專利名稱：過(guò)電流檢測(cè)電路和具有該電路的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電源裝置等的過(guò)電流檢測(cè)電路，更具體地，涉及一種具有作為向負(fù)載輸出電流的開關(guān)元件的MOS晶體管(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的過(guò)電流檢測(cè)電路。本發(fā)明還涉及一種具有該過(guò)電流檢測(cè)電路的電源裝置。
背景技術(shù)：
圖5示出了具有作為開關(guān)元件的MOS晶體管的常規(guī)過(guò)電流檢測(cè)電路。在圖5的過(guò)電流檢測(cè)電路中，向P溝道(P型半導(dǎo)體)功率MOS晶體管100的源極提供電源電壓105，P溝道功率MOS晶體管100的漏極通過(guò)檢測(cè)電阻101，與負(fù)載103的一端相連。負(fù)載103的另一端接地。
功率MOS晶體管100的漏極與檢測(cè)電阻101之間的節(jié)點(diǎn)與NPN型晶體管102的基極相連，檢測(cè)電阻101與負(fù)載103之間的節(jié)點(diǎn)與晶體管102的發(fā)射極相連。電源電壓105通過(guò)電阻104，與晶體管102的集電極相連。從外部向功率MOS晶體管100的柵極提供用于功率MOS晶體管100的導(dǎo)通-截止控制的脈沖電壓。
當(dāng)功率MOS晶體管100處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電流通過(guò)檢測(cè)電阻101，流向負(fù)載103。例如，當(dāng)由于特定原因，負(fù)載103的兩個(gè)端子之間發(fā)生短路，而引起過(guò)電流流向功率MOS晶體管100時(shí)，檢測(cè)電阻100的兩個(gè)端子之間發(fā)生電壓降，從而導(dǎo)通晶體管102。因此，晶體管102的集電極電勢(shì)從高電壓狀態(tài)(與電源電壓105的電壓相同)轉(zhuǎn)換到低電壓狀態(tài)。然后，將這種轉(zhuǎn)換作為過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，提供給控制部分(未示出)，控制部分辨別功率MOS晶體管處于過(guò)電流狀態(tài)，從而截止功率MOS晶體管100。
另一常規(guī)配置示例如圖6所示(例如，見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。在圖6的過(guò)電流檢測(cè)電路中，向N溝道(N型半導(dǎo)體)功率MOS晶體管112的漏極提供電源電壓110，功率MOS晶體管112的源極與負(fù)載116的一端相連，負(fù)載116的另一端接地。
向N溝道(N型半導(dǎo)體)檢測(cè)MOS晶體管111的漏極提供電源電壓110，檢測(cè)MOS晶體管111的源極與檢測(cè)電阻114的一端、以及比較器115的非反相輸入端子(+)共同連接。檢測(cè)電阻114的另一端與功率MOS晶體管112的源極與負(fù)載116之間的節(jié)點(diǎn)相連，還與比較器115的反相輸入端子(-)相連。功率MOS晶體管112和檢測(cè)MOS晶體管111各自的柵極與端子113共同連接，從外部向端子113提供用于功率MOS晶體管112和檢測(cè)MOS晶體管111的導(dǎo)通-截止控制的脈沖電壓。
此外，功率MOS晶體管112具有多個(gè)(k個(gè)，k是整數(shù)2或更大整數(shù)，例如100)單位單元晶體管，這多個(gè)單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起，形成單個(gè)MOS晶體管。另一方面，例如，檢測(cè)MOS晶體管111由一個(gè)相同的單位單元晶體管形成。功率MOS晶體管112與檢測(cè)MOS晶體管111的溝道區(qū)比率是100比1，因此流向這些晶體管的電流之比也是100比1(以下將圖6所示的配置示例稱作“專利文獻(xiàn)1的示例1”)。
在以這種方式配置的過(guò)電流檢測(cè)電路中，當(dāng)過(guò)電流流向功率MOS晶體管112，該過(guò)電流的百分之一流向檢測(cè)MOS晶體管時(shí)，在檢測(cè)電阻114兩端，發(fā)生等于或大于比較器115內(nèi)部定義的基準(zhǔn)電壓的電壓降。此時(shí)，比較器115輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，指示過(guò)電流正在流經(jīng)功率MOS晶體管112，向未示出的控制部分通知功率MOS晶體管112的過(guò)電流狀態(tài)。
下述的專利文獻(xiàn)1還公開了如下配置示例。該示例的半導(dǎo)體裝置具有形成在單個(gè)元件中的輸出功率MOS晶體管和過(guò)電流檢測(cè)電路部分。輸出功率MOS晶體管具有多個(gè)并排排列的單位MOS晶體管元件，他們的源極、柵極和漏極分別由導(dǎo)體耦合在一起，用作輸出功率MOS晶體管的源極、柵極和漏極，從而輸出功率MOS晶體管形成為包括單位MOS晶體管元件的單個(gè)元件。過(guò)電流檢測(cè)電路部分通過(guò)檢測(cè)在由上述單位元件的源極或漏極連接在一起而形成的源極或漏極的導(dǎo)體中產(chǎn)生的布線電阻兩端的電壓降，檢測(cè)流經(jīng)輸出功率MOS晶體管的過(guò)電流(以下，將這種配置示例稱作“專利文獻(xiàn)1的示例2”)。
注冊(cè)實(shí)用新型No.2525470(日本)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題但是，在圖5所示的常規(guī)配置示例中，將檢測(cè)電阻101設(shè)置在功率MOS晶體管100與負(fù)載103之間，以檢測(cè)功率MOS晶體管100的過(guò)電流狀態(tài)，但由此引起檢測(cè)電阻101上的功率損失，這導(dǎo)致了整個(gè)電路功效的降低，以及更多熱產(chǎn)生的問(wèn)題。
例如，通過(guò)在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散，來(lái)形成檢測(cè)電阻101，這導(dǎo)致其電阻值對(duì)溫度的較大依賴性(例如，大約2000ppm/C°)。即，檢測(cè)電阻101的溫度系數(shù)較大。因此，用于檢測(cè)功率MOS晶體管100的過(guò)電流狀態(tài)的電流閾值具有較大的溫度依賴性，從而導(dǎo)致過(guò)電流檢測(cè)中的較大檢測(cè)誤差(以下簡(jiǎn)稱為“檢測(cè)誤差”)(檢測(cè)誤差的較大溫度依賴性)。使晶體管102導(dǎo)通的基極-發(fā)射極電壓具有較大溫度依賴性，從而導(dǎo)致較大的檢測(cè)誤差。
另外，檢測(cè)電阻101上產(chǎn)生的熱影響檢測(cè)電阻101的電阻值、以及使晶體管102導(dǎo)通的基極-發(fā)射極電壓，從而導(dǎo)致更大的檢測(cè)誤差。
在圖6所示的專利文獻(xiàn)1的示例1中，如圖5中的情況一樣，由于檢測(cè)電阻114具有較大的溫度依賴性，所以用于檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)的電流閾值具有較大的溫度依賴性，從而導(dǎo)致較大的檢測(cè)誤差(檢測(cè)誤差的較大溫度依賴性)。
即使將功率MOS晶體管112與檢測(cè)MOS晶體管111的溝道區(qū)比率設(shè)計(jì)為k比1(100比1)，并將流向這些晶體管的電流之比設(shè)計(jì)為k比1，由于發(fā)生在檢測(cè)電阻114上的電壓降，檢測(cè)M0S晶體管111的漏極-源極電壓也小于功率MOS晶體管112的漏極-源極電壓。因此，檢測(cè)MOS晶體管111的導(dǎo)通電阻(晶體管導(dǎo)通時(shí)的漏極-源極電阻；溝道電阻)變得比理想值(理想情況下，功率MOS晶體管112的導(dǎo)通電阻的k倍)大，從而無(wú)法獲得與設(shè)計(jì)一樣的實(shí)際電流比。即，由與厄利效應(yīng)(Early’s effect)，實(shí)際電流比與設(shè)計(jì)的不同，這也導(dǎo)致較大的檢測(cè)誤差。
另外，由于發(fā)生在檢測(cè)電阻114上的電壓降，檢測(cè)MOS晶體管111的柵極-源極電壓小于功率MOS晶體管112的柵極-源極電壓，這也導(dǎo)致檢測(cè)MOS晶體管的導(dǎo)通電阻大于理想值，從而引發(fā)更大的檢測(cè)誤差。
此外，在專利文獻(xiàn)1的示例2中，源極或漏極的布線電阻用作檢測(cè)電阻，但是可以使用布線電阻來(lái)設(shè)定的電阻值是有限的，因此損失了設(shè)計(jì)中的自由度。
考慮到上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種高精度的過(guò)電流檢測(cè)電路，這種過(guò)電流檢測(cè)電路沒(méi)有厄利效應(yīng)引起的檢測(cè)誤差，同時(shí)保持整個(gè)電路的高功效，還具有更小的檢測(cè)誤差的溫度依賴性。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有這種過(guò)電流檢測(cè)電路的電源裝置。
解決問(wèn)題的手段為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方案，過(guò)電流檢測(cè)電路檢測(cè)用于向負(fù)載輸出電流的輸出晶體管的過(guò)電流狀態(tài)，然后輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。所述過(guò)電流檢測(cè)電路包括檢測(cè)晶體管，與輸出晶體管并聯(lián)；恒定電流電路，與檢測(cè)晶體管的一端相連，并向檢測(cè)晶體管饋送預(yù)定的恒定電流；以及比較器，根據(jù)向負(fù)載饋送電流而產(chǎn)生的、輸出晶體管的第一和第二電極之間的電壓，與饋送恒定電流而產(chǎn)生的、檢測(cè)晶體管的第一和第二電極之間的電壓的比較結(jié)果，輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。
根據(jù)這種配置，當(dāng)檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)時(shí)，比較器比較向負(fù)載饋送電流而產(chǎn)生的、輸出晶體管的第一和第二電極之間的電壓，與饋送恒定電流而產(chǎn)生的、檢測(cè)晶體管的第一和第二電極之間的電壓的幅度差。
因此，當(dāng)流經(jīng)輸出晶體管的電流在增加之后，剛剛達(dá)到過(guò)電流狀態(tài)時(shí)的時(shí)間段，與比較器判斷“輸出晶體管的第一和第二電極之間產(chǎn)生的電壓”與“檢測(cè)晶體管的第一和第二電極之間產(chǎn)生的電壓”相等時(shí)的時(shí)間段相對(duì)應(yīng)。因此，“厄利效應(yīng)導(dǎo)致的實(shí)際電流比與設(shè)計(jì)值的偏離”，這個(gè)圖6所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)示例中存在的問(wèn)題，不會(huì)出現(xiàn)。即，幾乎沒(méi)有可歸因于厄利效應(yīng)的檢測(cè)誤差發(fā)生，從而允許高精度的過(guò)電流檢測(cè)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，上述配置中未使用在圖5和6所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)示例(專利文獻(xiàn)1的示例1)中檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)所必需的檢測(cè)電阻(檢測(cè)電阻101等)，因此不會(huì)引起由較大溫度系數(shù)導(dǎo)致的檢測(cè)誤差的較大溫度依賴性。即，可以較小的檢測(cè)誤差的溫度依賴性(溫度改變引起檢測(cè)誤差的較小增加)，實(shí)現(xiàn)過(guò)電流檢測(cè)。
如上所述，可以實(shí)現(xiàn)高精度、較小溫度依賴性的過(guò)電流檢測(cè)，從而允許輸出晶體管的最大輸出電流值(用于檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)的閾值)更加接近理想值。因此，根據(jù)本發(fā)明，這改善了過(guò)電流檢測(cè)電路、包括這種過(guò)電流檢測(cè)電路的電源裝置和類似裝置的可靠性，從而可以實(shí)現(xiàn)封裝表面面積的縮減，以及成本的降低。
此外，因?yàn)樵谳敵鼍w管與負(fù)載之間未設(shè)置檢測(cè)電阻(檢測(cè)電阻101等)，所以功效優(yōu)良，也可以抑止檢測(cè)電阻的存在所引起的熱產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明另一方案，過(guò)電流檢測(cè)電路對(duì)通過(guò)第二電極向負(fù)載輸出電流的輸出晶體管的過(guò)電流狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，然后輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。所述過(guò)電流檢測(cè)電路包括檢測(cè)晶體管，具有分別與輸出晶體管的第一和控制電極共同連接的第一和控制電極；恒定電流電路，與檢測(cè)晶體管的第二電極相連，并向檢測(cè)晶體管饋送預(yù)定的恒定電流；以及比較器，根據(jù)輸出晶體管的第二電極電勢(shì)與檢測(cè)晶體管的第二電極電勢(shì)的比較結(jié)果，輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。
根據(jù)這種配置，當(dāng)檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)時(shí)，比較器比較輸出晶體管的第二電極電勢(shì)與檢測(cè)晶體管的第二電極電勢(shì)的幅度差。此外，檢測(cè)晶體管的第一和控制電極分別與輸出晶體管的第一和控制電極相連。
因此，當(dāng)流經(jīng)輸出晶體管的電流在增加之后，剛剛達(dá)到過(guò)電流狀態(tài)時(shí)的時(shí)間段，與比較器判斷“輸出晶體管的第一和第二電極之間產(chǎn)生的電壓”與“檢測(cè)晶體管的第一和第二電極之間產(chǎn)生的電壓”相等時(shí)的時(shí)間段相對(duì)應(yīng)。因此，“厄利效應(yīng)導(dǎo)致的實(shí)際電流比與設(shè)計(jì)值的偏離”，這個(gè)圖6所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)示例中存在的問(wèn)題，不會(huì)出現(xiàn)。即，幾乎沒(méi)有可歸因于厄利效應(yīng)的檢測(cè)誤差發(fā)生，從而允許高精度的過(guò)電流檢測(cè)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，上述配置中未使用在圖5和6所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)示例(專利文獻(xiàn)1的示例1)中檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)所必需的檢測(cè)電阻(檢測(cè)電阻101等)，因此不會(huì)引起由較大溫度系數(shù)導(dǎo)致的檢測(cè)誤差的較大溫度依賴性。即，可以較小的檢測(cè)誤差的溫度依賴性，實(shí)現(xiàn)過(guò)電流檢測(cè)。
如上所述，可以實(shí)現(xiàn)高精度、較小溫度依賴性的過(guò)電流檢測(cè)，從而允許輸出晶體管的最大輸出電流值(用于檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)的閾值)更加接近理想值。因此，根據(jù)本發(fā)明，這改善了過(guò)電流檢測(cè)電路、包括這種過(guò)電流檢測(cè)電路的電源裝置和類似裝置的可靠性，從而可以實(shí)現(xiàn)封裝表面面積的縮減，以及成本的降低。
此外，因?yàn)樵谳敵鼍w管與負(fù)載之間未設(shè)置檢測(cè)電阻(檢測(cè)電阻101等)，所以功效優(yōu)良，也可以抑止檢測(cè)電阻的存在所引起的熱產(chǎn)生。
例如，在上述配置中，輸出晶體管和檢測(cè)晶體管可以分別是功率MOS晶體管和檢測(cè)MOS晶體管，并且可以根據(jù)功率MOS晶體管的預(yù)定最大輸出電流值、功率MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值和檢測(cè)MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值，設(shè)定恒定電流值。
這里，“最大輸出電流值”是用于檢測(cè)功率MOS晶體管的過(guò)電流狀態(tài)的閾值，并且是根據(jù)該功率MOS晶體管的特性而預(yù)先限定的值。設(shè)計(jì)上述過(guò)電流檢測(cè)電路，從而在流經(jīng)功率MOS晶體管的電流的幅度小于最大輸出電流值時(shí)，檢測(cè)到“功率MOS晶體管未處于過(guò)電流狀態(tài)”，而在流經(jīng)功率MOS晶體管的電流的幅度超過(guò)最大輸出電流值時(shí)，檢測(cè)到“功率MOS晶體管處于過(guò)電流狀態(tài)”。
例如，在上述配置中，輸出晶體管可以是具有n(n是等于或大于2的整數(shù))個(gè)單位單元晶體管的功率MOS晶體管，并且可以是通過(guò)將n個(gè)單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起而形成的單個(gè)MOS晶體管；檢測(cè)晶體管可以是由單個(gè)單位單元晶體管形成的檢測(cè)MOS晶體管，或者是具有m(m是等于或大于2，并且小于n的整數(shù))個(gè)單位單元晶體管的檢測(cè)MOS晶體管，并通過(guò)將m個(gè)單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起而作為單個(gè)MOS晶體管形成的檢測(cè)MOS晶體管；以及可以使用相同的制造工藝，在相同的半導(dǎo)體襯底上形成所有的形成功率MOS晶體管的單位單元晶體管和形成檢測(cè)MOS晶體管的單位單元晶體管。
由此，功率MOS晶體管和檢測(cè)MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值的溫度系數(shù)實(shí)質(zhì)上相等；因此，用于檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)的電流閾值對(duì)溫度的依賴性較小(溫度改變引起的波動(dòng)較小)。即，可以實(shí)現(xiàn)具有更小的檢測(cè)誤差對(duì)溫度的依賴性的過(guò)電流檢測(cè)。此外，“檢測(cè)MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值”與“功率MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值”的實(shí)際比率實(shí)質(zhì)上等于設(shè)計(jì)比率，從而允許高精度的過(guò)電流檢測(cè)。
在上述配置中，恒定電流可以是通過(guò)向具有正溫度系數(shù)的電阻和具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻組合而成的電阻施加預(yù)定基準(zhǔn)電壓，以獲得的電流，可以配置所述組合電阻的值，使其固定，而不依賴于溫度改變。
由此，恒定電流的值固定，而不依賴于溫度改變，這允許過(guò)電流檢測(cè)中的檢測(cè)誤差對(duì)溫度的更小依賴性。
但是，考慮到制造誤差等情況，難以使組合電阻的值根本不會(huì)由于溫度改變而波動(dòng)。因此，這里的“固定而不依賴于溫度改變”是考慮了制造誤差等情況的廣義概念。
根據(jù)本發(fā)明另一方案，電源裝置包括上述過(guò)電流檢測(cè)電路、輸出晶體管、以及平滑輸出晶體管的輸出側(cè)電壓并向負(fù)載輸出該電壓的平滑電路。
例如，上述電源裝置還可以包括電壓檢測(cè)電路，根據(jù)向負(fù)載提供的電壓，輸出電壓；以及控制部分，根據(jù)來(lái)自電壓檢測(cè)電路的輸出，控制輸出晶體管和檢測(cè)晶體管。
例如，可以根據(jù)比較器的輸出，控制所述控制部分。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如上所述，采用根據(jù)本發(fā)明的過(guò)電流檢測(cè)電路，在可以保持整個(gè)電路的高功效的同時(shí)，可以消除由厄利效應(yīng)導(dǎo)致的檢測(cè)誤差，還可以減小檢測(cè)誤差對(duì)溫度的依賴性。


包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)電流檢測(cè)電路的電源裝置的電流圖。
圖1中功率MOS晶體管的詳細(xì)電路圖。
圖1中恒定電流電路的詳細(xì)電路圖。
圖3中恒定電壓產(chǎn)生電路的詳細(xì)電路圖。
示出常規(guī)過(guò)電流檢測(cè)電路的第一示例的電路圖。
示出常規(guī)過(guò)電流檢測(cè)電路的第二示例的電路圖。
參考符號(hào)列表1電源裝置2，100，112 功率MOS晶體管(輸出晶體管)3，111 檢測(cè)MOS晶體管(檢測(cè)晶體管)4，24恒定電流電路5比較器6，103，116 負(fù)載7控制部分8，9，21，22，36，37，104電阻10 極管11 電感器12 電容器14 過(guò)電流檢測(cè)電路15 漏極16 源極17 柵極20，23，31，32，34，35，102 晶體管101，114 檢測(cè)電阻115 比較器Vcc 電源電壓25 恒定電壓產(chǎn)生電路Vref 基準(zhǔn)電壓
Ic恒定電流Tr1，Tr2，…，Trn 單位單元晶體管具體實(shí)施方式
以下將參考附圖，描述根據(jù)本發(fā)明的過(guò)電流檢測(cè)電路的實(shí)施例。
圖1是包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)電流檢測(cè)電路14的電源裝置1的電路配置圖。圖2是圖1中功率MOS晶體管2的詳細(xì)電路配置圖。
在電源裝置1中，向P溝道(P型半導(dǎo)體)功率MOS晶體管2(輸出晶體管)的源極提供電源電壓Vcc。P溝道功率MOS晶體管2的漏極與二極管10的陰極相連，還與電感器11的一端相連，二極管10的陽(yáng)極接地。電感器11的另一端通過(guò)負(fù)載6與電容器12的并聯(lián)電路、以及通過(guò)電阻8與9的串聯(lián)電路接地。功率MOS晶體管2從漏極向負(fù)載6輸出電流(供能)，二極管10、電感器11和電容器12形成平滑電路，該平滑電路對(duì)功率MOS晶體管2的輸出側(cè)的電壓(漏極電壓)進(jìn)行平滑，并向負(fù)載6輸出該電壓。
還將電源電壓Vcc提供給P溝道檢測(cè)MOS晶體管(檢測(cè)晶體管)3的源極，檢測(cè)MOS晶體管3的漏極與恒定電流電路4的一端和比較器5的非反相輸入端子(+)相連。恒定電流電路4的另一端接地，當(dāng)檢測(cè)MOS晶體管3導(dǎo)通時(shí)，恒定電流電路4在檢測(cè)MOS晶體管3的源極與漏極之間饋送恒定電流Ic。
功率MOS晶體管2與二極管10的陰極之間的節(jié)點(diǎn)與比較器5的反相輸入端子(-)相連。電阻8與9之間的節(jié)點(diǎn)與控制部分7相連。電阻8和9的串聯(lián)電路對(duì)提供給負(fù)載6的電壓分壓，并向控制部分7提供分壓值。即，電阻8和9用作電壓檢測(cè)電路，以根據(jù)向負(fù)載6提供的電壓向控制部分7輸出電壓。
提供比較器5的輸出，作為過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)向控制部分7指示功率MOS晶體管2的過(guò)電流狀態(tài)。更具體地，當(dāng)比較器5輸出的電壓是高信號(hào)(高電勢(shì)信號(hào))時(shí)，這指示功率MOS晶體管2處于過(guò)電流狀態(tài)，當(dāng)前述電壓是低信號(hào)(低電勢(shì)信號(hào))時(shí)，這指示功率MOS晶體管2的處于正常狀態(tài)(未處于過(guò)電流狀態(tài))。
即，比較器5比較功率MOS晶體管2的漏極電勢(shì)與檢測(cè)MOS晶體管3的漏極電勢(shì)，并輸出比較結(jié)果，作為過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。這里，“過(guò)電流狀態(tài)”表示功率MOS晶體管2的漏極電流值超過(guò)功率MOS晶體管2的最大輸出電流值的狀態(tài)。術(shù)語(yǔ)“最大輸出電流值”是用于檢測(cè)功率MOS晶體管2的過(guò)電流狀態(tài)的閾值，并且是根據(jù)功率MOS晶體管2的特性而預(yù)先限定的值。設(shè)計(jì)過(guò)電流檢測(cè)電流14，從而在流經(jīng)功率MOS晶體管2的漏電流的幅度小于最大輸出電流值時(shí)，檢測(cè)到“功率MOS晶體管2未處于過(guò)電流狀態(tài)”，而在流經(jīng)功率MOS晶體管2的漏電流的幅度超過(guò)最大輸出電流值時(shí)，檢測(cè)到“功率MOS晶體管2處于過(guò)電流狀態(tài)”。
過(guò)電流檢測(cè)電流14由檢測(cè)MOS晶體管3、恒定電流電路4和比較器5構(gòu)成，但是也可以認(rèn)為功率MOS晶體管2包括在過(guò)電流檢測(cè)電流14中。以下描述是基于功率MOS晶體管2包括在過(guò)電流檢測(cè)電流14中的假設(shè)的。
控制部分7的輸出與功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3的柵極共同連接?？刂撇糠?在通過(guò)參考過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，來(lái)監(jiān)控功率MOS晶體管2的過(guò)電流狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電阻8和9之間的中點(diǎn)處的電勢(shì)，檢測(cè)施加到負(fù)載6上的電壓，并向功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3的每個(gè)柵極提供脈沖形式的電壓，從而使施加到負(fù)載6上的電壓成為恒定。
設(shè)置電阻8和9的串聯(lián)電路，以檢測(cè)施加到負(fù)載6上的電壓，它們的組合電阻值比負(fù)載6的電阻值(或阻抗)大得足夠多(因此，該串聯(lián)電路上的功率損失小得可以忽略)。
如圖2所示，形成功率MOS晶體管2，使其具有多個(gè)(n個(gè)，n是等于或大于2的整數(shù))單位單元晶體管(該單位單元晶體管也是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)Tr1，Tr2，…和Trn。通過(guò)將單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起，作為單個(gè)MOS晶體管，從而形成功率MOS晶體管2。即，通過(guò)將n個(gè)單位單元晶體管Tr1，Tr2，…和Trn的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起而形成的電極，用作功率MOS晶體管2的漏極15、源極16和柵極17。
另一方面，檢測(cè)MOS晶體管3只由單個(gè)單位單元晶體管形成。如功率MOS晶體管2的情況一樣，也可以形成檢測(cè)MOS晶體管3，使其具有多個(gè)(m個(gè)，m是等于或大于2，并小于n的整數(shù))單位單元晶體管(未示出)，并可以通過(guò)將單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起，作為單個(gè)MOS晶體管，從而形成檢測(cè)MOS晶體管3。通過(guò)將m個(gè)單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)在一起而形成的電極，分別用作檢測(cè)MOS晶體管3的漏極、源極和柵極。
按照相同的制造工藝，在相同的半導(dǎo)體襯底上形成所有的形成功率MOS晶體管2的單位單元晶體管和形成檢測(cè)MOS晶體管3的單位單元晶體管。即，所有單位單元晶體管具有相同結(jié)構(gòu)，從而具有實(shí)質(zhì)上相同的導(dǎo)通電阻值的溫度系數(shù)；因此，在柵極與源極之間的電壓、漏極與源極之間的電壓以及環(huán)境溫度都相同的條件(以下將這種條件稱作“相同條件”)下，導(dǎo)通電阻值實(shí)質(zhì)上相同。
以下，將參考如下情況進(jìn)行描述例如，功率MOS晶體管2由1000個(gè)并聯(lián)在一起的單位單元晶體管形成，檢測(cè)MOS晶體管3由單個(gè)單位單元晶體管形成。在這種條件下，功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3之間的溝道區(qū)之比是1000比1，因此，導(dǎo)通電阻值之比是1比1000。
具體地，假設(shè)功率MOS晶體管2的最大輸出電流值是Iomax。即，如果功率MOS晶體管2的漏電流超過(guò)Iomax，比較器5判斷功率MOS晶體管2處于過(guò)電流狀態(tài)，并向控制部分7輸出高信號(hào)。
此外，假設(shè)在最大輸出電流值Iomax與恒定電流電路4的恒定電流Ic之間，建立有關(guān)系Ic＝Iomax/1000。即，根據(jù)最大輸出電流值Iomax、檢測(cè)MOS晶體管3的導(dǎo)通電阻值和功率MOS晶體管2的導(dǎo)通電阻值，設(shè)定恒定電流Ic的值。更具體地，將在相同條件下，用最大輸出電流值Iomax除以“檢測(cè)MOS晶體管3的導(dǎo)通電阻值”與“功率MOS晶體管2的導(dǎo)通電阻值”之比(1000)而獲得的值設(shè)定為恒定電流Ic的值。
(過(guò)電流檢測(cè)操作的描述)以下，將描述在電源裝置1中執(zhí)行的過(guò)電流檢測(cè)操作。如果在功率MOS晶體管2導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)功率MOS晶體管2的電流小于最大輸出電流值Iomax，則功率MOS晶體管2的漏極與源極之間的電壓小于檢測(cè)MOS晶體管3的漏極與源極之間的電壓，因此，比較器5輸出低信號(hào)。
如果由于諸如負(fù)載6的兩個(gè)端子之間短路之類的異常，流經(jīng)功率MOS晶體管2的電流超過(guò)最大輸出電流值Iomax，則功率MOS晶體管2的漏極與源極之間的電壓變得大于檢測(cè)MOS晶體管3的漏極與源極之間的電壓，因此，比較器5輸出高信號(hào)。
當(dāng)接收到來(lái)自比較器5的高信號(hào)時(shí)，控制部分7辨別功率MOS晶體管2處于過(guò)電流狀態(tài)，并向功率MOS晶體管2的柵極提供用于截止功率MOS晶體管2的電壓，從而避免功率MOS晶體管2、二極管10、電感器11和負(fù)載6的損壞等情況。一旦控制部分7檢測(cè)到功率MOS晶體管2的過(guò)電流狀態(tài)，則保持功率MOS晶體管2截止，除非從外部輸出了取消信號(hào)，或再引入電源電壓Vcc(除非曾經(jīng)切斷電源電壓Vcc的供電，并再次接通電源)。
在負(fù)載6的兩個(gè)端子之間發(fā)生短路或類似情況下，比最大輸出電流值Iomax大得多的電流流經(jīng)功率MOS晶體管2，因此，一些檢測(cè)誤差不會(huì)成為問(wèn)題。當(dāng)功率MOS晶體管2的漏電流幾乎是最大輸出電流值Iomax(例如，Io的100％或120％)時(shí)，這種檢測(cè)誤差(檢測(cè)精度)成為問(wèn)題。
現(xiàn)在，在過(guò)電流檢測(cè)電路14中，功率MOS晶體管2的柵極與源極之間的電壓等于檢測(cè)MOS晶體管3的柵極與源極之間的電壓。當(dāng)功率MOS晶體管2的漏電流等于最大輸出電流值Iomax時(shí)，因?yàn)楣β蔒OS晶體管2的漏極與源極之間的電壓等于檢測(cè)MOS晶體管3的漏極與源極之間的電壓，所以比較器5的非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電勢(shì)相等。
此時(shí)，功率MOS晶體管2與檢測(cè)MOS晶體管3之間的導(dǎo)通電阻之比精確地是1比1000(因?yàn)榭梢韵蚶?yīng)引起的誤差)。即，在專利文獻(xiàn)1等公開的結(jié)構(gòu)中觀察到的、可歸因于厄利效應(yīng)的檢測(cè)誤差不再發(fā)生。此外，如上所述，因?yàn)檫@些晶體管的導(dǎo)通電阻值的溫度系數(shù)實(shí)質(zhì)上相等，所以用于檢測(cè)過(guò)電流狀態(tài)的閾值具有較小的溫度依賴性(由溫度改變引起的閾值波動(dòng)較小)。
如上所述，在過(guò)電流檢測(cè)電路14和具有這種過(guò)電流檢測(cè)電路14的電源裝置1中，可以比常規(guī)電路和裝置高得多的精度、以及更小的溫度依賴性，進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)，并且檢測(cè)誤差(包括溫度依賴性)主要與單位單元晶體管的導(dǎo)通電阻的相對(duì)變化有關(guān)。
如果過(guò)電流檢測(cè)中的檢測(cè)誤差較大，則在電源裝置1中出現(xiàn)如下所示的問(wèn)題。
(1)為防止功率MOS晶體管2、二極管10、電感器11和負(fù)載6的損壞等，考慮到檢測(cè)誤差，不可避免地需要將最大輸出電流值Iomax設(shè)定得較小。因此，雖然功率MOS晶體管2等仍然能夠安全工作，但是，由于假設(shè)功率MOS晶體管2可能轉(zhuǎn)換到過(guò)電流狀態(tài)，所以使功率MOS晶體管2截止。
(2)特別是當(dāng)負(fù)載6是電容性的或是引拉沖擊電流的負(fù)載時(shí)，上述(1)中的問(wèn)題變得比較明顯。由于檢測(cè)誤差大，強(qiáng)制地增加用于檢測(cè)過(guò)電流的值(即，最大輸出電流值Iomax)，會(huì)增大過(guò)載的可能性，從而導(dǎo)致功率MOS晶體管2可靠性的下降，進(jìn)而導(dǎo)致包括該功率MOS晶體管2的過(guò)電流檢測(cè)電路14的可靠性和整個(gè)電源裝置1的可靠性的下降(更高的故障率)。
(3)較大的檢測(cè)誤差增加如下情況的發(fā)生認(rèn)為功率MOS晶體管2應(yīng)該截止，但實(shí)際上未截止。在這種情況下，為防止二極管10等的損壞，不可避免地使用具有無(wú)益的大額定電流的二極管10、電感器11等。使用這種具有大額定電流的類型，會(huì)導(dǎo)致封裝表面面積增加和成本的提高。
但是，在電源裝置1中，由于其具有如上所述的、以非常高的精度和較小的溫度依賴性進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)的能力，所以抑止了上述(1)到(3)中的問(wèn)題的發(fā)生。即，由于電源裝置1能夠設(shè)定理想的最大輸出電流值Iomax，所以改善了可靠性，從而可以實(shí)現(xiàn)封裝面積的減小和成本的降低。
(恒定電流電路的描述)
以下，圖3示出了圖1中的恒定電流電路4的詳細(xì)電路配置。由恒定電壓產(chǎn)生電路25輸出的基準(zhǔn)電壓Vref與PNP晶體管23的基極相連，PNP晶體管23的發(fā)射極與恒定電流電路24的一端和NPN晶體管20的基極共同連接。晶體管23的集電極接地，并向恒定電流電路24的另一端施加電源電壓Vcc。
晶體管20的發(fā)射極通過(guò)電阻器21和22的串聯(lián)電路接地，晶體管20的集電極要與檢測(cè)MOS晶體管3的漏極相連。即，晶體管20的集電極電流用作恒定電流Ic。采用圖3所示的配置，將基準(zhǔn)電壓Vref除以電阻21和22的組合電阻值而得到的值用作恒定電流Ic的值。
通過(guò)雜質(zhì)擴(kuò)散等方法，在半導(dǎo)體襯底上形成電阻21和22，在這一過(guò)程中，通過(guò)選擇適合的雜質(zhì)等，電阻21和22的組合電阻值成為固定的，而不依賴于溫度改變。
但是，考慮到制造誤差等原因，難以完全避免由組合電阻的實(shí)際值隨溫度改變的波動(dòng)。因此，這里所述的“固定而不依賴于溫度改變”是考慮到制造誤差等原因的廣義概念。
更具體地，例如，在室溫(例如，25C°)下，將電阻21和22的電阻值分別設(shè)定為10kΩ(千歐姆)和20kΩ，并將電阻21和22的溫度系數(shù)分別設(shè)定為+2000ppm/C°和-1000ppm/C°。
如上所述，通過(guò)向具有正溫度系數(shù)的電阻21和具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻22的組合電阻施加基準(zhǔn)電壓Vref而得到的電流用作恒定電流Ic，并且前述組合電阻的值固定而不依賴于溫度改變，從而恒定電流Ic的值固定而不依賴于溫度改變(精確地講，由于制造誤差，只是“實(shí)質(zhì)上固定”)。因此，過(guò)電流檢測(cè)電路14和包括該電路的電源裝置1能夠?qū)崿F(xiàn)高精度和較小溫度依賴性的過(guò)電流檢測(cè)。
不一定需要通過(guò)雜質(zhì)擴(kuò)散等方法在半導(dǎo)體襯底上形成電阻21和22，電阻21和22可以是碳膜電阻、金屬膜電阻等。
(恒定電壓產(chǎn)生電路25的描述)圖4示出恒定電壓產(chǎn)生電路25的電路配置的一個(gè)示例。PNP晶體管31的基極和集電極連接在一起，并向其發(fā)射極施加電源電壓Vcc。PNP晶體管32的基極與晶體管31的基極相連，并向其發(fā)射極施加電源電壓Vcc。PNP晶體管33的基極與晶體管32的集電極相連，并向其發(fā)射極施加電源電壓Vcc。NPN晶體管34的基極與晶體管33的集電極相連，其發(fā)射極通過(guò)電阻37接地，其集電極與晶體管31的集電極相連。NPN晶體管35的基極與晶體管33的集電極相連，其發(fā)射極通過(guò)電阻36與晶體管34的發(fā)射極相連，其集電極與晶體管32的集電極相連。輸出晶體管33的集電極、晶體管34的基極和晶體管35的基極的節(jié)點(diǎn)處的電壓，作為基準(zhǔn)電壓Vref。
為減小該基準(zhǔn)電壓Vref的溫度系數(shù)，參考半導(dǎo)體的帶隙電壓(對(duì)于硅，是1.205[V])，設(shè)定基準(zhǔn)電壓Vref。因此，這種恒定電壓產(chǎn)生電路25在恒定電流電路4中的使用允許恒定電流Ic的值對(duì)溫度的依賴性非常小。
(修改的實(shí)施例)圖1示出實(shí)施例，其中，功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3的源極及其柵極分別連接在一起。在該實(shí)施例中，向比較器5的反相輸入端子(-)施加從電源電壓Vcc減去功率MOS晶體管2的源極和漏極之間的電壓而得到的電壓，并向比較器5的非反相輸入端子(+)施加從電源電壓Vcc減去檢測(cè)MOS晶體管3的源極和漏極之間的電壓而得到的電壓。使用這種配置消除了可歸因于厄利效應(yīng)的檢測(cè)誤差。
為消除可歸因于厄利效應(yīng)的檢測(cè)誤差，可以進(jìn)行如下嘗試。在功率MOS晶體管2的柵極與源極之間的電壓，與檢測(cè)MOS晶體管3的柵極與源極之間的電壓相等的條件下，比較器5能夠?qū)⑾蜇?fù)載6饋送電流而產(chǎn)生的、功率MOS晶體管2的源極和漏極之間的電壓VDS2，與饋送恒定電流Ic而產(chǎn)生的、檢測(cè)MOS晶體管3的源極和漏極之間的電壓VDS3相比較，并且能夠根據(jù)該比較結(jié)果，輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)(更具體地，能夠在VDS2變得比VDS3更大時(shí)，確定過(guò)電流狀態(tài))。因此，可以對(duì)根據(jù)本發(fā)明的過(guò)電流檢測(cè)電路進(jìn)行多種修改。
本發(fā)明不限于圖1所示的電源裝置1，而可應(yīng)用于具有多種開關(guān)調(diào)節(jié)器、DC-DC轉(zhuǎn)換器等的電源裝置。此外，本發(fā)明還可應(yīng)用于具有串聯(lián)調(diào)節(jié)器(降壓(dropper)型調(diào)節(jié)器)的電源裝置，例如，三端子調(diào)節(jié)器等。
(定義等)本發(fā)明中所述的功率MOS晶體管的第一電極、第二電極和控制電極指的是圖1中的功率MOS晶體管2的源極、漏極和柵極。本發(fā)明中所述的檢測(cè)MOS晶體管的第一電極、第二電極和控制電極指的是圖1中的檢測(cè)MOS晶體管3的源極、漏極和柵極。
但是，可以進(jìn)行如下修改用N溝道MOS晶體管替代功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3，還可以進(jìn)行如下修改將負(fù)載6與功率MOS晶體管的源極側(cè)相連。
因此，在這種修改的情況下，本發(fā)明中所述的功率MOS晶體管的第一電極和第二電極可以分別指功率MOS晶體管的漏極和源極，本發(fā)明中所述的檢測(cè)MOS晶體管的第一電極和第二電極可以分別指檢測(cè)MOS晶體管的漏極和源極。
在上述實(shí)施例中，功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3都由具有相同結(jié)構(gòu)的單位單元晶體管形成，以控制功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3之間的導(dǎo)通電阻值之比(在上述實(shí)施例中，是1比1000)?？蛇x地，不使用單位單元晶體管，而可以適當(dāng)設(shè)定其W/L比(其中，W是溝道寬度，L是溝道長(zhǎng)度)，以控制功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3之間的導(dǎo)通電阻值之比。
例如，在半導(dǎo)體襯底上形成功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3，滿足W2/L2＝1000×W3/L3，其中功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3的溝道寬度分別是W2和W3，功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3的溝道長(zhǎng)度分別是L2和L3，從而功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3之間的導(dǎo)通電阻值之比是1比1000。
此外，上述實(shí)施例指的是如下示例由MOS晶體管形成的功率MOS晶體管2用作輸出晶體管，由MOS晶體管形成的檢測(cè)MOS晶體管3用作檢測(cè)晶體管?？梢杂肞NP輸出雙極型晶體管(輸出晶體管)和PNP檢測(cè)雙極型晶體管(檢測(cè)晶體管)分別替代功率MOS晶體管2和檢測(cè)MOS晶體管3。
在這種情況下，雖然需要考慮雙極型晶體管的基極電流，但是可以采樣與上述實(shí)施例相同的配置。更具體地，在圖1的配置中，用上述輸出雙極型晶體管替代功率MOS晶體管2，用輸出雙極型晶體管的發(fā)射極、集電極和基極分別替代功率MOS晶體管2的源極、漏極和柵極；用上述檢測(cè)雙極型晶體管替代檢測(cè)MOS晶體管3，用檢測(cè)雙極型晶體管的發(fā)射極、集電極和基極分別替代檢測(cè)MOS晶體管3的源極、漏極和柵極。
這里，輸出雙極型晶體管由多個(gè)(p個(gè)，p是等于或大于2的整數(shù))單位單元雙極型晶體管形成，這多個(gè)單位單元雙極型晶體管的集電極、發(fā)射極和基極分別并聯(lián)在一起，從而形成單個(gè)雙極型晶體管，檢測(cè)雙極型晶體管由多個(gè)(q個(gè)，q是等于或大于2的整數(shù)，并且小于p)單位單元雙極型晶體管形成，這多個(gè)單位單元雙極型晶體管的集電極、發(fā)射極和基極分別并聯(lián)在一起，從而形成單個(gè)雙極型晶體管?？梢酝ㄟ^(guò)相同的制造工藝，在相同的半導(dǎo)體襯底上制造上述所有的單位單元雙極型晶體管。
如上所述，以參考圖1所述的相同方式，使用輸出雙極型晶體管和檢測(cè)雙極型晶體管形成電源裝置，將會(huì)實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上可忽略由厄利效應(yīng)引起的檢測(cè)誤差的過(guò)電流檢測(cè)。
不使用單位單元雙極型晶體管來(lái)形成上述輸出雙極型晶體管和檢測(cè)雙極型晶體管，而可以適當(dāng)設(shè)定每個(gè)雙極型晶體管的驅(qū)動(dòng)能力。例如，可以通過(guò)控制發(fā)射極面積等，制造輸出雙極型晶體管和檢測(cè)雙極型晶體管，從而使輸出雙極型晶體管的驅(qū)動(dòng)能力成為檢測(cè)雙極型晶體管的1000倍。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明適合電源裝置、高壓側(cè)開關(guān)等需要具有忽略溫度改變的較小絕對(duì)檢測(cè)誤差、并具有較小的依賴于溫度改變的檢測(cè)誤差波動(dòng)的過(guò)電流檢測(cè)電路的裝置。本發(fā)明還適合需要在較寬溫度范圍(例如，-40C°到125C°)下、高精度地執(zhí)行過(guò)電流檢測(cè)的車載電源裝置。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)電流檢測(cè)電路，對(duì)用于向負(fù)載輸出電流的輸出晶體管的過(guò)電流狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，然后輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，所述過(guò)電流檢測(cè)電路包括檢測(cè)晶體管，與所述輸出晶體管并聯(lián)連接；恒定電流電路，與所述檢測(cè)晶體管的一端相連，并向所述檢測(cè)晶體管饋送預(yù)定的恒定電流；以及比較器，根據(jù)向所述負(fù)載饋送電流而產(chǎn)生的、所述輸出晶體管的第一和第二電極之間的電壓，與饋送所述恒定電流而產(chǎn)生的、所述檢測(cè)晶體管的第一和第二電極之間的電壓的比較結(jié)果，輸出所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。
2.一種過(guò)電流檢測(cè)電路，對(duì)通過(guò)輸出晶體管的第二電極向負(fù)載輸出電流的所述輸出晶體管的過(guò)電流狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，然后輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，所述過(guò)電流檢測(cè)電路包括檢測(cè)晶體管，具有分別與所述輸出晶體管的第一和控制電極共同連接的第一和控制電極；恒定電流電路，與所述檢測(cè)晶體管的第二電極相連，并向所述檢測(cè)晶體管饋送預(yù)定的恒定電流；以及比較器，根據(jù)所述輸出晶體管的第二電極電勢(shì)與所述檢測(cè)晶體管的第二電極電勢(shì)的比較結(jié)果，輸出所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的過(guò)電流檢測(cè)電路，其中，所述輸出晶體管和所述檢測(cè)晶體管分別是功率MOS晶體管和檢測(cè)MOS晶體管，以及其中，根據(jù)所述功率MOS晶體管的預(yù)先定義的最大輸出電流值、所述功率MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值和所述檢測(cè)MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值，設(shè)定所述恒定電流的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的過(guò)電流檢測(cè)電路，其中，所述輸出晶體管是具有n(n是等于或大于2的整數(shù))個(gè)單位單元晶體管的功率MOS晶體管，并且通過(guò)將n個(gè)單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)連接在一起而將所述輸出晶體管形成為單個(gè)MOS晶體管，其中，所述檢測(cè)晶體管是由單個(gè)單位單元晶體管形成的檢測(cè)MOS晶體管，或者是具有m(m是等于或大于2，并且小于n的整數(shù))個(gè)單位單元晶體管的檢測(cè)MOS晶體管，并且通過(guò)將m個(gè)單位單元晶體管的漏極、源極和柵極分別并聯(lián)連接在一起而將所述檢測(cè)晶體管形成為單個(gè)MOS晶體管，以及其中，形成所述功率MOS晶體管的單位單元晶體管和形成所述檢測(cè)MOS晶體管的單位單元晶體管是使用相同的制造工藝，在相同的半導(dǎo)體襯底上形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的過(guò)電流檢測(cè)電路，其中，所述恒定電流是通過(guò)向具有正溫度系數(shù)的電阻和具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻的組合電阻施加預(yù)定基準(zhǔn)電壓而獲得的電流，以及其中，所述組合電阻的值適于被固定，而不依賴于溫度變化。
6.一種電源裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的過(guò)電流檢測(cè)電路，所述輸出晶體管，以及平滑電路，對(duì)所述輸出晶體管的輸出側(cè)電壓進(jìn)行平滑，并向所述負(fù)載輸出電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源裝置，還包括電壓檢測(cè)電路，根據(jù)提供給所述負(fù)載的電壓，輸出電壓，以及控制部分，根據(jù)從所述電壓檢測(cè)電路的輸出，控制所述輸出晶體管和所述檢測(cè)晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其中，根據(jù)所述比較器的輸出，對(duì)所述控制部分進(jìn)行控制。
全文摘要
一種過(guò)電流檢測(cè)電路(14)，檢測(cè)功率MOS晶體管(2)的過(guò)電流狀態(tài)，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，其中功率MOS晶體管(2)通過(guò)漏極向負(fù)載(6)輸出電流。過(guò)電流檢測(cè)電路具有檢測(cè)MOS晶體管(3)，其源極和柵極分別與功率MOS晶體管(2)的源極和柵極相連；恒定電流電路(4)，與檢測(cè)MOS晶體管(3)的漏極相連，以使預(yù)定恒定電流流向檢測(cè)MOS晶體管(3)；以及比較器(5)，用于根據(jù)功率MOS晶體管(2)的漏極電勢(shì)與檢測(cè)MOS晶體管(3)的漏極電勢(shì)之間的比較結(jié)果，輸出過(guò)電流信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K17/08GK1954469SQ20058001561
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者沖宏一, 井手雄三 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司