開關(guān)器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及開關(guān)器件和用于操作開關(guān)器件的對應(yīng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了切換高負(fù)載電流，在一些應(yīng)用中使用例如基于金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的開關(guān)器件。對于許多應(yīng)用，期望處于接通狀態(tài)(即其中開關(guān)器件導(dǎo)通的狀態(tài))的開關(guān)器件的電阻盡可能低以降低開關(guān)器件中的功耗。
[0003]在一些應(yīng)用中，需要能夠測量流過開關(guān)器件的負(fù)載電流。對于一些應(yīng)用，可能需要從低負(fù)載電流到高負(fù)載電流的高動態(tài)范圍。為了確定負(fù)載電流，在一些應(yīng)用中，測量開關(guān)器件兩端的電壓降。例如，在MOS晶體管用作開關(guān)器件的情況下，可以直接或間接測量漏-源電壓以獲得對負(fù)載電流的度量。然而，在低歐姆開關(guān)器件的情況下，即當(dāng)被接通時具有低電阻值的開關(guān)器件的情況下，對于低負(fù)載電流，開關(guān)器件兩端的電壓降變得非常小，其可能導(dǎo)致測量中的不準(zhǔn)確。
[0004]在一些使用開關(guān)晶體管(比如MOS晶體管)或開關(guān)器件的常規(guī)方法中，為了測量通過開關(guān)晶體管的負(fù)載電流，可以使用相對于開關(guān)晶體管縮放的測量晶體管。在一些方法中，該另一晶體管的漏-源電壓被調(diào)整以對應(yīng)于開關(guān)晶體管的漏-源電壓。在這種情況下，通過測量晶體管的電流相對于對應(yīng)于晶體管之間的縮放因子的負(fù)載電流被縮放。然而，即使在這種電路中，將測量晶體管的漏-源電壓調(diào)整為開關(guān)晶體管的漏-源電壓具有不準(zhǔn)確性，這在開關(guān)晶體管具有低電阻的情況下對于小負(fù)載電流可能變得更顯著。另一方面，如上面提到的，具有低電阻的開關(guān)器件通常對于降低功耗是合乎期望的。
【附圖說明】
[0005]圖1是示出根據(jù)一個實(shí)施例的開關(guān)器件的框圖。
[0006]圖2是示出根據(jù)另一個實(shí)施例的開關(guān)器件的示意電路圖。
[0007]圖3是示出根據(jù)一個實(shí)施例的方法的流程圖。
[0008]圖4是示出根據(jù)另一個實(shí)施例的開關(guān)器件的電路圖。
[0009]圖5是示出根據(jù)另一個實(shí)施例的開關(guān)器件的電路圖。
[0010]圖6是示出根據(jù)另一個實(shí)施例的開關(guān)器件的電路圖。
[0011]圖7是示出根據(jù)另一個實(shí)施例的開關(guān)器件的電路圖。
[0012]圖8是示出根據(jù)另一個實(shí)施例的開關(guān)器件的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]將在下面參考附圖討論各種說明性實(shí)施例。這些實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限制本申請的范圍，而是僅被看作說明性實(shí)例。例如，盡管實(shí)施例可以被描述為包括多個特征或元件，但是在其他實(shí)施例中，這些特征或元件中的一些可以被省略和/或被替換特征代替。在其他實(shí)施例中，可以存在附加特征或元件。
[0014]而且，來自不同實(shí)施例的特征或元件可以彼此組合以形成另外的實(shí)施例，除非另外特別說明。
[0015]本文描述的任何連接或耦合可以是直接的，即沒有居間元件，或者可以是間接的，即有一個或多個居間元件，只要連接或耦合的一般功能(例如傳送特定種類的信息)沒有被明顯改變即可。
[0016]在實(shí)施例中，將討論開關(guān)器件。開關(guān)器件通常是可以閉合電連接使得電流可以流動或者打開電連接使得基本沒有電流流動的實(shí)體。換句話說，開關(guān)器件可以在允許電流流動的低歐姆狀態(tài)和基本上沒有電流流動的高歐姆狀態(tài)之間改變。取決于開關(guān)器件的實(shí)施方式，一些電流因不希望有的效應(yīng)(比如泄漏等)而在高歐姆狀態(tài)仍可以流動。
[0017]通常，在本文使用的術(shù)語中，開關(guān)(或開關(guān)器件)在電流可以流過開關(guān)時是“閉合的”或“導(dǎo)通的”，而在基本上沒有電流可以流動時它被描述為“打開的”或“關(guān)斷的”。開關(guān)可以例如使用晶體管(比如MOS晶體管)來實(shí)施。在MOS晶體管的情況下，當(dāng)開關(guān)閉合時，電流可以在具有比較低的電阻的源極和漏極之間流動，而在打開或關(guān)斷狀態(tài)，除了泄漏電流和類似效應(yīng)之外，基本上沒有電流可以在源極和漏極之間流動。
[0018]在一些實(shí)施例中，開關(guān)器件可以包括第一切換路徑和第二切換路徑。處于閉合狀態(tài)的第一切換路徑的電阻可以比處于閉合狀態(tài)的第二切換路徑的電阻高。為了感測低負(fù)載電流，在一些實(shí)施例中，僅第一切換路徑可以被激活，其在一些實(shí)施例中通過提供較高的電阻促進(jìn)低電流的測量。在較高電流的情況下，第二切換路徑可以被激活以提供較小的電阻并因此在一些實(shí)施例中降低了功耗。另外，第二切換路徑還可以被激活以防止第一切換路徑上的過負(fù)載。
[0019]用于第一切換路徑的這種過負(fù)載保護(hù)的激活機(jī)制可以不同于用于第二切換路徑的規(guī)則激活機(jī)制。
[0020]當(dāng)?shù)诙袚Q路徑閉合時，第一切換路徑可以保持閉合以提供例如兩個平行閉合切換路徑。在其他實(shí)施例中，第一切換路徑可以在第二切換路徑閉合時打開。
[0021]在圖1中，根據(jù)一個實(shí)施例的開關(guān)器件被示意性地示出。在圖1的實(shí)施例中，開關(guān)器件包括在供給電壓10和負(fù)載16之間彼此并聯(lián)耦合的第一切換路徑11和第二切換路徑12。因此，圖1的開關(guān)器件可以用于選擇性地將負(fù)載16連接到供給電壓10。在一些實(shí)施例中，供給電壓10可以是正供給電壓。在這種情況下，圖1的開關(guān)器件還可以稱為高側(cè)開關(guān)。在其他實(shí)施例中，供給電壓10可以是負(fù)供給電壓。在這種情況下，圖1的開關(guān)器件還可以稱為低側(cè)開關(guān)。
[0022]負(fù)載16可以代表將由供給電壓10通過第一和第二切換路徑11、12選擇性供給的任何種類的器件或電路。
[0023]在實(shí)施例中，處于閉合狀態(tài)的第一切換路徑11具有比第二切換路徑12高的電阻。換句話說，第一切換路徑11可以是相對較高歐姆的切換路徑，并且第二切換路徑12可以是相對較低歐姆的切換路徑。例如，在實(shí)施例中，處于閉合狀態(tài)的第一切換路徑11的電阻可以在10 Ω和100 Ω之間，例如約為50 Ω，并且第二切換路徑12在閉合時的電阻可以在
0.1 ι?Ω和100 ι?Ω之間，例如約為I ι?Ω。例如，處于閉合狀態(tài)的第一切換路徑的電阻可以是處于閉合狀態(tài)的第二切換路徑的電阻的100-10000倍，例如5000倍。然而，給出這些數(shù)值僅用于說明的目的，并且這些數(shù)值不應(yīng)被解釋為限制性的。
[0024]在一個實(shí)施例中，負(fù)載電流感測電路17可以耦合到第一切換路徑。當(dāng)?shù)谝磺袚Q路徑11具有比較高的電阻時，即使在低負(fù)載電流下，第一切換路徑11兩端的電壓降仍可以因比較高的電阻而相對高。這種比較高的電壓降可以比較小的電壓降更容易以所需的準(zhǔn)確度測量。
[0025]在實(shí)施例中，當(dāng)?shù)拓?fù)載電流將被測量時，僅第一切換路徑11被激活，即被閉合。在多種實(shí)施例中第二切換路徑12可以在多種情形下被激活，如由框13-15指示的。例如，當(dāng)負(fù)載電流增加時(其可能是由于較低的負(fù)載電阻、由于短路或其他事件引起的)，第二切換路徑12被激活。在這種情況下，尤其是在較高電流下的功耗可以被降低，因?yàn)榈诙袚Q路徑12的電阻較小。
[0026]在一些實(shí)施例中，如由虛線指示的，負(fù)載電流感測電路17還可以耦合到第二切換路徑12，使得例如可以通過測量第二切換路徑12兩端的電壓降來測量較高的負(fù)載電流。即使第二切換路徑的電阻較低，當(dāng)負(fù)載電流高時，該電壓