[发明专利]用于电子电路的保护元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电子电路的保护元件。

背景技术

很多电子电路和组件由电池或者蓄电池供给能量。在一些应用中，电池或蓄电池可能以错误的极性与电子电路连接。在这种情形中，电池的正极不经意地施加在电路的负连接端子上而负极施加在正连接端子上。所述过程称作反极性。例如，在维护或维修工作中，可能不经意地错误连接机动车的蓄电池。由此，大电流可能流过所连接的电子电路并且损坏所述电子电路。作为补救措施，可以使用接入在蓄电池与电子电路之间的pn二极管。在电池正确连接时，电流通过二极管流到所连接的电子器件中。在反极性时，二极管防止电流流动。

通常，附加地保护电子电路和组件免受例如可能在机动车运行时出现的过压。可能在机动车中出现正的和负的干扰电压或过压。例如在机动车发电机的突然负载变化或负载关断的情况下在直至约400ms的时间段内产生直至约90V的正电压。因此，为了保护电子器件，往往使用附加的Z二极管进行电压限制。在图1中示出了常用的保护装置，其也可以集成在一个半导体中。这样的保护元件包含反极性保护二极管D和用于过压保护的Z二极管Z。其连接在电源(即电池B或蓄电池)与电子器件E之间。在此连接端子A1与电池B或电源连接而连接端子A2与电子器件E连接。A3接地。缺点是，根据电流强度，在反极性二极管D上下降约0.8V-1V的电压降。除了在此出现的损耗功率以外，由电池提供的电压也降低所述数值。

发明内容

本发明的优点

具有两个独立权利要求的特征的根据本发明的装置以及根据本发明的方法具有以下优点：不再出现以上提到的缺点。为了避免或减小出现的损耗功率或电压，在此使用一种装置，在所述装置中二极管D由肖特基二极管S替代。由于肖特基二极管的正向电压更小，保护元件上的电压降更小。然而，在肖特基二极管中出现相对较高的漏电流或截止电流，所述漏电流或截止电流限制在温度较高时的使用。因为肖特基二极管的正向电压通常小于pn二极管的正向电压，所以其截止电流也较大。此外，简单的肖特基二极管的截止电流随着截止电压的增大而增大。

因此，能够实现本发明的一个特别有利的构型，其方式是，使用能够在很大程度上抑制截止电流的取决于电压的份额的肖特基二极管。其示例是槽沟MOS势垒结二极管(Trench-MOS-Barrier-Junction Diode)或槽沟MOS势垒肖特基二极管(TMBS)(Trench-MOS-Barrier-Schottky Diode)或槽沟结势垒肖特基二极管(TJBS)(Trench-Junction-Barrier-Schottky Diode)。由DE 694 28 996T2原则上公开了这些二极管中的一些二极管。在本发明的特别有利的构型中提出，在根据本发明的保护装置中，肖特基二极管S由具有与截止电压无关的截止电流的肖特基二极管替代。在此，尤其是使用TMBS或TJBS二极管作为肖特基二极管。这些肖特基二极管尤其也可以与过压保护Z二极管一起集成到一个半导体中。这样的保护元件可以通过有利的方式在更高的使用温度下作为根据权利要求1的包含常见的肖特基二极管的装置运行。如果无需提高温度，则也可以替代地通过有利的方式将这样的装置的正向电压选择得更小。

附图说明

图1示出具有pn二极管D和Z二极管或者齐纳二极管Z的传统保护元件的电路图。

图2示出根据本发明的具有肖特基二极管S和Z二极管或者齐纳二极管Z的保护元件的电路图。

在图3中以横截面图示出了根据本发明的具有集成的TMBS结构的保护元件的第一布置，其中，附图不是按比例绘制的。

在图4和在图5中以横截面图示出了根据本发明的具有集成的TMBS结构的保护元件的第二布置和第三布置，其中，这些附图同样不是按比例绘制的。

具体实施方式

图2示出根据本发明的具有肖特基二极管S(取代pn二极管)和Z二极管或者齐纳二极管Z的保护元件或保护装置的电路图。在也可以集成在一个半导体中的所述保护装置中，肖特基二极管S用作反极性保护二极管而Z二极管Z用于过压保护。保护装置在此连接在电源(即电池或蓄电池)与电子器件之间。在此，连接端子A1与电源连接而连接端子A2与电子器件连接。A3接地。

也可以使用能够在很大程度上抑制截止电流的取决于电压的份额的一个或多个肖特基二极管。其示例是TMBS二极管(沟槽MOS势垒结二极管)或TJBS(沟槽结势垒肖特基二极管)。