[發(fā)明專利]過溫保護(hù)晶體管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310049377.1
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103248347A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克爾·阿薩姆;卡爾梅洛·瓊塔;沃爾夫?qū)せ羝胬?/a>;馬庫斯·溫克勒
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K17/08
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

1.一種用于控制晶體管的開關(guān)操作的電路，所述晶體管具有控制電極、第一負(fù)載端子、第二負(fù)載端子以及所述第一負(fù)載端子和所述第二負(fù)載端子之間的電流路徑，所述第一負(fù)載端子適于耦接至第一電源電勢，所述第二負(fù)載端子適于耦接至電負(fù)載，用于提供輸出電壓，并用于向所述負(fù)載供應(yīng)負(fù)載電流，所述電路包括：

驅(qū)動器電路，適于耦接至所述控制電極，并被配置為根據(jù)控制信號對所述控制電極充電和放電以分別接通和關(guān)斷所述晶體管，所述對所述控制電極充電和放電使得所述負(fù)載電流和所述輸出電壓的相應(yīng)轉(zhuǎn)變是平緩的，具有定義的斜率；

可控制開關(guān)，耦接至所述控制電極，使得當(dāng)所述開關(guān)閉合時，所述控制電極經(jīng)由所述開關(guān)快速放電，從而以比所述定義的斜率陡的斜率關(guān)斷所述晶體管；以及

控制邏輯電路，被配置為在下列情況中至少一個為真時，閉合所述可控制開關(guān)以關(guān)斷所述晶體管：

（1）所述輸出電壓變?yōu)樨?fù)；

（2）所述晶體管中消耗的總功率比給定功率限制高；

（3）所述負(fù)載電流比第一電流閾值高；

（4）所述晶體管以所述負(fù)載電流具有正溫度系數(shù)和所述負(fù)載電流超過第二電流閾值的狀態(tài)操作；和/或

（5）所述晶體管以所述負(fù)載電流具有正溫度系數(shù)和所述晶體管的負(fù)載電流路徑上的電壓降超過電勢閾值的狀態(tài)操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其中，所述控制邏輯電路被配置為不在重置信號指示之前重新斷開所述可控制開關(guān)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其中，所述控制邏輯電路被配置為不在預(yù)先定義的時間跨度結(jié)束之前重新斷開所述可控制開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其中，所述晶體管是場效應(yīng)晶體管。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電路，其中，所述場效應(yīng)晶體管是高側(cè)晶體管，所述電負(fù)載耦接在所述場效應(yīng)晶體管的所述第二負(fù)載端子與地電勢之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述電路，其中，所述第一電源電勢是地電勢，其中，所述場效應(yīng)晶體管是低端晶體管，所述電負(fù)載被耦接在所述場效應(yīng)晶體管的所述第二負(fù)載端子和比所述地電勢高的上電源電勢之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述電路，其中，所述驅(qū)動器電路被配置為經(jīng)由柵電阻對所述控制電極充電和放電以將柵電流限制為最大柵極電流值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其中，所述驅(qū)動器電路被配置為通過對所述控制電極供應(yīng)正電流對所述控制電極充電，其中，所述驅(qū)動器電路被配置為通過對所述控制電極供應(yīng)負(fù)電流對所述控制電極放電。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述電路，其中，所述可控制開關(guān)被耦接在所述控制電極和所述場效應(yīng)晶體管的源端子之間以使所述場效應(yīng)晶體管的柵源電容短路。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，進(jìn)一步包括電流測量電路，所述電流測量電路被配置為提供表征由所述晶體管提供的所述負(fù)載電流的信號。

11.一種用于控制場效應(yīng)晶體管的開關(guān)操作的方法，所述場效應(yīng)晶體管具有柵電極、第一負(fù)載端子、第二負(fù)載端子和所述第一負(fù)載端子和所述第二負(fù)載端子之間的電流路徑，其中，所述第一負(fù)載端子適于耦接至第一電源電勢，所述第二負(fù)載端子適于耦接至電負(fù)載，用于提供輸出電壓并用于向所述負(fù)載供應(yīng)負(fù)載電流，所述方法包括：

根據(jù)控制信號對所述柵電極充電和放電，以分別接通和關(guān)斷所述場效應(yīng)晶體管，對所述柵電極充電和放電使得所述負(fù)載電流和所述輸出電壓的相應(yīng)轉(zhuǎn)變是平緩的，具有定義的斜率；

對所述柵電極快速地放電，從而以比所述定義的斜率陡的斜率關(guān)斷所述場效應(yīng)晶體管，其中，當(dāng)下列情況中至少一個為真時，觸發(fā)所述柵電極的快速放電：

（1）所述輸出電壓變?yōu)樨?fù)；

（2）所述場效應(yīng)晶體管中消耗的總功率比給定功率限制高；

（3）所述負(fù)載電流比第一電流閾值高；

（4）所述場效應(yīng)晶體管以所述負(fù)載電流具有正溫度系數(shù)和所述負(fù)載電流超過第二電流閾值的狀態(tài)操作；和/或

（5）所述場效應(yīng)晶體管以所述負(fù)載電流具有正溫度系數(shù)和所述晶體管的所述負(fù)載電流路徑上的電壓降超過電勢閾值的狀態(tài)操作。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述方法，其中，僅當(dāng)所述控制信號指示關(guān)斷所述場效應(yīng)晶體管時，觸發(fā)所述柵電極的快速放電。