[發明專利]用于高電壓應用的快速高側功率FET柵極感測電路

有效

• 申請號: 201410393707.3
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104377957B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 政·李;詹偉鐘
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

1.一種用于感測功率FET的柵極處的電壓的電路，其包括：

輸入節點，其耦合到所述功率FET的所述柵極；

輸出節點；及

切換電路，其耦合于所述輸入節點與所述輸出節點之間，所述切換電路經配置以在所述輸出節點處產生柵極感測信號，所述切換電路包含：

第一反饋回路，其用以促進上升的柵極電壓轉變，

第二反饋回路，其用以促進下降的柵極電壓轉變，及

第一切換FET，其具有高電壓額定值，且具有耦合到所述輸入節點的漏極；耦合到所述輸出節點的源極；及耦合到所述第一及第二反饋回路的柵極，其中：

所述第一反饋回路包含第二切換FET、第三切換FET及第四切換FET；且

所述第二反饋回路包含所述第四切換FET及第五切換FET；

所述第二切換FET具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、在第一節點處耦合到所述第一切換FET的所述柵極的漏極、耦合到第二節點的源極，及耦合到所述第一切換FET的所述源極的柵極；

所述第三切換FET具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、耦合到第三節點的漏極、耦合到接地的源極，及在所述第二節點處耦合到電流源的柵極；

所述第四切換FET具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、耦合到所述輸出節點且耦合到所述第五切換FET的柵極的漏極、在所述第一節點處耦合到所述第一切換FET的所述柵極及所述第二切換FET的所述漏極的源極，及在所述第三節點處耦合到所述第三及第五切換FET的所述漏極的柵極；且

所述第五切換FET具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、在所述第三節點處耦合到所述第三切換FET的所述漏極且耦合到所述第四切換FET的所述柵極的漏極、在所述第一節點處耦合到所述第一切換FET的所述柵極及所述第二切換FET的所述漏極的源極，及在所述輸出節點處耦合到所述第四切換FET的所述漏極的柵極。

2.根據權利要求1所述的電路，其中所述第一切換FET為高電壓NMOS結構。

3.根據權利要求1所述的電路，其中所述第一切換FET為橫向擴散增強型高電壓NMOS結構。

4.根據權利要求1所述的電路，其中所述第二及第三切換FET為低電壓MOS結構，且所述第四及第五切換FET為低電壓MOS結構。

5.根據權利要求1所述的電路，其中所述第二及第三切換FET為垂直擴散增強型低電壓NMOS結構，且所述第四及第五切換FET為垂直擴散增強型低電壓PMOS結構。

6.一種用于感測高側功率FET的柵極處的電壓的電路，其包括：

輸入節點，其耦合到所述高側功率FET的所述柵極；

輸出節點；

第一切換FET，其具有：高電壓額定值、耦合到所述輸入節點的漏極、耦合到所述輸出節點的源極，及耦合到第一節點的柵極，所述第一切換FET在所述輸出節點處產生柵極感測信號；

第二切換FET，其具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、在所述第一節點處耦合到所述第一切換FET的所述柵極的漏極、耦合到第二節點的源極，及耦合到所述第一切換FET的所述源極的柵極；

第三切換FET，其具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、耦合到第三節點的漏極、耦合到接地的源極，及在所述第二節點處耦合到電流源的柵極；

第四切換FET，其具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、耦合到所述輸出節點且耦合到第五切換FET的柵極的漏極、在所述第一節點處耦合到所述第一切換FET的所述柵極及所述第二切換FET的所述漏極的源極，及在所述第三節點處耦合到所述第三及第五切換FET的所述漏極的柵極；且

所述第五切換FET，其具有：低于所述第一切換FET的所述高電壓額定值的電壓額定值、在所述第三節點處耦合到所述第三切換FET的所述漏極且耦合到所述第四切換FET的所述柵極的漏極、在所述第一節點處耦合到所述第一切換FET的所述柵極及所述第二切換FET的所述漏極的源極，及在所述輸出節點處耦合到所述第四切換FET的所述漏極的柵極。