[發明專利]自適應電壓鉗位器及相關方法

在審

• 申請號: 201980014097.2
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN111742490A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: E·J·金;S·阿拉斯;A·拉赫曼
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H03K17/0814
• 分類號: H03K17/0814
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 袁策

1.一種裝置，包括：

電壓鉗位器，當晶體管的漏極-源極電壓超過第一電壓時，所述電壓鉗位器將所述漏極-源極電壓鉗位到所述第一電壓；以及

控制器，其基于故障信號生成控制信號，以引導所述電壓鉗位器將所述漏極-源極電壓鉗位到與所述第一電壓不同的第二電壓。

2.根據權利要求1所述的裝置，其進一步包括用以生成所述故障信號的故障狀況檢測器。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述晶體管是第一晶體管，所述電壓鉗位器包括以背對背二極管配置耦合到第三晶體管的第二晶體管。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述電壓鉗位器包括耦合到所述第二晶體管的反相器，以將所述控制信號從第一值反相到第二值，從而接通所述第二晶體管。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述控制信號是第一控制信號，所述裝置還包括：

所述控制器基于所述故障信號生成第二控制信號；和

所述電壓鉗位器基于所述第二控制信號將所述漏極-源極電壓鉗位到第三電壓。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述反相器是第一反相器，所述電壓鉗位器進一步包括耦合到所述控制器和第四晶體管的第二反相器，所述第四晶體管耦合到第五晶體管，所述反相器將所述第二控制信號從第三值反相到第四值以接通所述第四晶體管。

7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管、所述第四晶體管或所述第五晶體管中的至少一個是P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管。

8.根據權利要求3所述的裝置，其中所述電壓鉗位器還包括以背對背二極管配置耦合到第五晶體管的第四晶體管。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述第四晶體管和所述第五晶體管耦合到包括兩個或更多個二極管的二極管堆疊。

10.根據權利要求8所述的裝置，其中所述第四晶體管和所述第五晶體管是N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管。

11.根據權利要求1所述的裝置，其進一步包含柵極驅動器，所述柵極驅動器包括：

柵極上拉驅動器，其用以接通所述晶體管以向設備提供電源電壓；和

柵極下拉驅動器，其用以截止所述晶體管。

12.根據權利要求11所述的裝置，其中所述控制信號是第一控制信號，所述裝置進一步包括所述控制器生成第二控制信號以啟用所述柵極上拉驅動器或所述柵極下拉驅動器。

13.一種系統，包括：

控制器管芯，當包括在功率開關管芯中的晶體管的漏極-源極電壓超過第一電壓時，所述控制器管芯將所述漏極-源極電壓鉗位到所述第一電壓；并且基于故障信號生成控制信號以將所述漏極-源極電壓鉗位到與所述第一電壓不同的第二電壓；以及

所述功率開關管芯，其用以基于所述第二電壓向設備提供第三電壓。

14.根據權利要求13所述的系統，其中當所述漏極-源極電壓被鉗位到所述第一電壓時，所述晶體管基于第一電流極限在安全操作區裕度下操作，并且當所述漏極-源極電壓被鉗位到所述第二電壓時，所述控制器管芯使所述晶體管能夠基于高于所述第一電流極限的第二電流極限在所述安全操作區裕度下操作。

15.根據權利要求13所述的系統，其中當所述漏極-源極電壓被鉗位到所述第一電壓時，所述晶體管基于電流極限在第一安全操作區裕度下操作，并且當所述漏極-源極電壓被鉗位到所述第二電壓時，所述控制器管芯使所述晶體管能夠基于所述電流極限在第二安全操作區裕度下操作，所述第二安全操作區裕度高于所述第一安全操作區裕度。