本描述總體上涉及用于測量由功率fet供應(yīng)的功率電流的裝置。

背景技術(shù)：

1、可以執(zhí)行測量由驅(qū)動電氣負(fù)載的功率fet供應(yīng)的電流，特別地以有效地驅(qū)動負(fù)載、診斷負(fù)載的問題或保護(hù)負(fù)載及其所屬的電路。

2、為了測量由驅(qū)動電氣負(fù)載的功率fet供應(yīng)的電流，可以使用專用于該測量的另一個功率fet，該另一個功率fet耦合在與包括主功率fet的電路并聯(lián)的電路的分支中。

3、為了確保由測量fet供應(yīng)的電流與由主功率fet供應(yīng)的電流相比非常低，測量fet被設(shè)計(jì)為占據(jù)比由主功率fet占據(jù)的半導(dǎo)體表面積小得多的半導(dǎo)體表面積。特別地，可以根據(jù)主功率晶體管所位于的功率電路將要實(shí)現(xiàn)的功能和功率電流的期望值來選擇主功率fet的半導(dǎo)體表面積與測量fet的半導(dǎo)體表面積之間的比率的值。

4、可以在測量fet的每個區(qū)域中優(yōu)化測量fet的特征、特別是形狀因子，以避免尺寸太小的功率晶體管遇到的問題，特別是由于晶體管的邊緣和拐角單元的邊緣效應(yīng)和形狀因子變化而導(dǎo)致的問題(動態(tài)行為與預(yù)期的動態(tài)行為的差異，晶體管響應(yīng)隨操作溫度的改變)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、提供用于測量由主功率fet供應(yīng)的功率電流而沒有現(xiàn)有解決方案的缺點(diǎn)的裝置將是有利的。

2、具體實(shí)施例解決了這些問題中的至少一些并且提供了用于測量旨在由主功率fet供應(yīng)的功率電流的裝置，該裝置至少包括：電流測量功率fet，該電流測量功率fet包括第一源極或漏極端子，該第一源極或漏極端子被配置為與主功率fet的第一源極或漏極端子耦合；第一fet和第二fet，該第一fet和該第二fet的柵極彼此電耦合，第一fet的第一源極或漏極端子與電流測量功率fet的第二源極或漏極端子耦合，其中，第二fet的第一源極或漏極端子與第一fet的第一源極或漏極端子耦合，或者其中，第二fet的第一源極或漏極端子被配置為與主功率fet的第二源極或漏極端子耦合或者與電壓源或裝置外部的負(fù)載耦合，并且第一fet和第二fet的第二源極或漏極端子彼此電耦合。

3、根據(jù)具體實(shí)施例，電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面以及第一fet和第二fet的溝道寬度使得旨在主功率fet的第二源極或漏極端子處供應(yīng)的充電電流與旨在第一fet的第二源極或漏極端子處供應(yīng)的輸出電流之間的比率的值不同于主功率fet的半導(dǎo)體表面與電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面之間的比率的值。

4、根據(jù)具體實(shí)施例，電流測量功率fet是vdmosfet類型的，并且第一fet和第二fet是mosfet類型的。

5、根據(jù)具體實(shí)施例，第一fet和第二fet具有不同的溝道寬度。

6、根據(jù)具體實(shí)施例，該裝置還包括比較器，該比較器具有被配置為與主功率fet的第二源極或漏極端子耦合的第一輸入端、與電流測量功率fet的第二源極或漏極端子耦合的第二輸入端以及與第一fet和第二fet的柵極耦合的輸出端。

7、根據(jù)具體實(shí)施例，該裝置還包括至少一個第三fet，該第三fet的柵極與第一fet和第二fet的柵極耦合，并且第三fet的第一源極或漏極端子與第一fet的第一源極或漏極端子耦合或者與主功率fet的第二源極或漏極端子耦合。

8、根據(jù)具體實(shí)施例，該裝置還包括：第四fet，該第四fet的第一源極或漏極端子與電流測量功率fet的第二源極或漏極端子耦合，并且該第四fet的第二源極或漏極端子與第一fet的第一源極或漏極端子耦合；比較器，該比較器具有與電流測量功率fet的第二源極或漏極端子耦合的第一輸入端、被配置為與主功率fet的第二源極或漏極端子耦合的第二輸入端以及與第四fet的柵極耦合的輸出端。

9、根據(jù)具體實(shí)施例，第一fet和第二fet被安裝為電流鏡。

10、根據(jù)具體實(shí)施例，第一fet和第二fet是p型的。第一fet和第二fet的柵極與第一fet的第二源極或漏極端子耦合，并且第二fet的第一源極或漏極端子與第一fet的第一源極或漏極端子耦合。

11、根據(jù)具體實(shí)施例，第一fet和第二fet是n型的；第一fet和第二fet的柵極與第一fet的第一源極或漏極端子耦合；第一fet和第二fet的第二源極端子或漏極端子彼此電耦合。

12、具體實(shí)施例提供了用于控制電氣負(fù)載的功率控制電路，該功率控制電路至少包括：主功率fet，該主功率fet包括被配置為與電功率源耦合的第一源極或漏極端子和被配置為與電氣負(fù)載的端子耦合的第二源極或漏極端子；和如上所述的裝置，該裝置用于測量由主功率fet供應(yīng)的功率電流。

13、根據(jù)具體實(shí)施例，主功率fet和電流測量功率fet具有相同的導(dǎo)電類型。

14、具體實(shí)施例提供了用于制作用于控制電氣負(fù)載的功率控制電路的方法，該方法至少包括：制作主功率fet，該主功率fet包括被配置為與電功率源耦合的第一源極或漏極端子以及被配置為與電氣負(fù)載的端子耦合的第二源極或漏極端子；和制作如上所述的裝置，該裝置用于測量由主功率fet供應(yīng)的功率電流。

15、根據(jù)具體實(shí)施例，該方法還包括以下步驟：在制作主功率fet和用于測量由主功率fet供應(yīng)的功率電流的裝置之前，確定用于測量由主功率fet供應(yīng)的功率電流的裝置的電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面以及第一fet和第二fet的溝道寬度，使得旨在主功率fet的第二源極或漏極端子處供應(yīng)的充電電流與旨在第一fet的第二源極或漏極端子處供應(yīng)的輸出電流之間的比率的值不同于主功率fet的半導(dǎo)體表面與電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面之間的比率的值；并且其中，然后，根據(jù)先前確定的電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面以及第一fet和第二fet的溝道寬度，制作該裝置的至少電流測量功率fet以及第一fet和第二fet。

技術(shù)特征：

1.一種用于測量要由主功率場效應(yīng)晶體管fet供應(yīng)的功率電流的裝置，所述裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面以及所述第一fet和所述第二fet的溝道寬度使得要在所述主功率fet的第二電流路徑端子處供應(yīng)的充電電流與要在所述第一fet的第二電流路徑端子處供應(yīng)的輸出電流之間的比率不同于所述主功率fet的半導(dǎo)體表面與所述電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面之間的比率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電流測量功率fet是垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體fet(vdmosfet)類型，并且其中，所述第一fet和第二fet是mosfet類型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一fet的溝道寬度和所述第二fet的溝道寬度不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括比較器，所述比較器具有能夠耦合到所述主功率fet的第二電流路徑端子的第一輸入端、能夠耦合到所述電流測量功率fet的第二電流路徑端子的所述比較器的第二輸入端以及能夠耦合到所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子的所述比較器的輸出端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括第三fet，其中，所述第三fet的柵極端子耦合到所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子，并且其中，所述第三fet的第一電流路徑端子耦合到所述第一fet的第一電流路徑端子或所述主功率fet的第二電流路徑端子。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述第一fet和所述第二fet被布置為電流鏡。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一fet和所述第二fet是p型的，其中，所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子耦合到所述第一fet的第二電流路徑端子，并且其中，所述第二fet的第一電流路徑端子耦合到所述第一fet的第一電流路徑端子。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一fet和所述第二fet是n型的，其中，所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子耦合到所述第一fet的第一電流路徑端子，并且其中，所述第一fet的第二電流路徑端子和所述第二fet的第二電流路徑端子電耦合。

11.一種用于控制電氣負(fù)載的功率控制電路，所述功率控制電路包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率控制電路，其中，所述主功率fet和所述電流測量功率fet具有相同的導(dǎo)電類型。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率控制電路，其中，所述電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面以及所述第一fet和所述第二fet的溝道寬度使得要在所述主功率fet的第二電流路徑端子處供應(yīng)的充電電流與要在所述第一fet的第二電流路徑端子處供應(yīng)的輸出電流之間的比率不同于所述主功率fet的半導(dǎo)體表面與所述電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面之間的比率。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率控制電路，其中，所述測量電路還包括比較器，所述比較器具有能夠耦合到所述主功率fet的第二電流路徑端子的第一輸入端、能夠耦合到所述電流測量功率fet的第二電流路徑端子的所述比較器的第二輸入端以及能夠耦合到所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子的所述比較器的輸出端。

15.一種用于在裝置中測量要由主功率場效應(yīng)晶體管fet供應(yīng)的功率電流的方法，所述方法包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面以及所述第一fet和所述第二fet的溝道寬度使得要在所述主功率fet的第二電流路徑端子處供應(yīng)的充電電流與要在所述第一fet的第二電流路徑端子處供應(yīng)的輸出電流之間的比率不同于所述主功率fet的半導(dǎo)體表面與所述電流測量功率fet的半導(dǎo)體表面之間的比率。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述比較器包括耦合到所述主功率fet的第二電流路徑端子的第一輸入端，所述比較器的第二輸入端耦合到所述電流測量功率fet的第二電流路徑端子，并且所述比較器的輸出端耦合到所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，第三fet的柵極端子耦合到所述第一fet的柵極端子和所述第二fet的柵極端子，并且其中，所述第三fet的第一電流路徑端子耦合到所述第一fet的第一電流路徑端子或所述主功率fet的第二電流路徑端子。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述電流測量功率fet是垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體fet(vdmosfet)類型，并且其中，所述第一fet和第二fet是mosfet類型。

20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及用于測量由功率FET輸送的功率電流的裝置。本公開涉及一種用于測量由主功率FET供應(yīng)的功率電流的裝置。所述裝置包括：電流測量功率FET，所述電流測量功率FET與所述主功率FET耦合；以及第一FET和第二FET，所述第一FET和所述第二FET的柵極彼此耦合，所述第一FET與所述電流測量FET耦合，其中，所述第二FET的源極/漏極端子與所述第一FET的源極/漏極端子耦合，或者所述第二FET的源極/漏極端子與所述主功率FET的源極/漏極端子耦合或耦合到電壓源或所述裝置外部的負(fù)載，并且所述第一FET和所述第二FET的源極/漏極端子彼此耦合。

技術(shù)研發(fā)人員：P·比安弗尼,A·卡蘭德拉,J·卡斯特蘭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體國際公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2