的下游部件形成各種不規(guī)則失效模式和/或損壞，其中包括(但不限于)印刷電路板起火。此外，當(dāng)多個(gè)分立部件被用于在常規(guī)電路中來(lái)保護(hù)輸入電力端口時(shí)，輸入電力端口處的保護(hù)組件的復(fù)雜性及成本可以不利的方式增加。因此，需要用以解決目前技術(shù)的不足并提供其他新穎和創(chuàng)新特征的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個(gè)總的方面，一種設(shè)備可包括輸入端、輸出端和接地端。該設(shè)備還可包括耦接在輸入端與輸出端之間的過(guò)電流保護(hù)器件。該設(shè)備還可包括耦接在輸出端與接地端之間的熱分流器件，所述熱分流器件被配置為在閾值溫度以熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作。
[0004]在另一個(gè)總的方面，一種設(shè)備可包括輸入端、輸出端和接地端。該設(shè)備還可包括耦接在輸出端與接地端之間的過(guò)電壓保護(hù)器件。該設(shè)備還可包括耦接在輸出端與接地端之間且與過(guò)電壓保護(hù)器件并聯(lián)的熱激活電流阱。該設(shè)備另外還可包括耦接在輸入端與輸出端之間的過(guò)電流保護(hù)器件，該過(guò)電流保護(hù)器件與過(guò)電壓保護(hù)器件及熱激活電流阱熱耦合，使得由過(guò)電流保護(hù)器件在低于過(guò)電流保護(hù)器件的額定電流的電流下所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致過(guò)電壓保護(hù)器件和熱激活電流阱中的至少一個(gè)從高阻抗?fàn)顟B(tài)改變到低阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0005]在又一個(gè)總的方面，一種設(shè)備可包括過(guò)電壓保護(hù)部分，該過(guò)電壓保護(hù)部分包括熱激活電流阱。該設(shè)備還可包括過(guò)電流保護(hù)部分，該過(guò)電流保護(hù)部分可操作地耦接至過(guò)電壓保護(hù)部分，使得過(guò)電壓保護(hù)部分從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)改變至熱致導(dǎo)電狀態(tài)將導(dǎo)致過(guò)電流保護(hù)部分從電流傳導(dǎo)狀態(tài)改變至電流隔斷狀態(tài)。
[0006]附圖和以下說(shuō)明中示出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)以下說(shuō)明和附圖以及權(quán)利要求，本發(fā)明的其他特征將顯而易見(jiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為示出輸入電力保護(hù)裝置的框圖。
[0008]圖2為輸入電力保護(hù)裝置的示意圖。
[0009]圖3A至圖3D為示出由輸入電力保護(hù)裝置通過(guò)熱耦合機(jī)制而達(dá)成的電力保護(hù)的曲線圖。
[0010]圖4A至圖4C為示出由輸入電力保護(hù)裝置響應(yīng)于過(guò)電流事件而達(dá)成的電力保護(hù)的曲線圖。
[0011]圖5A到圖5C為示出由輸入電力保護(hù)裝置響應(yīng)于過(guò)電壓事件而達(dá)成的電力保護(hù)的曲線圖。
[0012]圖6A為示出輸入電力保護(hù)裝置的俯視剖視圖的框圖。
[0013]圖6B為示出圖6A所示的輸入電力保護(hù)裝置的側(cè)面剖視圖的框圖。
[0014]圖7A為示出輸入電力保護(hù)裝置的部件的頂視圖的框圖。
[0015]圖7B為示出圖7A所示的輸入電力保護(hù)裝置的部件的側(cè)視圖的框圖。
[0016]圖8為示出過(guò)電流保護(hù)插座和過(guò)電壓保護(hù)插座的框圖。
[0017]圖9為示出使用輸入電力保護(hù)裝置的方法的流程圖。
[0018]圖1OA為根據(jù)實(shí)施例的輸入電力保護(hù)裝置的側(cè)視圖。
[0019]圖1OB為根據(jù)實(shí)施例的圖1OA所示的輸入電力保護(hù)裝置的頂視圖。
[0020]圖1lA為根據(jù)實(shí)施例的另一個(gè)輸入電力保護(hù)裝置的側(cè)視圖。
[0021]圖1lB為根據(jù)實(shí)施例的圖1lA所示的輸入電力保護(hù)裝置的頂視圖。
[0022]圖12A為示出根據(jù)實(shí)施例的輸入電力保護(hù)裝置的部件的頂視圖的又一個(gè)框圖。
[0023]圖12B為示出圖12A所示的輸入電力保護(hù)裝置的部件的側(cè)視圖的框圖。
[0024]圖13A和圖13B為示出根據(jù)示例性實(shí)施例的另外的輸入電力保護(hù)裝置的示意圖。
[0025]圖14為示出根據(jù)實(shí)施例的可用于實(shí)施熱激活電流阱的P型肖特基(Schottky)二極管的剖視圖。
[0026]圖15為示出將標(biāo)準(zhǔn)PN結(jié)二極管與P型肖特基二極管(如圖14示出的P型肖特基二極管)的漏電流與溫度的關(guān)系進(jìn)行比較的曲線圖。
[0027]圖16為示出根據(jù)實(shí)施例的熱激活電流阱(例如，熱分流器)的電流與溫度的關(guān)系的曲線圖。
[0028]圖17為示出根據(jù)實(shí)施例的輸入電力保護(hù)裝置的布局的框圖。
[0029]圖18為示出根據(jù)實(shí)施例的又一個(gè)輸入電力保護(hù)裝置的框圖。
[0030]圖19為示出根據(jù)實(shí)施例的包括(如圖18所示的)輸入電力保護(hù)裝置(電路)的印刷電路板的不意圖。
[0031]圖20為示出根據(jù)實(shí)施例的用于使用輸入電力保護(hù)裝置的方法的流程圖。
[0032]圖21為示出根據(jù)實(shí)施例的再一個(gè)輸入電力保護(hù)裝置的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1為示出輸入電力保護(hù)裝置100的框圖。如圖1所示，輸入電力保護(hù)裝置100包括過(guò)電流保護(hù)部分Iio和過(guò)電壓保護(hù)部分120。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120可統(tǒng)稱為輸入電力保護(hù)裝置100的部件。
[0034]輸入電力保護(hù)裝置100被配置為向負(fù)載140提供電力保護(hù)以避免所述負(fù)載處于一種或多種不期望的電源狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，不期望的電源狀態(tài)(其可包括過(guò)電壓狀態(tài)和/或過(guò)電流狀態(tài))，諸如電壓尖峰(與電源噪音相關(guān))和/或電流尖峰(由下游過(guò)電流事件(例如短路)導(dǎo)致)，可能由電源130產(chǎn)生。例如，負(fù)載140可能包括會(huì)被以不期望的方式被電源130產(chǎn)生的電流和/或電壓的相對(duì)快的增加損壞的電子部件(例如，傳感器、晶體管、微處理器、專用集成電路(ASIC)、分立部件、電路板)。因此，輸入電力保護(hù)裝置100可被配置為檢測(cè)并防止電流和/或電壓的這些相對(duì)快的增加以至損壞負(fù)載140和/或其他與負(fù)載140相關(guān)的部件(例如電路板)。
[0035]在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120可包括在輸入電力保護(hù)裝置100中，使得過(guò)電流保護(hù)部分110提供串聯(lián)過(guò)電流保護(hù)，并且過(guò)電壓保護(hù)部分120提供接地過(guò)電壓保護(hù)的分路。可將過(guò)電流保護(hù)部分110提供的串聯(lián)過(guò)電流保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)部分120提供的接地過(guò)電壓保護(hù)的分路集成在輸入電力保護(hù)裝置100的單個(gè)封裝中，使得輸入電力保護(hù)裝置100是一個(gè)獨(dú)立的分立部件。
[0036]輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120可被配置為保護(hù)負(fù)載140，例如使之不受到電源130產(chǎn)生的電壓的突然或持續(xù)的增加的影響。換句話說(shuō)，可將輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為響應(yīng)于(例如)過(guò)電壓事件而對(duì)負(fù)載140提供電壓保護(hù)。在一些實(shí)施例中，可將輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為基于在一個(gè)或多個(gè)電壓狀態(tài)(例如，在特定時(shí)間段上持續(xù)的電壓電平，超過(guò)閾值電壓的電壓)保護(hù)負(fù)載140不受到電源130產(chǎn)生的電壓的影響。
[0037]在一些實(shí)施例中，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為將導(dǎo)電狀態(tài)從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至短路狀態(tài)(例如，高導(dǎo)電/低電阻狀態(tài))。當(dāng)處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為將過(guò)電壓保護(hù)器件(及下游負(fù)載)上的電壓限制(例如，鉗位)在閾值電壓(例如，電壓極限，箝位電壓)。例如，如果過(guò)電壓保護(hù)部分是齊納二極管或者包括齊納二極管，那么，可將齊納二極管配置為當(dāng)處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，將齊納二極管兩端的電壓限制在齊納擊穿電壓。當(dāng)處于短路狀態(tài)時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)部分120可能處于熱致短路狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，短路狀態(tài)可以是器件的失效模式，在該失效模式下過(guò)電壓保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)的物理變化導(dǎo)致短路。換句話講，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為，響應(yīng)于過(guò)電壓保護(hù)部分120的溫度增加超過(guò)閾值溫度，而從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至短路狀態(tài)。例如，如果過(guò)電壓保護(hù)部分120是齊納二極管，那么，響應(yīng)于高于齊納二極管的閾值溫度BT的溫度的在齊納二極管的PN結(jié)間的金屬(metals)遷移可以弓I起齊納二極管內(nèi)的短路(例如，在PN結(jié)兩端)。
[0038]在一些實(shí)施例中，一旦過(guò)電壓保護(hù)部分120已經(jīng)變換至短路狀態(tài)，那么，過(guò)電壓保護(hù)部分120可能不會(huì)改變回電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)。換句話講，從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)到短路狀態(tài)的變化可以為不可逆變化(例如，物理變化)。在一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)部分120可以是，或者可以包括，被配置為從短路狀態(tài)可逆地改變回電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)的裝置。
[0039]因此，當(dāng)在過(guò)電壓保護(hù)部分120處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)的同時(shí)電壓輸出超過(guò)閾值電壓時(shí)，或者如果過(guò)電壓保護(hù)部分120的溫度超過(guò)閾值溫度并且過(guò)電壓保護(hù)部分120變換至短路狀態(tài)，則電源130 (并且在過(guò)電壓保護(hù)部分120兩端)的電壓輸出可以被改變。例如，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為，當(dāng)電壓輸出超過(guò)閾值電壓時(shí)(在過(guò)電壓保護(hù)部分120處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)的同時(shí))，限制來(lái)自電源130 (以及過(guò)電壓保護(hù)部分120上)的電壓。在一些實(shí)施例中，在過(guò)電壓狀態(tài)已經(jīng)結(jié)束后，電壓將不再由過(guò)電壓保護(hù)部分120限制(因?yàn)檫^(guò)電壓保護(hù)部分120上的電壓將低于閾值電壓)。又如，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為，當(dāng)電壓輸出超過(guò)閾值溫度且過(guò)電壓保護(hù)部分120變換至短路狀態(tài)時(shí)引起短路，所述短路限制從電源130輸出(以及過(guò)電壓保護(hù)部分120上)的電壓。在一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)部分120可被認(rèn)為，當(dāng)在變換至短路狀態(tài)從而限制從電源130輸出的電壓時(shí)，變換至高導(dǎo)電狀態(tài)或失效成短路。
[0040]在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120可以是或者可包括例如任何類型的瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)(也可稱為瞬態(tài)電壓抑制裝置)。在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120可以是或者可包括例如任何類型的被配置為在電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)(響應(yīng)于電壓變化)和短路狀態(tài)(響應(yīng)于溫度變化)之間改變的裝置。在一些實(shí)施例中，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為在電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)和短路狀態(tài)之間可逆地或不可逆地變化。在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120可包括一個(gè)或多個(gè)齊納二極管、一個(gè)或多個(gè)金屬氧化物變阻器，和/或等等其他裝置。
[0041]輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110可被配置為保護(hù)負(fù)載140，例如使之不受到電源130產(chǎn)生的電流的突然或持續(xù)的增加的影響。換句話講，可將輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110配置為響應(yīng)于(例如)過(guò)電流事件而對(duì)負(fù)載140提供電流保護(hù)。在一些實(shí)施例中，可將輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110配置為基于一個(gè)或多個(gè)電流狀態(tài)(例如，在特定時(shí)間段上持續(xù)的電流電平，超過(guò)閾值電壓的電流，短暫高電流脈沖)保護(hù)負(fù)載140不受到電源130產(chǎn)生的電流的影響。在一些實(shí)施例中，可將過(guò)電流保護(hù)部分110配置為，當(dāng)從電源130輸出(以及通過(guò)過(guò)電流保護(hù)部分110)的電流超過(guò)閾值電流(在一特定時(shí)間段內(nèi)或持續(xù)一特定時(shí)間段)時(shí)，將導(dǎo)電狀態(tài)從高導(dǎo)電狀態(tài)(例如，低電阻狀態(tài))變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，高電阻狀態(tài))，所述低導(dǎo)電狀態(tài)防止或限制(明顯地限制)電流流向負(fù)載140。例如，可將過(guò)電流保護(hù)部分110配置為當(dāng)從電源130輸出(以及通過(guò)過(guò)電流保護(hù)部分110)的電流超過(guò)閾值電流(在特定時(shí)間段內(nèi))時(shí)導(dǎo)致開(kāi)路(例如，熔化而產(chǎn)生開(kāi)式電路，燒斷而產(chǎn)生開(kāi)式電路)，以防止電流流向負(fù)載140。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)部分110可被認(rèn)為在如上所述地限制從電源130輸出的電流時(shí)失效成開(kāi)路。在一些實(shí)施例中，在過(guò)電流狀態(tài)已經(jīng)結(jié)束后，可將過(guò)電流保護(hù)部分110配置為，將導(dǎo)電狀態(tài)從低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，高電阻狀態(tài))變換至高導(dǎo)電狀態(tài)(例如，低電阻狀態(tài))。
[0042]在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110可以是或可包括任何類型的過(guò)電流保護(hù)器件。在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110可以是或可包括例如任何類型的被配置為在導(dǎo)電狀態(tài)之間改變(例如，從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài))的裝置。換句話講，過(guò)電流保護(hù)部分110可包括任何類型的響應(yīng)于由轉(zhuǎn)換到低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，高電阻狀態(tài))引起的增加的電流的電流敏感型開(kāi)關(guān)裝置。在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110可以是或可包括例如熔絲、硅電流限位開(kāi)關(guān)、基于多晶硅的熔絲、電子熔絲(電熔絲)、聚合物正溫度系數(shù)(PPTC)器件、陶瓷正溫度系數(shù)(CPTC)器件、和/或等等器件。在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置100可稱為熔式(fusing) 二極管。
[0043]在本實(shí)施例中，將過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120集成在輸入電力保護(hù)裝置100中，使得輸入電力保護(hù)裝置100是單個(gè)集成部件(例如，單個(gè)分立部件)。換句話講，輸入電力保護(hù)裝置100是包括過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120這二者的單個(gè)集成部件。特別地，將過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120集成在具有三個(gè)端子(輸入端102、輸出端104和接地端106 (這些端可統(tǒng)稱為端子))的輸入電力保護(hù)裝置100的單個(gè)封裝中。在一些實(shí)施例中，端子可稱為端口、引腳、部分，等等(例如，輸入端口 102可稱為輸入引腳102或輸入部分102)。結(jié)合圖6A至圖9B描述輸入電力保護(hù)裝置的物理特性的實(shí)例，所述輸入電力保護(hù)裝置是既有過(guò)電壓保護(hù)部分又有過(guò)電流保護(hù)部分的分立部件。
[0044]如圖1所示，輸入電力保護(hù)裝置100、電源130和負(fù)載140可包括在(例如，集成在)計(jì)算裝置10中。在一些實(shí)施例中，計(jì)算裝置10可以是例如計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、主機(jī)、電子測(cè)量裝置、數(shù)據(jù)分析裝置、手機(jī)、電子裝置，等等。
[0045]因?yàn)閷⑦^(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120集成在單個(gè)部件中，所以組件可被簡(jiǎn)化并可使得生產(chǎn)成本降低。在一些實(shí)施例中，將過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120集成在單個(gè)部件(即，輸入電力保護(hù)裝置100)中，使得可以不必將單獨(dú)的過(guò)電流保護(hù)器件和過(guò)電壓保護(hù)器件安裝在計(jì)算裝置(例如，計(jì)算裝置10)中。相反，過(guò)電流保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)可由包括過(guò)電流保護(hù)部分I1和過(guò)電壓保護(hù)部分120這二者的輸入電力保護(hù)裝置100提供。在一些實(shí)施例中，與如果用多個(gè)分開(kāi)的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)相t匕，通過(guò)使用為單個(gè)部件的輸入電力保護(hù)裝置100可更有效地分配電路板空間。
[0046]在一些實(shí)施例中，因?yàn)閷⑦^(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120集成在輸入電力保護(hù)裝置100中，所以可將過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為以期望的方式協(xié)同(例如相匹配)工作。特別地，可將過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為(例如，將其大小配置為)使得過(guò)電壓狀態(tài)和過(guò)電流狀態(tài)以期望的方式共同作用。例如，可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為使得過(guò)電壓保護(hù)部分120可不會(huì)導(dǎo)致過(guò)電流保護(hù)部分110例如過(guò)早地變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，變換至高電阻狀態(tài)，失效成開(kāi)路，燒斷，熔化而產(chǎn)生開(kāi)式電路)。如果未適當(dāng)匹配，則:過(guò)電壓保護(hù)器件可變換至短路狀態(tài)(例如，失效成短路、產(chǎn)生短路)，并可導(dǎo)致過(guò)電流保護(hù)器件(其與過(guò)電壓保護(hù)器件分開(kāi))在錯(cuò)誤的情況下變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)，這種情況將無(wú)需過(guò)電壓保護(hù)部分的狀態(tài)改變，而保持電流低于過(guò)電流保護(hù)器件的閾值電流。
[0047]在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120被集成在單個(gè)分立部件中，這可降低發(fā)生不期望的過(guò)電壓保護(hù)部分120斷開(kāi)故障模式(該模式進(jìn)而可導(dǎo)致對(duì)負(fù)載140的不期望的損壞和/或火災(zāi))的風(fēng)險(xiǎn)。例如，如果過(guò)電壓保護(hù)部分120與過(guò)電流保護(hù)部分110未被適當(dāng)匹配，那么，過(guò)電壓保護(hù)部分120 (而不是過(guò)電流保護(hù)部分110)可能失效成開(kāi)路，因此，可能無(wú)法適當(dāng)?shù)叵拗曝?fù)載140上的電壓。
[0048]如上所述，過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120可各自被配置為能獨(dú)立地提供電力保護(hù)。例如，可將過(guò)電流保護(hù)部分110配置為響應(yīng)于過(guò)電流事件而提供過(guò)電流保護(hù)，并可將過(guò)電壓保護(hù)部分120配置為響應(yīng)于過(guò)電壓事件而提供過(guò)電壓保護(hù)。在一些實(shí)施例中，因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120集成在輸入電力保護(hù)裝置100中，所以，過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120之間的熱耦合(用虛線雙箭頭表示)也可用來(lái)對(duì)負(fù)載140提供電力保護(hù)(例如，過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù))。特別地，熱耦合可以是這樣的機(jī)制，過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120通過(guò)該機(jī)制可相互作用(例如，協(xié)同工作)，以對(duì)負(fù)載140提供電力保護(hù)。在一些實(shí)施例中，如果不將過(guò)電流保護(hù)部分110和過(guò)電壓保護(hù)部分120作為單個(gè)部件集成在輸入電力保護(hù)裝置100中，那么，這種熱耦合可能是不可行的。
[0049]例如，可將由過(guò)電流保護(hù)部分110在引出不期望的電流電平時(shí)產(chǎn)生的熱量傳遞至過(guò)電壓保護(hù)部分120。傳遞至過(guò)電壓保護(hù)部分120的熱量會(huì)導(dǎo)致過(guò)電壓保護(hù)部分120從電呈系統(tǒng)中這可以引起電路板起火。
'類型的電源，例如，開(kāi)關(guān)電源、直流(00電昏130可包括這樣的電源，其可以是任何類電池，等等。
0。如圖2所示，輸入電力保護(hù)裝置200包,力保護(hù)裝置200的過(guò)電流保護(hù)部分。在一其組合)形成，例如，招、錫、銅、鉛、黃銅、青2包括齊納二極管220 (其可為一種173 二作輸入電力保護(hù)裝置200的過(guò)電壓保護(hù)部任何類型的半導(dǎo)體材料的剛結(jié)(其由？型輯導(dǎo)體器件，所述任何類型的半導(dǎo)體材料例
,括硅襯底150，其包括結(jié)的至少一部分中，結(jié)可以用單晶或多晶半導(dǎo)體制備，例攔長(zhǎng)，等等。雖然在齊納二極管的上下文中1是，可能將任何類型的過(guò)電壓保護(hù)部分與204耦接并作為單個(gè)節(jié)點(diǎn)。齊納二極管220還耦接至接地端206。
[0055]因?yàn)檩斎腚娏ΡＷo(hù)裝置200包括三端子結(jié)構(gòu)，所以熔絲210可以失效成開(kāi)路(也可被稱為燒斷)，并中斷到齊納二極管220和經(jīng)由輸出端204耦接至輸入電力保護(hù)裝置200的下游系統(tǒng)(例如負(fù)載)的電流。在一些實(shí)施例中，熔絲210可以失效成開(kāi)路，這時(shí)熔絲210熔斷而產(chǎn)生開(kāi)路。在一些實(shí)施例中，熔絲210可響應(yīng)于下游過(guò)電流事件、過(guò)電壓事件和/或熱耦合機(jī)制而失效成開(kāi)路。在圖3A至圖5B所示的曲線圖中，示出了包括過(guò)電流保護(hù)部分(例如，熔絲裝置)和過(guò)電壓保護(hù)部分(例如，齊納二極管)的輸入電力保護(hù)裝置的這些不同的電力保護(hù)機(jī)制的實(shí)例。
[0056]特別地，圖3A至圖3D是示出了由輸入電力保護(hù)裝置(如圖1和圖2中所示的那些)通過(guò)熱耦合機(jī)制來(lái)達(dá)成電力保護(hù)的曲線圖。圖4A至圖4C為示出由輸入電力保護(hù)裝置響應(yīng)于過(guò)電流事件而達(dá)成的電力保護(hù)的曲線圖。圖5A和圖5B為示出由輸入電力保護(hù)裝置響應(yīng)于過(guò)電壓事件而達(dá)成的電力保護(hù)的曲線圖。
[0057]雖然將結(jié)合圖3A至圖5B描述的部件的行為被描述為例如當(dāng)執(zhí)行時(shí)(例如，用半導(dǎo)體器件執(zhí)行時(shí))，在特定電壓、電流和/或在特定時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)變，但是，所述部件的轉(zhuǎn)變可能出現(xiàn)在特定電壓、電流和/或特定時(shí)間稍微之前或出現(xiàn)在其稍微之后。特別地，擊穿電壓、熱導(dǎo)率、工藝偏差、溫度變化、器件的開(kāi)關(guān)時(shí)間、電路轉(zhuǎn)變延遲等等的變化，會(huì)導(dǎo)致可在圖3A至圖5B中的電壓、電流和/或時(shí)間稍微之前或在其稍微之后觸發(fā)部件的轉(zhuǎn)變的情況(例如，非理想情況)。如圖3A至圖5B所示，時(shí)間向右增加。
[0058]圖3A是示出通過(guò)包括在輸入電力保護(hù)裝置中的過(guò)電流保護(hù)器件的電流的曲線圖。過(guò)電流保護(hù)器件可以是熔絲裝置，例如，圖2所示的輸入電力保護(hù)裝置200的熔絲210。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)器件可包括在圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110中，或可為圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110。
[0059]如圖3A所示，通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流從大約時(shí)間Tl開(kāi)始增加，直到電流在大約時(shí)間T2時(shí)達(dá)到電流Q為止，電流Q低于閾值電流CL。通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流大約是時(shí)間T2和T3之間的電流Q。在一些實(shí)施例中，閾值電流CL可代表過(guò)電流保護(hù)器件的額定電流，該電流可以大約是過(guò)電流保護(hù)器件可連續(xù)傳導(dǎo)電流而不失效斷開(kāi)(例如燒斷)時(shí)的最大電流。換句話講，閾值電流CL可代表過(guò)電流保護(hù)器件可連續(xù)傳導(dǎo)電流而不會(huì)中斷流向下游負(fù)載(例如電路)的電流時(shí)的電流。在一些實(shí)施例中，閾值電流CL可代表過(guò)電流保護(hù)器件從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)時(shí)的最小穩(wěn)態(tài)電流。在一些實(shí)施例中，閾值電流CL可以在(例如)微安和安的量級(jí)之間。例如，閾值電流CL可以是2微安、5暈安、10安、100安，等等。
[0060]圖3B是示出與結(jié)合圖3A描述的過(guò)電流保護(hù)器件一起集成在輸入電力保護(hù)裝置中的過(guò)電壓保護(hù)器件(例如，瞬態(tài)電壓抑制(TVS)器件)的溫度的曲線圖。圖3C是示出通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件的電流的曲線圖，并且圖3D是示出過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓的曲線圖。過(guò)電壓保護(hù)器件可以是(例如)齊納二極管，例如圖2所示的輸入電力保護(hù)裝置200的齊納二極管220。在一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件可包括在圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120中，或可以是圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120。
[0061]如圖3B所示，響應(yīng)于增加至電流Q的通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流(圖3A所示)，過(guò)電壓保護(hù)器件的溫度在時(shí)間Tl和T2之間開(kāi)始增加。具體地，過(guò)電壓保護(hù)器件的溫度可響應(yīng)于由過(guò)電流保護(hù)器件隨著通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流而產(chǎn)生的熱量，在時(shí)間Tl和T2之間開(kāi)始增加。熱量能夠通過(guò)例如用來(lái)將過(guò)電流保護(hù)器件和過(guò)電壓保護(hù)器件集成(或封裝)在輸入電力保護(hù)裝置或其他器件結(jié)構(gòu)中的封裝件(例如模制)而被熱傳導(dǎo)。
[0062]在本實(shí)施例中，將過(guò)電壓保護(hù)器件配置為，當(dāng)過(guò)電壓保護(hù)器件的溫度達(dá)到閾值溫度BT時(shí)，從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至短路狀態(tài)(例如，失效成短路)。在一些實(shí)施例中，閾值溫度BT可被稱為閾值擊穿溫度，或稱為臨界擊穿溫度-即使不超過(guò)電壓閾值VL，也可實(shí)現(xiàn)該短路狀態(tài)。當(dāng)處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)器件可用來(lái)限制過(guò)電壓保護(hù)器件(和下游負(fù)載)上的電壓。例如，如果過(guò)電壓保護(hù)器件是齊納二極管，那么，可將齊納二極管配置為，當(dāng)處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，將齊納二極管兩端的電壓限制在齊納擊穿電壓。在圖3D中將過(guò)電壓保護(hù)器件的電壓調(diào)節(jié)極限示出為電壓閾值VL (也可稱為反向擊穿電壓或稱為箝位電壓)。
[0063]當(dāng)處于短路狀態(tài)時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)器件會(huì)被短路，然后可用來(lái)導(dǎo)電地引出電流。當(dāng)處于短路狀態(tài)時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)器件可能處于熱致短路狀態(tài)，該熱致短路狀態(tài)可以是器件的失效模式，其中過(guò)電壓保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)中的物理變化導(dǎo)致短路。例如，如果過(guò)電壓保護(hù)器件是齊納二極管，那么，響應(yīng)于高于閾值溫度BT的溫度而跨越齊納二極管的PN結(jié)的金屬遷移可以引起齊納二極管內(nèi)的短路(例如，在PN結(jié)兩端)。在一些實(shí)施例中，一旦已將過(guò)電壓保護(hù)器件變換至短路狀態(tài)，那么過(guò)電壓保護(hù)器件可能不會(huì)改變回電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)。換句話講，到短路狀態(tài)的變化可以是不可逆的物理變化。在一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件可以是或可包括被配置為從短路狀態(tài)可逆地改變回電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)(諸如通過(guò)熱致雪崩擊穿)的裝置。
[0064]如圖3B所示，過(guò)電壓保護(hù)器件的溫度在時(shí)間T3達(dá)到閾值溫度BT，在這時(shí)過(guò)電壓保護(hù)器件失效成短路(變換至短路狀態(tài))。在一些實(shí)施例中，閾值溫度BT可以在(例如)200到700華氏度之間(例如，350華氏度、400華氏度、450華氏度，等等)。在一些實(shí)施例中，可將過(guò)電壓保護(hù)器件配置為使得閾值溫度BT高于或低于圖3B所示的溫度。在一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件可由本身具有特定閾值溫度BT的材料(例如，半導(dǎo)體材料)制成。在一些實(shí)施例中，可將過(guò)電壓保護(hù)器件配置為使得過(guò)電壓保護(hù)器件的熱導(dǎo)率耦接導(dǎo)致比圖3B所示的時(shí)間更短或更長(zhǎng)的時(shí)間。
[0065]響應(yīng)于過(guò)電壓保護(hù)器件從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至短路狀態(tài)(例如，失效成短路)，通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件引出的電流快速增加，如圖3C所示。特別地，通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件的電流從時(shí)間T3開(kāi)始快速地增加，該時(shí)間大約是過(guò)電壓保護(hù)器件變換至短路狀態(tài)(例如，失效成短路)的時(shí)間。
[0066]另外，響應(yīng)于過(guò)電壓保護(hù)器件變換至短路狀態(tài)(例如，失效成短路)，通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件弓I出的電流從時(shí)間T3開(kāi)始增加，如圖3A所示。當(dāng)通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件引出的電流增加時(shí)，通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件弓I出的電流增加。通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件弓I出的電流可響應(yīng)于通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件弓I出的電流增加而增加。如圖3A所示，來(lái)自過(guò)電流保護(hù)器件的電流從在時(shí)間T3開(kāi)始的電流Q增加至超過(guò)閾值電流CL的峰值電流310(為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，不討論CL的相關(guān)時(shí)間分量)。響應(yīng)于通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流增加超過(guò)閾值電流CL，過(guò)電流保護(hù)器件在時(shí)間T4變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)器件在時(shí)間T4變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)時(shí)，通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流減小為零(或較低的值)(因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)器件已變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路))。3電流可以是相對(duì)小的電流。在一些實(shí)施例1:以大約是通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件的漏電流。樣的漏電流將接近零，如圖所示。
匸作過(guò)程中，過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓大3變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)(如[低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)，過(guò)電壓保妾實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件響應(yīng)于超過(guò)閾犯0失效。如圖30所示，過(guò)電壓保護(hù)器
I。過(guò)電壓保護(hù)器件的閾值電壓V[可以是！過(guò)電壓保護(hù)器件處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，過(guò)豪的擊穿電壓或齊納電壓等于或大于閾入電壓驅(qū)動(dòng)的受控?fù)舸?和可逆擊穿),這與成被短路的狀態(tài)或較高的導(dǎo)電狀態(tài)。在一，過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓可以改變(例可以是(例如)在毫伏和伏的量級(jí)之間。例犬、500伏、1000伏，等等。戶通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件。即使過(guò)電壓保護(hù)器過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件弓I出的相對(duì)高的漏電流)可使過(guò)電流保護(hù)器件失效成開(kāi)路(在一段以低于閾值電流1的通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件1可以引起過(guò)電流保護(hù)器件的導(dǎo)電狀態(tài)的變々器件和過(guò)電壓保護(hù)器件之間的導(dǎo)熱(或熱I變化。通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件引出的電流導(dǎo)5過(guò)電壓保護(hù)器件時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)導(dǎo)致將更過(guò)電流保護(hù)器件變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，
過(guò)負(fù)載的電流410以及通過(guò)包括在輸入電3線圖。所述過(guò)電流保護(hù)器件可以是諸如圖亡電流保護(hù)器件。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流1 100的過(guò)電流保護(hù)部分110中，或可為圖；分 110。器件)的溫度的曲線圖。圖4(:是示出過(guò)電I件可以是(例如)齊納二極管，例如圖2所生一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件可被包括裝護(hù)部分120中，或可以是圖1所示的輸入
I件的電流增加至電流I？(圖4八中示出),過(guò)例如，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，示出以幾乎線性的速率1熱動(dòng)力學(xué)特別地，過(guò)電壓保護(hù)器件的溫31和32之間增加，所述過(guò)電流保護(hù)器件產(chǎn)熱量能夠通過(guò)例如封裝(例如模制)而被熱保護(hù)器件集成在輸入電力保護(hù)裝置中。類口，集成電路(10 )中的硅襯底或電路元件。低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)(如圖4八所丨，漸近地降低),如圖48所示。在一些實(shí)施&限或不再流經(jīng)過(guò)電流保護(hù)器件(或不再流例中，當(dāng)過(guò)電壓保護(hù)器件經(jīng)由例如對(duì)流、傳
[0082]在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)器件響應(yīng)于通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流增加(如圖4A所示)而產(chǎn)生的熱量可被傳遞至過(guò)電壓保護(hù)器件。過(guò)電壓保護(hù)器件的溫度可使得過(guò)電壓保護(hù)器件變換至短路狀態(tài)(例如，失效成短路)并引出電流。在一些實(shí)施例中，通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器件引出的電流可導(dǎo)致通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件引出的更高的電流(比圖4A所示的更高)，并可在時(shí)間S2之前導(dǎo)致過(guò)電流保護(hù)器件變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)。如圖3A至圖3D所示的曲線圖和圖4A與圖4C所示的曲線圖所示出的，過(guò)電流保護(hù)器件的導(dǎo)電狀態(tài)改變(例如，失效成開(kāi)路)可直接由高于過(guò)電流保護(hù)器件的閾值電流CL的電流導(dǎo)致，或可最初由低于閾值電流CL的電流(經(jīng)由以上討論的正反饋環(huán))觸發(fā)。
[0083]圖5A是示出集成在輸入電力保護(hù)裝置中的過(guò)電壓保護(hù)器件的電壓的曲線圖。過(guò)電壓保護(hù)器件可以是(例如)齊納二極管，例如圖2所示的輸入電力保護(hù)裝置200的齊納二極管220。在一些實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件可包括在圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120中，或可以是圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電壓保護(hù)部分120。
[0084]如圖5A所示，過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓大約在時(shí)間Ul處開(kāi)始增加，直到電壓大約在時(shí)間U2處于閾值電壓VL為止。在本實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件保持在電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)，并且不會(huì)變換至短路狀態(tài)。過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓可響應(yīng)于過(guò)電壓事件而增加。在本實(shí)施例中，過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓在時(shí)間U2和U3之間大約處于閾值電壓VL，直至過(guò)電流保護(hù)器件在時(shí)間U3處變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)(圖5B所示)為止，在時(shí)間U3處，電壓跌至零(或較低的值)。過(guò)電壓保護(hù)器件的閾值電壓VL可以是這樣的電壓(例如，電壓調(diào)節(jié)極限、箝位電壓):當(dāng)過(guò)電壓保護(hù)器件處于電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)器件在該電壓下?lián)舸?例如，齊納二極管的擊穿電壓)。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)致過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓達(dá)到閾值電壓VL的電壓曲線可與圖5A所示的不同。
[0085]圖5B是示出通過(guò)包括在具有結(jié)合圖5A描述的過(guò)電壓保護(hù)器件的輸入電力保護(hù)裝置中的過(guò)電流保護(hù)器件的電流的曲線圖。過(guò)電流保護(hù)器件可以是諸如圖2所示的輸入電力保護(hù)裝置200的熔絲210之類的過(guò)電流保護(hù)器件。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)器件可包括在圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110中，或可為圖1所示的輸入電力保護(hù)裝置100的過(guò)電流保護(hù)部分110。
[0086]如圖5B所示，通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流從大約時(shí)間Ul開(kāi)始增加，直到電流在大約時(shí)間U2時(shí)處于電流V，該電流V高于閾值電流CL。通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流可響應(yīng)于過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓隨過(guò)電壓事件的增加而快速增加。在本實(shí)施例中，通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流在時(shí)間U2和U3之間大約處于電流V，直至過(guò)電流保護(hù)器件在時(shí)間U3處失效成開(kāi)路為止，在時(shí)間U3處，電流跌至零(或較低的值)。過(guò)電流保護(hù)器件被配置為當(dāng)通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流高于閾值電流CL (例如，其可代表過(guò)電流保護(hù)器件的額定電流)至少特定的時(shí)間段時(shí)，變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)。在本實(shí)施例中，將電流限制為電流V，因?yàn)檫@是為了將過(guò)電壓保護(hù)器件兩端的電壓限定在過(guò)電壓保護(hù)器件的閾值電壓VL上而引出的電流。
[0087]與上述過(guò)電流保護(hù)器件類似，將符合圖5B的過(guò)電流保護(hù)器件配置為，在通過(guò)過(guò)電流保護(hù)器件的電流在有限的時(shí)間段期間高于閾值電流CL之后，變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)。如圖5A和5B所示，將過(guò)電壓保護(hù)器件和過(guò)電流保護(hù)器件配置為，使得當(dāng)過(guò)加。熱量能夠通過(guò)例如封裝(例如模制)或述器件結(jié)構(gòu)用來(lái)將過(guò)電流保護(hù)器件和過(guò)電低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)(如圖58所1，漸近地降低),如圖5(:所示。在一些實(shí)施&限或不再流經(jīng)過(guò)電流保護(hù)器件(或不再流例中，當(dāng)過(guò)電壓保護(hù)器件經(jīng)由例如對(duì)流、傳低。在本實(shí)施例中，因?yàn)檫^(guò)電壓保護(hù)器件的何呆持在電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)，并且不會(huì)變換至短俯視剖視圖的框圖。圖68是示出圖6八所3。沿著線？1截取圖68所示的輸入電力保虛線。沿著線？2截取圖6八所示的輸入電出為虛線。
電力保護(hù)裝置600包括用作過(guò)電流保護(hù)部乏管620。在本實(shí)施例中，用耦接至(例如，焊導(dǎo)體630響應(yīng)于經(jīng)由熔絲610和導(dǎo)體630在輸入端602與輸出端604之間流動(dòng)的電流而熔斷之前，熔絲610將失效成開(kāi)路。由于熔絲610的橫截面積小于導(dǎo)體630的共同的總橫截面積，所以熔絲610將在導(dǎo)體630熔斷之前失效成開(kāi)路。在一些實(shí)施例中，可以用與圖6A所示的導(dǎo)體630不同的裝置(或一個(gè)或多個(gè)連接件)將輸出端604與齊納二極管620耦接。在圖7A至圖8B中示出了齊納二極管620與輸出端604之間的不同裝置(或一個(gè)或多個(gè)連接件)的實(shí)例。
[0096]如圖6B所示，齊納二極管620包括具有PN結(jié)622的半導(dǎo)體621。金屬板624設(shè)置在半導(dǎo)體621的頂部上，金屬板626設(shè)置在半導(dǎo)體621的底部上。在一些實(shí)施例中，可通過(guò)用半導(dǎo)體處理裝置設(shè)置于(例如，濺射于)半導(dǎo)體621上的金屬限定金屬板624和/或金屬板626。在一些實(shí)施例中，金屬板624和/或金屬板626可以覆蓋或可以不覆蓋半導(dǎo)體621的整個(gè)頂部和/或底部。在一些實(shí)施例中，可以在將半導(dǎo)體621切割(例如，用鋸子切割)成可包括在輸入電力保護(hù)裝置600中的單個(gè)裸片之前，將金屬板624和/或金屬板626設(shè)置在半導(dǎo)體621上。如圖6B所示，齊納二極管620的PN結(jié)離半導(dǎo)體621的頂部比離半導(dǎo)體621的底部近。
[0097]如圖6B所示，經(jīng)由金屬板626將齊納二極管620與接地端606直接耦接。雖然未在圖6A或圖6B中示出，但是，在一些實(shí)施例中，可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體(例如，一個(gè)或多個(gè)金屬絲)將齊納二極管620與接地端606耦接。
[0098]如圖6A和圖6B所示，熔絲610、齊納二極管620、導(dǎo)體630和端子(即，輸入端602、輸出端604、接地端606)集成在輸入電力保護(hù)裝置600中。特別地，這些部件設(shè)置在容器650內(nèi)，容器包括形成于所述部件周圍的模制件652。在一些實(shí)施例中，容器650和模制件652可共同限定封裝。在一些實(shí)施例中，除了那些上文提到的以外，可將附加部件包括在輸入電力保護(hù)裝置600中。在一些實(shí)施例中，可將附加部件集成在輸入電力保護(hù)裝置600中。在一些實(shí)施例中，容器650可具有蓋(例如，罩、底部)，在已將部件設(shè)置在容器650的至少一部分內(nèi)之后，將所述蓋設(shè)置在部件之上。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)端子可以延伸超過(guò)容器650的邊界。
[0099]如圖6B所示，將每個(gè)端子與可用來(lái)將輸入電力保護(hù)裝置600插入例如印刷電路板(PCB)中的引腳耦接。特別地，輸入端602與引腳612耦接，輸出端604與引腳614耦接，并且接地端606與引腳616耦接。在圖8中示出了可插入(例如，塞入)有輸入電力保護(hù)裝置600的印刷電路板的插座的一個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)施例中，可將一個(gè)或多個(gè)端子與不同類型的可用來(lái)將輸入電力保護(hù)裝置600與電路板耦接的連接器(不同于引腳)耦接，所述連接器諸如球狀物。在一些實(shí)施例中，可以不將一個(gè)或多個(gè)端子與引腳(例如所示出的)或球狀物耦接，但是所述一個(gè)或多個(gè)端子可以是可焊接至電路板的襯墊，或者可與該襯墊耦接。在此類實(shí)施例中，可以可選地省略一個(gè)或多個(gè)弓I腳。
[0100]圖7A為示出輸入電力保護(hù)裝置的部件的頂視圖的框圖。圖7B為示出圖7A所示的輸入電力保護(hù)裝置的部件的側(cè)視圖的框圖。輸入電力保護(hù)裝置700包括用作過(guò)電流保護(hù)部分的熔絲710和用作過(guò)電壓保護(hù)部分的齊納二極管720。在本實(shí)施例中，用耦接至(例如，焊接于)輸入端702并耦接至(例如，焊接于)金屬板724的金屬絲限定熔絲710，金屬板724是齊納二極管720的一部分。換句話講，熔絲710可以是金屬絲焊接的熔絲。在一些實(shí)施例中，熔絲710可以是任何類型的熔絲(例如，狹窄金屬結(jié)構(gòu)熔絲、二極管上熔絲層)。「？~結(jié)722的半導(dǎo)體721。金屬板724設(shè)置體721的底部上。在一些實(shí)施例中，可通過(guò):721上的金屬限定金屬板724和/或金屬I板726可以不覆蓋半導(dǎo)體721的整個(gè)頂部I 720的結(jié)離半導(dǎo)體721的底部比離半二極管720與接地端706直接耦接。雖然未可能經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體(例如，一個(gè)或多
「將圖7八和圖78所示的輸入電力保護(hù)裝置I勺封裝中。在一些實(shí)施例中，除了那些上文'裝置中。例如，在其他具體實(shí)施中，可使用,電夾，可將用作過(guò)電壓保護(hù)部分的齊納二材料的相對(duì)表面，和/或可使用其他類型的熔絲全(例如，金屬絲焊接的熔絲、使用半導(dǎo)體加件。在一些實(shí)施例中，在過(guò)電流保護(hù)部分處于過(guò)電流保護(hù)部分的閾值電流(例如，額定專遞至器件的過(guò)電壓保護(hù)部分，直至輸入電泛換至熱致導(dǎo)電狀態(tài)為止。(方框91(0。取決實(shí)例中那樣，通過(guò)熱激活電流阱吸收電流、I失效成短路。在一些實(shí)施例中，輸入電力丨勺任意類型的瞬態(tài)電壓抑制裝置(例如齊納(包括如上文所指出的熱激活電流阱。來(lái)自今(反之亦然),直至過(guò)電壓保護(hù)部分的溫度電壓保護(hù)部分從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至熱致與過(guò)電壓保護(hù)部分一起集成到(例如，封裝I保護(hù)部分與過(guò)電壓保護(hù)部分之間傳遞。換成到可包括在(例如)計(jì)算裝置中的分立部〕器件中。例如，可將圖7八和78所示的輸髮現(xiàn)為03？器件。在此類實(shí)施例中，可用球1:理結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)絲焊、夾子和/或走線。
3保護(hù)裝置1100的側(cè)視圖。如圖11八所示，11八所示，輸入電力保護(hù)裝置1100具有襯目來(lái)將輸入電力保護(hù)裝置1100與例如電路V電力保護(hù)裝置1100實(shí)現(xiàn)為晶片級(jí)芯片封
)包括過(guò)電流保護(hù)部分1110 (例如，熔絲)和[牛在本實(shí)施例中，絕緣層1124設(shè)置在過(guò)0。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)部分1110電熔絲)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，過(guò)電流保1硅襯底上的鎢金屬。
1入電力保護(hù)裝置1100的頂視圖。如圖118— 22。在一些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置！。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)襯墊11221224)之間。在此類實(shí)施例中，在將輸出端:半導(dǎo)體1221的至少一部分上之前，可以蝕實(shí)施例中，可以用絕緣(例如，電絕緣、熱絕或涂層)覆蓋輸入電力保護(hù)裝置1200，以優(yōu)；環(huán)境的相互作用。例如，可以用玻璃材料、1200。
，可將圖12八和圖128所示的輸入電力保護(hù)培似的封裝中。在一些實(shí)施例中，除了那些保護(hù)裝置中。在一些實(shí)施例中，可將圖12八08？器件。
了實(shí)現(xiàn)的過(guò)電壓保護(hù)器件(包括作為獨(dú)特元:示，輸入電力保護(hù)裝置1300包括與圖2所俞入電力保護(hù)裝置1300包括熔絲1310。采俞入電力保護(hù)裝置1300的過(guò)電流保護(hù)部分姜型的材料(或其組合)形成，例如鋁、錫、銅、電。在此類實(shí)施例中，可使用熱激活電流阱I入電力保護(hù)裝置1330的印刷電路板上可路板上的其他部件的功率損耗所致),或者.度狀態(tài)。例如，熱激活電流阱1330可被配:勺功率損耗所導(dǎo)致出現(xiàn)的不安全溫度狀態(tài)，的方式(或以對(duì)流的方式)被傳遞至熱激活
&測(cè)因熔絲1310中的加熱(例如，因電流狀1310的額定跳閘電流的持續(xù)電流)所致的；況下，熱激活電流阱1330可被配置為響應(yīng)1如，可限定預(yù)定閾值溫度，使得當(dāng)輸入電力立)預(yù)定閾值溫度時(shí)，熱激活電流阱1330可加，并且可引發(fā)系統(tǒng)中的熱量產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)[講，可限定閾值溫度，使得可使用輸入電力:述的各種途徑來(lái)避免(例如，一個(gè)或多個(gè)下娃襯底中(例如，圖17中所示又如，熔絲0可為分立部件，所述分立部件可使用適當(dāng)或二氧化硅)來(lái)彼此熱耦合。
絲1310、齊納二極管1320和熱激活電流阱入電力保護(hù)裝置1300用作單個(gè)集成部件。5電流阱1330可封裝到輸入電力保護(hù)裝置:得輸入電力保護(hù)裝置1300用作獨(dú)立部件。200，由于熔絲1310、齊納二極管1320和熱中，所以輸入電力保護(hù)裝置1300包括三個(gè)裝置1300的三個(gè)端子為電源輸入端1302、8 138)所示，電源輸入端1302與熔絲1310齊納二極管1320和熱激活電流阱耦接至I，第二末端),所述另一個(gè)末端還耦接至(例10的一個(gè)末端、齊納二極管1320和熱激活點(diǎn)。齊納二極管1320和熱激活電流阱1330的電阻器、雙極性器件、場(chǎng)效應(yīng)晶體管或有源電流阱電路。圖13B所示的輸入電力保護(hù)裝置1300的其他部件可以采用與上文關(guān)于圖13A所討論的類似方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，出于簡(jiǎn)潔和清晰的目的，不再結(jié)合圖13B詳細(xì)描述那些部件。
[0143]圖14為示出可用于實(shí)現(xiàn)熱激活電流阱的P型肖特基二極管1400 (如圖13A和圖13B所示實(shí)施例中的熱激活電流阱1330(或肖特基二極管1331))的剖視圖。如圖14所示，P型肖特基二極管1400包括P型半導(dǎo)體襯底1402。取決于具體的實(shí)現(xiàn)方式，輸入電力保護(hù)裝置(例如，輸入電力保護(hù)裝置1300)的其他部件也可以連同P型肖特基二極管1400 —起實(shí)現(xiàn)在襯底1402中。
[0144]圖14所示的P型肖特基二極管1400還包括陰極1410和陽(yáng)極1420。在示例性實(shí)施例中，陰極1410和陽(yáng)極1420可以由硅化鈷(CoSi)形成。在這種方法中，可使用CoSi陽(yáng)極1410與適當(dāng)摻雜的P型襯底1402之間的逸出功來(lái)形成具有適當(dāng)?shù)男孤┖蜔崽卣鞯男ぬ鼗Y(jié)。
[0145]還如圖14中所示，P型肖特基二極管1400還包括陰極1420下方的重?fù)诫sp+區(qū)域1430。雖然CoSi陰極1420與p型襯底1402之間存在能量勢(shì)壘，但是重?fù)诫sp+區(qū)域1430將允許載流子隧道效應(yīng)，從而針對(duì)P型肖特基二極管1400的陰極1420形成歐姆接觸。此夕卜，P型肖特基二極管1400包括將P型肖特基二極管1400與后續(xù)加工步驟隔離的場(chǎng)氧化區(qū) 1440。
[0146]在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可形成η型肖特基二極管或一個(gè)或多個(gè)其他器件來(lái)實(shí)現(xiàn)熱激活電流阱。然而，在包括P型襯底和CoSi作為工藝(例如，標(biāo)準(zhǔn)工藝)一部分的半導(dǎo)體工藝中，使用P型肖特基二極管1400可能具有優(yōu)勢(shì)。在此類情況下，P型肖特基二極管1400可以在無(wú)需任何額外的工藝操作(例如形成η阱，這是實(shí)現(xiàn)η型肖特基二極管或需要η型襯底的其他器件所需的)的情況下形成。
[0147]圖15為示出將標(biāo)準(zhǔn)的TVS PN結(jié)二極管與P型肖特基二極管(如圖14示出的ρ型肖特基二極管1400)的漏電流與溫度的關(guān)系進(jìn)行比較的曲線圖1500。圖15所示的比較示出了相同面積的二極管(PN 二極管和ρ型肖特基二極管)的漏電流。在圖15中，電流在縱軸上采用對(duì)數(shù)標(biāo)度示出。
[0148]在曲線圖1500中，常規(guī)PN TVS 二極管的漏電流與溫度的關(guān)系以線1510示出，而P型肖特基二極管的漏電流與溫度的關(guān)系以線1520示出。具體的漏電流與溫度在曲線圖1500中未示出，并且其將基于具體的實(shí)現(xiàn)方式而有所變化。然而，如可在圖15中所見(jiàn)，在給定溫度下P型肖特基二極管的漏電流比PN結(jié)二極管的漏電流大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，取決于特定的實(shí)現(xiàn)方式，由于P型肖特基二極管的漏電流與溫度的關(guān)系的特性，因此使用P型肖特基二極管較之用于實(shí)現(xiàn)熱激活電流阱的其他類型的器件可以提供增強(qiáng)的散熱性能特性，從而更容易地檢測(cè)到不安全的溫度狀態(tài)。
[0149]圖16為示出根據(jù)示例性實(shí)施例的熱激活電流阱(例如，熱分流器)的電流與溫度關(guān)系的曲線圖1610。與圖15—樣，圖16中的電流在縱軸上采用對(duì)數(shù)標(biāo)度示出。圖16所示的電流關(guān)系以舉例的方式給出，可表示許多不同的熱激活電流阱(例如本文所述的那些)。
[0150]在曲線圖1600中，熱激活電流阱(例如，熱分流器)(例如熱激活電流阱1330 (圖13Α中示出))的電流與溫度的關(guān)系示出為曲線1610。如圖16所示，熱激活電流阱在閾值溫度ΤΤΗ1620下引發(fā)自誘導(dǎo)熱逃逸。在這種情形下，當(dāng)引發(fā)熱逃逸時(shí)，熱激活電流阱(例如，熱分流器)從在高阻抗模式下工作(引出相對(duì)少的電流)變換至在低阻抗模式下工作(引出較大的電流)。一旦熱激活電流阱引發(fā)熱逃逸，被熱激活電流阱牽引通過(guò)位于相關(guān)的輸入電力保護(hù)裝置(例如輸入電力保護(hù)裝置1300)中的熔絲的電流便可以引起熔絲失效(燒斷)成開(kāi)路。在這種情形下，一旦對(duì)應(yīng)的輸入電力保護(hù)裝置的熔絲失效成開(kāi)路，則隨著熔絲將從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)，熱激活電流阱中的電流將跌至零或較為接近零，從而防止另夕卜的不安全溫度狀態(tài)，例如可能的印刷電路板起火。在某些實(shí)施例中，可能不需要熱逃逸來(lái)熔斷或“短路”輸入電力保護(hù)裝置的熔絲(例如熔絲1310)。例如，在圖13A所示的實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)電流阱1330的漏電流可增大有效熔絲電流，并且在器件1300中產(chǎn)生熱量，在該情況下，產(chǎn)生的熱量和/或增大的電流還可能使熔絲降額(derate)并導(dǎo)致熔絲在電流阱1330中發(fā)生熱逃逸之前燒斷成開(kāi)路。
[0151]圖17為示出根據(jù)實(shí)施例的輸入電力保護(hù)裝置1700的布局的框圖。輸入電力保護(hù)裝置1700的布局可用于實(shí)現(xiàn)圖13所示的輸入電力保護(hù)裝置1300。如圖17所示，輸入電力保護(hù)裝置1700可實(shí)現(xiàn)為(例如此前相對(duì)于圖10和圖11所述的)CSP器件。輸入電力保護(hù)裝置1700包括熔絲1710、過(guò)電壓保護(hù)器件(例如，齊納二極管)1720以及ρ型肖特基二極管1730，其中ρ型肖特基二極管用于實(shí)現(xiàn)(例如本文所述的)增強(qiáng)的熱激活電流阱。較之于熔絲或冷卻器散熱片，熱激活電流阱的相對(duì)熱位置可受到控制以改變器件的熱響應(yīng)。
[0152]輸入電力保護(hù)裝置1700還包括襯墊或球狀物1722，所述襯墊或球狀物可用于將輸入電力保護(hù)裝置1700耦接至(例如)印刷電路板。在某些實(shí)施例中，輸入電力保護(hù)裝置1700可實(shí)現(xiàn)為(例如先前相對(duì)于圖10所述的)晶片級(jí)芯片封裝。較之于實(shí)現(xiàn)在模制封裝中的輸入電力保護(hù)裝置，這樣的實(shí)現(xiàn)方式可允許輸入電力保護(hù)裝置1700與在其上實(shí)現(xiàn)的電路板之間存在更有效且更易于預(yù)測(cè)的熱相互作用，因?yàn)槟Ｖ品庋b可能具有顯著的熱阻并且在它們的熱阻方面具有較大差異。
[0153]圖18為示出根據(jù)實(shí)施例的又一個(gè)輸入電力保護(hù)裝置1800的框圖。如圖18所示，輸入電力保護(hù)裝置1800類似于輸入電力保護(hù)裝置200和1300 (其在上文示出)，并包括電源輸入端1802、電源輸出端1804和接地端1806。輸入電力保護(hù)裝置1800還包括熔絲1810和熱分流器1830。在示例性實(shí)施例中，熱分流器1830可使用熱激活電流阱(例如本文所述的那些)來(lái)實(shí)現(xiàn)。較之于輸入電力保護(hù)裝置200和1300，輸入電力保護(hù)裝置1800不包括過(guò)電壓保護(hù)部件(例如，齊納二極管)。因此，輸入電力保護(hù)裝置1800可用于保護(hù)下游電路負(fù)載(例如電子電路)以使其遠(yuǎn)離不安全的溫度狀態(tài)(例如先前已描述的那些)，在該情況下，不需要過(guò)電壓保護(hù)或以另一種方式(例如，通過(guò)單獨(dú)的過(guò)電壓保護(hù)電路)提供過(guò)電壓保護(hù)。
[0154]輸入電力保護(hù)裝置1800可使用與上文相對(duì)于其他實(shí)施例所述的那些類似的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如一些實(shí)例那樣，輸入電力保護(hù)裝置1800可實(shí)現(xiàn)在單個(gè)硅襯底中和/或可實(shí)現(xiàn)為CSP (WL-CSP)器件。
[0155]采用與相對(duì)于輸入電力保護(hù)裝置1300所討論的方式類似的方式，熔絲1810和熱分流器1830可被配置成相互熱耦合，以便影響它們之間的正熱反饋相互作用，或者以便在熔絲1810與熱分流器1830之間提供正熱反饋系統(tǒng)。例如，熔絲1810和熱分流器1830可集成到單個(gè)輸入電力保護(hù)裝置1800中，這可在(例如)共用硅襯底中實(shí)現(xiàn)。
[0156]在其他實(shí)現(xiàn)方式中，熔絲1810和熱分流器1830可實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)的分立器件(例如在下文相對(duì)于圖19Α和圖19Β所述的實(shí)施例中)。在其他實(shí)施例中，可使用導(dǎo)熱材料來(lái)熱耦合:00)的印刷電路板1900的示意圖。如圖19I地端1906、熔絲1910、？型肖特基二極管
308到1930=可物理地分散在整個(gè)電路板灸載19403到194010，以便與它們對(duì)應(yīng)的電的正熱反饋系統(tǒng)(例如箭頭19353到193511廣肖特基二極管19303到1930=中的每一個(gè)目關(guān)的局部不安全溫度狀態(tài)。
1中的任一個(gè)由于局部不安全溫度狀態(tài)(例二極管將牽引大量的電流通過(guò)熔絲1910從勺不安全溫度狀態(tài)所導(dǎo)致的任何其他問(wèn)題，1011中的一個(gè)或多個(gè)造成損壞(或進(jìn)一步損入電力保護(hù)裝置的方法2000的流程圖。在入電力保護(hù)裝置1300、1700或1800類似或
[0164]一旦熱電流在熱分流器中變得顯著，該電流便被引出通過(guò)輸入電力保護(hù)裝置的過(guò)電流保護(hù)器件(熔絲)，直到過(guò)電流保護(hù)器件從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效成開(kāi)路)為止(方框2020)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，由于自誘導(dǎo)熱逃逸，電流便可被引出通過(guò)熱分流器和過(guò)電流保護(hù)器件，直到過(guò)電流保護(hù)部分從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效或燒斷成開(kāi)路)為止。在其中過(guò)電流保護(hù)器件為熔絲的實(shí)施例中，如，當(dāng)熔絲從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)(例如，失效或燒斷成開(kāi)路)時(shí)，熔絲可熔化并形成開(kāi)式電路。
[0165]圖21為示出根據(jù)實(shí)施例的可用于實(shí)現(xiàn)輸入電力保護(hù)裝置(電路)的保護(hù)電路2100的示意圖。根據(jù)實(shí)施例，使用與地并聯(lián)耦接的多個(gè)熱分流器來(lái)實(shí)現(xiàn)圖21所示的保護(hù)2100。如圖21所示，電路2100包括輸入端2102、接地端2106、電流開(kāi)關(guān)2110、傳感器2105、多個(gè)熱分流器(使用P型肖特基二極管2130a到2130η來(lái)實(shí)現(xiàn))以及電路負(fù)載2140a到2140η。取決于特定實(shí)現(xiàn)方式，電路負(fù)載2140a-2140n可被配置為彼此串聯(lián)或并聯(lián)，或者并聯(lián)和串聯(lián)負(fù)載的組合。
[0166]在此類方法中，P型肖特基二極管2130a到2130η可(例如采用上文相對(duì)于圖19所述的方式)物理地分散在整個(gè)電路板上。在其他實(shí)施例中，P型肖特基二極管2130a-2130n可物理地分散在整個(gè)集成電路或其他器件上。在這樣的布置方式中，P型肖特基二極管(熱分流器)2130a到2130η中的每一個(gè)可用于檢測(cè)例如在其中實(shí)現(xiàn)電路2100的計(jì)算(或電子)裝置中的局部不安全溫度狀態(tài)，例如與對(duì)應(yīng)的電路負(fù)載和/或環(huán)境熱源相關(guān)的局部不安全溫度狀態(tài)。
[0167]在電路2100中，傳感器2105可被配置成使用輸入端處的內(nèi)部或外部上拉器件(例如，電阻器)檢測(cè)熱分流器(P型肖特基二極管2130a-2130n)中的任一者是否進(jìn)入導(dǎo)熱狀態(tài)。如果P型肖特基二極管2130a-2130n中的一者或多者進(jìn)入熱致導(dǎo)電狀態(tài)(例如，由于局部不安全溫度狀態(tài)(例如，高于閾值溫度)而引發(fā)自誘導(dǎo)熱逃逸)，則一個(gè)或多個(gè)P型肖特基二極管將使傳感器2105的輸入端通過(guò)其上拉器件與地耦接。傳感器2105然后可被配置為斷開(kāi)電流開(kāi)關(guān)2110 (關(guān)閉晶體管)，從而防止電流流至電路負(fù)載2140a-2140n。在這種情況下切斷流至電路負(fù)載2140a-2140n的電流可防止因所檢測(cè)到的一種或多種不安全溫度狀態(tài)所導(dǎo)致的損壞(例如，任何進(jìn)一步的損壞)，例如印刷電路板起火和/或?qū)﹄娮釉O(shè)備(在其中實(shí)現(xiàn)電路2100)中的一個(gè)或多個(gè)電路負(fù)載或者其他部件造成的損壞(或進(jìn)一步的損壞)。
[0168]可以將本文所述的各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)在數(shù)字電路中，或?qū)崿F(xiàn)在計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件或它們的組合中。還可以用特殊目的邏輯電路例如FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或ASIC (特定用途集成電路)來(lái)執(zhí)行部分方法，并且可以將設(shè)備實(shí)現(xiàn)為上述特殊目的邏輯電路。
[0169]可在包括后端組件(例如，數(shù)據(jù)服務(wù)器)的、或包括中間件組件(例如，應(yīng)用服務(wù)器)、或包括前端組件(例如，具有圖形用戶界面的客戶端計(jì)算機(jī)或用戶通過(guò)其可與設(shè)備相互作用的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器)的計(jì)算系統(tǒng)、或包括這種后端、中間件或前端組件的任何組合的計(jì)算系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)所述實(shí)現(xiàn)方式?？梢酝ㄟ^(guò)任何形式或介質(zhì)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信(例如，通信網(wǎng)絡(luò))使部件互相連接。通信網(wǎng)絡(luò)的例子包括局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)，例如互聯(lián)網(wǎng)。
[0170]可以用各種半導(dǎo)體加工和/或封裝技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一些實(shí)現(xiàn)方式。可以用各種類型的與半導(dǎo)體襯底(包括但不限于，例如，硅(Si)、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)，等等)相關(guān)的半導(dǎo)體加工技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)一些實(shí)施例。
[0171]雖然如本文所述已經(jīng)示出了所述實(shí)現(xiàn)方式的某些特征，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在將出現(xiàn)許多修改、替代、改變和等價(jià)物。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求旨在覆蓋所有這些落在實(shí)施例的范圍內(nèi)的修改和改變。應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)僅通過(guò)舉例的方式給出了這些修改和改變，但不是限制性的，并且可能在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變?？赡芤匀魏谓M合來(lái)組合本文所述的設(shè)備和/或方法的任何部分，除了相互排斥的組合以外。本文所述的實(shí)施例可包括所述不同實(shí)施例的功能、部件和/或特征的各種組合和/或子組合。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 輸入端； 輸出端； 接地端； 耦接在所述輸入端與所述輸出端之間的過(guò)電流保護(hù)器件；以及耦接在所述輸出端與所述接地端之間的熱分流器件，所述熱分流器件被配置為在閾值溫度以熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)器件被配置為由于所述熱分流器件以所述熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作而從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述熱分流器件包括P型肖特基二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述熱分流器件包括η型肖特基二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)器件包括熔絲裝置，所述熔絲裝置被配置為由于所述熱分流器件以所述熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作而燒斷成開(kāi)路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)器件被配置為由于以下的至少一個(gè)而從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài): 由所述熱分流器產(chǎn) 生的熱量；以及 由于所述熱分流器以所述熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作而通過(guò)所述過(guò)電流保護(hù)器件抽出的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述熱分流器件被配置為響應(yīng)于由于在所述過(guò)電流保護(hù)器件中耗散的功率而產(chǎn)生的熱量而以所述熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述熱分流器件被配置為響應(yīng)于從其上包括有所述設(shè)備的印刷電路板傳遞的熱量而以所述熱致低阻抗?fàn)顟B(tài)工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括彼此并聯(lián)耦接的多個(gè)熱分流器件，所述多個(gè)熱分流器件中的每一個(gè)耦接在所述輸出端與所述接地端之間，所述多個(gè)熱分流器件在空間上分布在整個(gè)印刷電路板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)器件和所述熱分流器件實(shí)現(xiàn)于共用硅襯底中。
11.一種設(shè)備，包括: 輸入端； 輸出端； 接地端； 耦接在所述輸出端與所述接地端之間的過(guò)電壓保護(hù)器件； 耦接在所述輸出端與所述接地端之間且與所述過(guò)電壓保護(hù)器件并聯(lián)的熱激活電流阱；以及 耦接在所述輸入端與所述輸出端之間的過(guò)電流保護(hù)器件，所述過(guò)電流保護(hù)器件與所述過(guò)電壓保護(hù)器件及所述熱激活電流阱熱耦合，使得由所述過(guò)電流保護(hù)器件在低于所述過(guò)電流保護(hù)器件的額定電流的電流下所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致所述過(guò)電壓保護(hù)器件和所述熱激活電流阱中的至少一個(gè)從高阻抗?fàn)顟B(tài)改變到低阻抗?fàn)顟B(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，由于所述過(guò)電流保護(hù)器件與所述熱激活電流阱之間出現(xiàn)正熱反饋，而發(fā)生所述熱激活電流阱變換至所述低阻抗?fàn)顟B(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，由于所述過(guò)電流保護(hù)器件與所述過(guò)電壓保護(hù)器件之間出現(xiàn)正熱反饋，而發(fā)生所述過(guò)電壓保護(hù)器件變換至所述低阻抗?fàn)顟B(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述熱激活電流阱包括硅化鈷(CoSi)P型肖特基二極管。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述熱激活電流阱包括η型肖特基二極管、具有負(fù)熱系數(shù)的多晶硅電阻器以及多晶硅二極管中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述熱激活電流阱、所述過(guò)電壓保護(hù)器件和所述過(guò)電流保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)于共用硅襯底中，使得在所述過(guò)電流保護(hù)器件與所述熱激活電流阱和所述過(guò)電壓保護(hù)器件中的至少一個(gè)之間形成正熱反饋環(huán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)器件被配置為由于所述熱激活電流阱或所述過(guò)電壓保護(hù)器件變換至所述低阻抗?fàn)顟B(tài)而從高導(dǎo)電狀態(tài)變換至低導(dǎo)電狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電壓保護(hù)器件包括齊納二極管或瞬態(tài)電壓抑制二極管。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，由于包括在所述熱激活電流阱中的所述熱分流器件引發(fā)熱逃逸，而發(fā)生所述熱激活電流阱變換至所述低阻抗?fàn)顟B(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)器件包括熔絲，所述熔絲被配置為由于所述熱激活電流阱或所述過(guò)電壓保護(hù)器件變換至所述低阻抗?fàn)顟B(tài)而燒斷成開(kāi)路。
21.—種設(shè)備,包括: 過(guò)電壓保護(hù)部分，所述過(guò)電壓保護(hù)部分包括熱激活電流阱；以及 過(guò)電流保護(hù)部分，可操作地耦接至所述過(guò)電壓保護(hù)部分，使得所述過(guò)電壓保護(hù)部分從電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)改變至熱致導(dǎo)電狀態(tài)導(dǎo)致所述過(guò)電流保護(hù)部分從電流傳導(dǎo)狀態(tài)改變至電流隔斷狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述熱致導(dǎo)電狀態(tài)為熱熱逃逸狀態(tài)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述熱激活電流阱包括P型肖特基二極管。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述過(guò)電流保護(hù)部分包括: 傳感器，可操作地與所述過(guò)電壓部分耦接，所述傳感器被配置為檢測(cè)所述過(guò)電壓保護(hù)部分從所述電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至所述熱致導(dǎo)電狀態(tài)；以及 電流開(kāi)關(guān)，可操作地與所述傳感器耦接，所述電流開(kāi)關(guān)被配置為響應(yīng)于所述傳感器檢測(cè)到所述過(guò)電壓保護(hù)部分從所述電壓調(diào)節(jié)狀態(tài)變換至所述熱致導(dǎo)電狀態(tài)，從而從所述電流傳導(dǎo)狀態(tài)變換至所述電流隔斷狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02H9/02GK104052041SQ201410090918
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】克里斯托弗·納薩爾, 威廉·R·紐伯里, 阿德里安·米科拉杰克扎克, 耶姆·布拉沃 申請(qǐng)人:飛兆半導(dǎo)體公司