一种具有功率晶体管和电流感测的使用控制驱动作为电源的电路的制作方法

allin2025-03-27  23


本发明涉及功率晶体管领域,具体地,涉及功率晶体管电流感测领域。


背景技术:

1、电子电路通常包括晶体管,其用作调节或控制电路各部分中的电流的电子开关。一种类型的晶体管是场效应晶体管,其中电压被施加到栅极端子以导通和截止晶体管。半导体沟道区设置在漏极端子和源极端子之间。当晶体管导通时,电流流过源极端子和漏极端子之间的半导体沟道区。当晶体管截止时,较少电流或没有电流流过源极端子和漏极端子之间的半导体沟道区。栅极端子设置在源极端子和漏极端子之间的半导体沟道区之上。栅极端子上的电压会产生一个影响半导体沟道区是否传导电流的场,因此称为“场效应晶体管”。

2、然而,还有其他类型的晶体管。在每个晶体管中,当通过向控制节点施加足够的电压来“导通”晶体管时,电流通过沟道从输入节点流到输出节点。例如,在场效应晶体管中,控制节点将是栅极端子,输入节点将是源极端子或漏极端子之一,并且输出节点将是源极端子或漏极端子中的另一个。

3、典型的晶体管用于电子电路中的放大和开关目的。另一方面,功率晶体管用于传送更大量的电流,具有更高的额定电压,并且可以更典型地用于电源、电池充电等。功率晶体管通常可以在大于1安培至100安培甚至更大的电流下工作。功率晶体管可以传送大于1瓦至数百瓦甚至更大的功率。尽管如此,测量流过功率晶体管的电流可能是有益的。

4、本文要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上述环境中操作的实施例。相反,本背景技术仅被提供用于说明其中可以实践本文中描述的一些实施例的一个示例性技术领域。


技术实现思路

1、提供本
技术实现要素:
是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或本质特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

2、本文描述的实施例涉及一种电路,该电路包括功率晶体管和至少一个感测晶体管。功率晶体管具有控制电流是否从功率晶体管输入节点流到功率晶体管输出节点的功率晶体管控制节点。感测晶体管具有控制电流是否从感测晶体管输入节点流到感测晶体管输出节点的感测晶体管控制节点。感测晶体管控制节点连接至功率晶体管控制节点,并且感测晶体管输入节点连接至功率晶体管输入节点。

3、该电路还包括控制驱动端子,控制驱动端子连接至功率晶体管控制节点和感测晶体管控制节点。电流感测电路连接至感测晶体管控制节点并被配置为检测流经感测晶体管的电流。电流感测电路还连接至控制驱动端子并被配置为当控制驱动端子上存在高控制信号时从控制驱动端子汲取电力。因此,电流感测电路不需要独立的固定高压电源来操作。因此,该电路同样不需要固定的高压电源轨,并且因此也不需要用于这样的高压电源轨的端子或引脚。这显著简化了电路的封装,并允许在不易获得高压电源轨的情况下使用该电路。

4、另外的特征和优点将在接下来的描述中阐述,且其中一部分从下述描述中可以显而易见地看出,或也可以从本文的实施中获悉。本发明的特征和优点可以通过在所附权利要求中特别指出的工具和组合来实现和获得。本发明的特征将通过以下的描述和所附权利要求中变得更加明显,或可以通过下文中阐述的本发明的实践来了解。



技术特征:

1.一种电路,包括:

2.根据权利要求1所述的电路,其中所述功率晶体管和所述感测晶体管中的每一个都被制造在半导体衬底上,并且各自包围构建在所述半导体衬底上的外延叠层的对应部分。

3.根据权利要求2所述的电路,其中所述半导体衬底是第一半导体衬底,所述电流感测电路被制造在与所述第一半导体衬底不同的第二半导体衬底上。

4.根据权利要求3所述的电路,其中所述第一半导体衬底和所述第二半导体衬底被封装在不具有高压电源轨端子的封装中。

5.根据权利要求4所述的电路,其中所述封装具有连接至所述功率晶体管输入端子和所述感测晶体管输入端子的输入电压端子、连接至所述控制驱动端子的控制端子、连接至所述功率晶体管输出节点的低压电源端子以及连接至所述电流感测电路的输出的电流感测端子。

6.根据权利要求5所述的电路,其中所述低压电源端子连接至所述功率晶体管输出节点,而没有中间电阻器元件。

7.根据权利要求3所述的电路,其中构建在所述第一半导体衬底上的所述外延叠层包括异质结,所述异质结诱导接近所述异质结的二维电子气区域,所述电流感测电路包括硅有源区域。

8.根据权利要求3所述的电路,其中所述功率晶体管和所述感测晶体管均是高电子迁移率晶体管,所述电流感测电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管。

9.根据权利要求3所述的电路,其中所述功率晶体管具有由gan与algan形成的异质结,所述感测晶体管也具有由gan与algan形成的异质结。

10.根据权利要求3所述的电路,其中所述功率晶体管具有由gaas与algaas形成的异质结,所述感测晶体管也具有由gaas与algaas形成的异质结。


技术总结
一种电路,包括功率晶体管和至少一个感测晶体管,并且使用控制驱动端子以不仅控制功率晶体管和感测晶体管,而且向电流感测电路提供电力。功率晶体管和感测晶体管的控制节点被连接,并且功率晶体管和感测晶体管的输入节点也被连接。电流感测电路连接至感测晶体管控制节点并被配置为检测流经感测晶体管的电流。电流感测电路还连接至控制驱动端子并被配置为当控制驱动端子上存在高控制信号时从控制驱动端子汲取电力。因此,电流感测电路不需要独立的固定高压电源来操作。

技术研发人员:李亚龙,夏英来,罗伯特·韦恩·芒格,幸楠,爱德华·麦克罗比,张哲民
受保护的技术使用者:英飞凌科技加拿大公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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