本公開涉及導(dǎo)通場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)。更具體地，本公開涉及一種用于感測(cè)通過(guò)導(dǎo)通fet的電流的電子電路。

背景技術(shù)：

1、n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(n-channel?metal-oxide-semiconductorfield-effect?transistors，nmos?fet)和p溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(p-channelmetal-oxide-semiconductor?field-effect?transistors，pmos?fet)是使用nmos或pmos作為導(dǎo)電溝道的晶體管類型。nmos?fet和pmos?fet通常在數(shù)字和模擬電路中使用，用于各種應(yīng)用，諸如開關(guān)、放大和信號(hào)路由。

2、nmos?fet的核心部件是n溝道m(xù)osfet，其通常包括源極端子(連接到輸入信號(hào))、漏極端子(連到輸出端)以及柵極端子。柵極端子控制電流通過(guò)溝道的傳導(dǎo)。它通過(guò)一層通常由二氧化硅(sio2)制成的氧化物薄層與溝道電絕緣。向柵極端子施加電壓會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)允許或阻止電流通過(guò)溝道的流動(dòng)。源極端子和漏極端子是連接到溝道的半導(dǎo)體材料(通常是硅)的重?fù)诫s區(qū)域。源極是電流從其進(jìn)入溝道的端子，而漏極是電流通過(guò)其離開溝道的端子。襯底形成在其上制造nmos?fet的材料。它通常連接到電路中最負(fù)的電壓電平(例如，接地)。

3、當(dāng)電壓施加到柵極端子時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)在源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間形成導(dǎo)電溝道。該溝道允許電流從源極流到漏極。流過(guò)溝道的電流量由施加到柵極端子的電壓控制。

4、在nmos?fet配置中，源極端子可以接地，而漏極端子連接到輸出端。輸入信號(hào)可以被施加到柵極端子。當(dāng)柵極電壓足夠高時(shí)，nmos?fet“打開”，允許電流從源極流到漏極，從而將輸入信號(hào)傳遞到輸出端。如果柵極電壓較低，則nmos?fet“關(guān)閉”，很少甚至沒(méi)有電流從源極流到漏極，從而有效地阻斷了輸入信號(hào)。此類nmos?fet可被稱為nmos導(dǎo)通fet。在替代的pmos?fet配置中，pmos?fet可被稱為pmos導(dǎo)通fet。

5、電荷泵是可以用于產(chǎn)生比輸入電壓更高的電壓電平的電路。在導(dǎo)通fet的情況下，可以使用電荷泵來(lái)為fet提供所需的柵極電壓，使其“打開”并允許電流流過(guò)。在許多導(dǎo)通fet的應(yīng)用中，諸如電平移位器或電壓調(diào)節(jié)器，柵極電壓需要高于輸入電壓，以確保正確操作。可以采用電荷泵來(lái)提高電壓電平以滿足這一要求。

6、諸如nmos導(dǎo)通fet的nmos開關(guān)或諸如pmos導(dǎo)通fet的pmos開關(guān)可以包括用于防止通過(guò)開關(guān)輸出過(guò)電壓或過(guò)電流的感測(cè)和保護(hù)電路。此類保護(hù)電路也稱為電流感測(cè)電路。過(guò)電壓箝位，也稱為電壓箝位或過(guò)電壓保護(hù)，是一種可用于限制跨導(dǎo)通fet或任何其它電子部件的電壓的機(jī)制。它確保電壓不超過(guò)特定閾值，保護(hù)部件免受由過(guò)高電壓水平造成的潛在損壞。在導(dǎo)通fet的情況下，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓箝位以防止柵極-源極電壓(vgs)達(dá)到可能損害晶體管或?qū)е缕涔收系闹怠＿^(guò)電壓箝位電路通常被設(shè)計(jì)為將柵極端子處的電壓限制在安全水平。在電流感測(cè)電路中使用的fet可被稱為nmos感測(cè)fet或pmos感測(cè)fet，這取決于其實(shí)現(xiàn)方式。

7、己知用于導(dǎo)通fet的電流感測(cè)電路在感測(cè)通過(guò)導(dǎo)通fet電流的能力方面是有限的。換言之，電流感測(cè)電路通常被設(shè)計(jì)為感測(cè)通過(guò)其中電源電壓(vsource)和供電電壓(vcc)之間的差值較小的電路中的導(dǎo)通fet的電流，或者感測(cè)通過(guò)其中vsource和vcc之間的差值較大的電路中的導(dǎo)通fet的電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開旨在克服在背景技術(shù)部分中認(rèn)定的缺點(diǎn)。具體地，本公開旨在克服針對(duì)導(dǎo)通fet的己知電流感測(cè)電路的感測(cè)限制。

2、本公開提供了一種電子電路，該電子電路可以對(duì)基本上任何值的漏極-源極電壓(vds)感測(cè)通過(guò)諸如nmos導(dǎo)通fet或pmos導(dǎo)通fet的導(dǎo)通fet的電流。本公開的導(dǎo)通fet的電流感測(cè)電路使得能夠針對(duì)vsource和vcc之間的較大差值和較小差值兩者感測(cè)通過(guò)導(dǎo)通fet的電流。

3、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種用于感測(cè)通過(guò)導(dǎo)通fet的電流的電子電路。該電子電路可以包括第一感測(cè)電路，該第一感測(cè)電路被配置為在導(dǎo)通fet的供電電壓和電源電壓之間的差值較小的情況下導(dǎo)通第一感測(cè)電流。這里，較小應(yīng)理解為指供電電壓和電源電壓之間的差值接近零伏。該電子電路還可包括第二感測(cè)電路，該第二感測(cè)電路被配置為在導(dǎo)通fet的供電電壓和電源電壓之間的差值較大的情況下導(dǎo)通第二感測(cè)電流。這里，較大應(yīng)理解為指供電電壓和電源電壓之間的差值接近供電電壓，例如，當(dāng)電源電壓接地時(shí)。第一感測(cè)電路可以包括第一開關(guān)，該第一開關(guān)被配置為當(dāng)?shù)诙袦y(cè)電路活動(dòng)時(shí)關(guān)閉并且當(dāng)?shù)诙袦y(cè)電路不活動(dòng)時(shí)打開。第二感測(cè)電路可以包括第二開關(guān)，該第二開關(guān)被配置為當(dāng)?shù)谝桓袦y(cè)電路活動(dòng)時(shí)關(guān)閉并且當(dāng)?shù)诙袦y(cè)電路活動(dòng)時(shí)打開。第一感測(cè)電流和第二感測(cè)電流可以表示通過(guò)導(dǎo)通fet的電流。

4、在一個(gè)實(shí)施例中，第一感測(cè)電路可以包括第一感測(cè)fet、第一開關(guān)和第一感測(cè)放大器。第一感測(cè)fet的一個(gè)支路可以連接到供電電壓。第一感測(cè)fet的另一個(gè)支路可以連接到第一感測(cè)放大器的負(fù)輸入端并且連接到第一開關(guān)的一個(gè)支路。第一感測(cè)fet的柵極可以連接到電荷泵。第一感測(cè)放大器的正輸入端可以連接到電源電壓。第一感測(cè)放大器的輸出端可以連接到開關(guān)的柵極，用于切換第一開關(guān)并且當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)打開時(shí)使第一電流能夠流動(dòng)。

5、在一個(gè)實(shí)施例中，第一感測(cè)fet可以是nmos?fet。

6、在一個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)可以是pmos?fet。

7、在一個(gè)實(shí)施例中，第二感測(cè)電路可以包括第二感測(cè)fet、第二開關(guān)和第二感測(cè)放大器。第二感測(cè)fet的一個(gè)支路可以通過(guò)電阻器連接到供電電壓并且連接到第二感測(cè)放大器的正輸入端。第二感測(cè)fet的另一個(gè)支路可以連接到電源電壓。第二感測(cè)fet的柵極可以連接到電荷泵。第二感測(cè)放大器的負(fù)輸入端可以經(jīng)由另一電阻器連接到供電電壓。第二感測(cè)放大器的輸出端可以連接到第二開關(guān)的柵極，用于在第二開關(guān)打開時(shí)切換第二開關(guān)并使第二電流能夠流動(dòng)。

8、在一個(gè)實(shí)施例中，第二感測(cè)fet可以是nmos?fet。

9、在一個(gè)實(shí)施例中，第二開關(guān)可以是pmos?fet。

10、在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)通fet可以是nmos導(dǎo)通fet。

11、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備可以包括具有一個(gè)或多個(gè)上述特征的電子電路。

12、下文闡述本文所揭示的某些實(shí)例的各方面的概述。應(yīng)當(dāng)理解，呈現(xiàn)這些方面僅僅是為了向讀者提供這些特定實(shí)施例的簡(jiǎn)要概述，并且這些方面不旨在限制本公開的范圍。事實(shí)上，本公開可以包括可能未闡述的各種方面和/或方面的組合。

技術(shù)特征：

1.一種用于感測(cè)通過(guò)導(dǎo)通場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)(402)的電流的電子電路(400)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(400)，其中所述第一感測(cè)電路(410)包括第一感測(cè)fet(412)、所述第一開關(guān)(414)和第一感測(cè)放大器(416)，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子電路，其中所述第一感測(cè)fet(412)是n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)fet。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的電子電路，其中所述第一開關(guān)(414)是p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)fet。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子電路(400)，其中所述第二感測(cè)電路(420)包括第二感感測(cè)fet(422)、所述第二開關(guān)(424)和第二感測(cè)放大器(426)，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子電路，其中所述第二感測(cè)fet(422)是nmosfet。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的電子電路，其中所述第二開關(guān)(424)是pmos?fet。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子電路，其中所述導(dǎo)通fet(402)是nmos導(dǎo)通fet。

9.一種電子設(shè)備(500)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電子電路(400)。

技術(shù)總結(jié)
一種用于感測(cè)通過(guò)導(dǎo)通場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的電流的電子電路，其中在所述導(dǎo)通FET的供電電壓和電源電壓之間的差值較小的情況下，第一感測(cè)電路導(dǎo)通第一感測(cè)電流，并且其中在所述導(dǎo)通FET的所述供電電壓和所述電源電壓之間的差值較大的情況下，第二感測(cè)電路導(dǎo)通第二感測(cè)電流。所述第一感測(cè)電流和所述第二感測(cè)電流表示通過(guò)所述導(dǎo)通FET的所述電流。

技術(shù)研發(fā)人員：帕特里克·澤倫,保羅·盧克曼,巴拉蘇布拉馬尼亞姆·沙姆穆加薩米,賈斯廷·菲爾波特
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安世有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19