[實用新型]一種具有過壓保護功能的高壓器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220266548.7
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN202696559U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐納德·迪斯尼
• 申請（專利權(quán)）人: 成都芯源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H03K17/687
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及高壓半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種具有過壓保護功能的高壓器件。

背景技術(shù)

高壓晶體管作為開關(guān)器件，被廣泛使用在工業(yè)電子和消費類電子領(lǐng)域內(nèi)的電源中（例如AC/DC變換器）。這些應(yīng)用場合的輸入電壓通常非常高，例如500V~1000V。因此，高壓晶體管需要具有較高的擊穿電壓來承受如此高的輸入電壓。

大多數(shù)高壓晶體管被設(shè)計為垂直型器件，其電流方向為流進半導(dǎo)體襯底，即電流方向與半導(dǎo)體襯底所在的平面垂直。這種結(jié)構(gòu)可在給定的擊穿電壓下獲得較小的導(dǎo)通電阻以及良好的功率處理能力。然而，許多高壓晶體管仍被設(shè)計為橫向型器件，即電流方向與半導(dǎo)體襯底所在的平面平行，這是因為橫向型高壓晶體管通常可采用與低壓器件相似的制作步驟來制作，從而允許將高壓和低壓器件集成在一起以實現(xiàn)功率集成的目的。

傳統(tǒng)的橫向高壓晶體管的一個缺點是不能承受大的雪崩電流，例如，因局部擊穿引起的雪崩電流。該局部擊穿常常發(fā)生于電場最高的位置。這一缺點使得橫向高壓晶體管在過壓情況下失缺乏自我保護的能力，因此需要一種包括高壓晶體管與集成的高壓保護電路的高壓器件，以防止高壓晶體管在過壓時損壞。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題，本實用新型的一個目的是提供一種具有過壓保護功能的高壓器件。

為解決上述技術(shù)問題，在本實用新型的一個方面，提供一種高壓器件，包括：高壓晶體管，具有漏極、柵極和源極；以及過壓保護電路，耦接在高壓晶體管的漏極和源極之間，監(jiān)測高壓晶體管兩端的電壓以判斷高壓晶體管是否過壓，并在檢測到過壓時提供第一電信號至高壓晶體管的柵極以導(dǎo)通高壓晶體管。

在一個實施例中，過壓保護電路包括：電壓檢測電路，產(chǎn)生表示高壓晶體管兩端電壓的第二電信號；過壓判斷電路，接收第二電信號，并將第二電信號和過壓閾值相比較以產(chǎn)生第一電信號，其中當(dāng)?shù)诙娦盘柛哂谶^壓閾值時，第一電信號導(dǎo)通高壓晶體管，當(dāng)?shù)诙娦盘柕陀谶^壓閾值時，第一電信號關(guān)斷高壓晶體管。在進一步的實施例中，過壓閾值包括第一過壓閾值和第二過壓閾值；當(dāng)?shù)诙娦盘柛哂诘谝贿^壓閾值時，第一電信號導(dǎo)通高壓晶體管；當(dāng)?shù)诙娦盘柕陀诘诙^壓閾值時，第一電信號關(guān)斷高壓晶體管。

在一個實施例中。過壓判斷電路包括：第一常態(tài)導(dǎo)通高壓晶體管，耦接至高壓晶體管的漏極，自高壓晶體管的漏極為過壓檢測電路提供供電電流。在一個實施例中，過壓判斷電路進一步包括第一常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管，常態(tài)關(guān)斷低壓晶體管和第二常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管，每個晶體管均具有源極、漏極和柵極，其中：第一常態(tài)導(dǎo)通高壓晶體管的漏極耦接至高壓晶體管的漏極，柵極耦接至地，源極耦接至第一常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管的源極和第二常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管的漏極以形成輸出節(jié)點；第一常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管的柵極耦接至地，漏極耦接至常態(tài)關(guān)斷低壓晶體管的漏極和第二常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管的柵極；常態(tài)關(guān)斷低壓晶體管的源極和第二常態(tài)導(dǎo)通低壓晶體管的源極均連接至地，常態(tài)關(guān)斷低壓晶體管的柵極耦接至電壓檢測電路以接收第二電信號；輸出節(jié)點耦接至高壓晶體管的柵極。在一個實施例中，過壓判斷電路進一步包括：箝位電路，耦接在輸出節(jié)點和地之間，限制高壓晶體管的柵極電壓。

在本實用新型的另一個方面，提供一種高壓器件，包括：高壓晶體管，具有第一端，第二端和控制端；以及用于監(jiān)測高壓晶體管兩端的電壓以檢測是否發(fā)生過壓的構(gòu)件；用于根據(jù)高壓晶體管兩端電壓產(chǎn)生第一電信號至高壓晶體管控制端的構(gòu)件，其中當(dāng)過壓發(fā)生時，第一電信號導(dǎo)通高壓晶體管，當(dāng)沒有發(fā)生過壓時，第一電信號關(guān)斷高壓晶體管。

在一個實施例中，用于監(jiān)測高壓晶體管兩端電壓的構(gòu)件包括分壓器，該分壓器產(chǎn)生表示高壓晶體管兩端電壓的第二電信號；用于產(chǎn)生第一電信號的構(gòu)件包括：用于將第二電信號和過壓閾值相比較以產(chǎn)生第一電信號的構(gòu)件，其中當(dāng)?shù)诙娦盘柎笥谶^壓閾值時第一電信號導(dǎo)通高壓晶體管，當(dāng)?shù)诙娦盘栃∮谶^壓閾值時第一電信號關(guān)斷高壓晶體管。在一個實施例中，過壓閾值包括第一過壓閾值和第二過壓閾值，當(dāng)?shù)诙娦盘柎笥诘谝贿^壓閾值時第一電信號導(dǎo)通高壓晶體管，當(dāng)?shù)诙娦盘栃∮诘诙^壓閾值時第一電信號關(guān)斷高壓晶體管。

根據(jù)本實用新型實施例的高壓器件，當(dāng)高壓晶體管處于過壓狀態(tài)時控制高壓晶體管導(dǎo)通，保護高壓晶體管不被損壞。

附圖說明

結(jié)合以下附圖閱讀本實用新型實施例的詳細(xì)描述可以更好地理解本實用新型。應(yīng)理解，附圖的特征不是按比例繪制的，而是示意性的。

圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的包括高壓晶體管和集成的過壓保護電路的高壓器件100的框圖；