[發明專利]用于半導體晶體管器件的集成線性電流感測電路系統

在審

• 申請號: 201710335461.8
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107450014A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 羅伯特·梅耶爾
• 申請（專利權）人: 電力集成公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R31/26;G01R19/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 楊勇,李潔

1.一種用于感測流過晶體管器件的主電流的集成電路(IC)，所述IC包括：

基板；

電流縮放電路，所述電流縮放電路包括第一MOSFET器件和第二MOSFET器件，所述第一MOSFET器件具有在第一節點處耦接至所述晶體管器件的漏極和耦接至所述基板的源極，所述第二MOSFET器件具有耦接至所述基板的源極和耦接至第二節點的漏極，所述第一MOSFET器件和第二MOSFET器件各自具有被共同耦接以接收柵極驅動信號的柵極，與所述第二MOSFET器件相比，所述第一MOSFET器件具有K倍大的溝道尺寸，其中，K是大于1的整數，從而在運行中在所述第一MOSFET器件和第二MOSFET器件之間產生電流比率K:1；以及

電路系統，所述電路系統耦接至所述第一節點和所述第二節點，所述電路系統使所述第一MOSFET器件和所述第二MOSFET器件二者上的電壓相等。

2.根據權利要求1所述的IC，還包括電流鏡，所述電流鏡具有耦接至所述第二節點的第一側以及第二側，次級電流流過所述第一側，并且感測電流流過所述電流鏡的第二側。

3.根據權利要求1所述的IC，其中，所述第一MOSFET器件的源極和第二MOSFET器件的源極直接連接至所述基板。

4.根據權利要求1所述的IC，其中，所述電路系統包括均衡電路，所述均衡電路具有耦接至所述第一節點的第一輸入端和耦接至所述第二節點的第二輸入端，所述均衡電路響應于所述第一輸入端和所述第二輸入端這兩端之間的電壓差而輸出均衡信號。

5.根據權利要求4所述的IC，其中，所述電路系統還包括調制電路，所述調制電路被耦接以接收所述均衡信號，并且響應于所述均衡信號調制流過所述第二MOSFET器件的次級電流，以均衡所述第一MOSFET器件和所述第二MOSFET器件二者上的電壓。

6.根據權利要求2所述的IC，其中，所述電流鏡的第一側包括耦接在供電電壓和所述第二節點之間的第一PMOS晶體管，所述電流鏡的第二側包括耦接至所述供電電壓的第二PMOS晶體管，所述第一PMOS晶體管和所述第二PMOS晶體管各自具有共同耦接至所述第二節點的柵極。

7.根據權利要求6所述的IC，其中，與所述第二PMOS晶體管相比，所述第一PMOS晶體管具有M倍大的尺寸，其中，M是大于或等于1的整數，從而在運行中在所述第一PMOS晶體管和所述第二PMOS晶體管之間產生電流比率M:1。

8.根據權利要求7所述的IC，其中，所述主電流與所述感測電流的總比率為(K×M):1。

9.根據權利要求2所述的IC，其中，所述電流鏡還包括一個或多個附加的共源共柵電流鏡級。

10.根據權利要求4所述的IC，其中，所述均衡電路包括運算放大器。

11.根據權利要求5所述的IC，其中，所述調制電路包括耦接至所述第二節點的第二晶體管器件。

12.根據權利要求11所述的IC，其中，所述第二晶體管器件是以線性模式運行的MOSFET。

13.根據權利要求11所述的IC，其中，所述第二晶體管器件是以線性模式運行的雙極結型晶體管(BJT)。

14.根據權利要求12所述的IC，其中，所述調制電路還包括電阻器，所述電阻器的一端連接至所述MOSFET的柵極并且另一端被耦接以接收所述均衡信號。

15.根據權利要求1所述的IC，其中，所述晶體管器件包括氮化鎵(GaN)高電子遷移率FET(HEMFET)。

16.根據權利要求1所述的IC，還包括電流感測部件，所述電流感測部件被耦接以接收所述感測電流。

17.根據權利要求4所述的IC，其中，所述電路系統還包括耦接在所述第一節點和所述均衡電路的第一輸入端之間的高壓阻斷電路。

18.根據權利要求17所述的IC，其中，所述高壓阻斷電路包括常導通高壓JFET。

19.根據權利要求17所述的IC，其中，所述第一MOSFET器件和第二MOSFET器件是具有基本上相同的特性參數的單片器件。

20.根據權利要求7所述的IC，其中，M是大于1的整數。