[发明专利]利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流检测的方法，尤其是一种利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法，属于集成电路的技术领域。

背景技术

在开关电源变换器中，开关电源变换器可以采用电压模式控制技术；当开关变换器的输入电压变化时，其控制信号需要经过输出滤波器和误差放大器延时后才能控制相应功率管的导通和截止。开关电源变换器还可以采用电流模式控制技术，其中电流模式控制技术通过检测功率管电流，可以快速控制功率管的导通和截止。与电压模式控制技术相比，电流模式控制技术不存在输出滤波器和误差放大器延时，具有更快的环路响应，能够快速稳定输出电压。因此，在开关电源变换器领域，电流模式和电压模式两种控制技术往往被一起采用。

目前，对功率管电流的检测方法一般是在电流通路上串联一个电阻，该电阻将流过功率管的电流转换成电压，被称为电流检测电阻。所述方法简单易用，但是在集成电路中专门制作电流检测电阻会增加版图面积，带来芯片制造成本压力。因此，需要一种新的方法，既可以保留串联电流检测电阻简单易用的特点，又不会增加集成电路版图面积。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法，其方法简单，工艺操作方便，不增加集成电路版图面积，降低芯片制造成本，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法包括如下步骤：

a、提供M个相并联布置的晶体管；b、相邻晶体管相对应的连接端通过金属互联，使所有的晶体管并联成整体，形成所需的功率管；相邻晶体管的互连金属形成寄生电阻R_para，并使寄生电阻R_para的金属长度为L，宽度为W及方块电阻为R_square；c、在上述通过互连金属并联成整体的功率管内，选择N个晶体管作为电流采样晶体管，并将所述选择晶体管间的寄生电阻R_para作为功率管的电流检测电阻；d、通过晶体管与寄生电阻R_para间的电流与电压关系，计算出N个晶体管间寄生电阻的等效电阻R_equal，para，得到相应的等效电阻R_equal，para为e、对上述N个晶体管间的电压值Vtotal进行采样，通过上述N个晶体管间的电压值Vtotal与N个晶体管间的等效电阻R_equal，para间的关系，得到相应的采样电流I_N。

所述步骤b中，寄生电阻R_para为所述步骤b中，连接相邻晶体管的金属材料包括铝。

本发明的优点：多个晶体管通过金属互连形成整体，金属连线存在寄生电阻；通过设置寄生电阻的金属长度L，宽度W及方块电阻R_square，从而能够得到所需阻值的寄生电阻；通过选取相应的晶体管作为采样晶体管，通过对选择晶体管间的电压值Vtotal与晶体管间等效电阻R_equal，para关系，得到相应的采样电流值；避免了在功率管外设置检测电阻，减少了集成电路版图的面积，降低了芯片制造成本，工艺操作简单，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为本发明功率管源极布线寄生电阻的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

在现有的开关电源变换器中，使用电流模式与电压模式来调整功率管的导通与截止。在电流模式中，需要设置检测电阻，检测电阻与功率管相串联，通过对检测电阻的电压或电流检测，来控制功率管的导通与截止，实现电流模式的控制。当设置检测电阻后，需要增加集成电路的版图面积，会提高集成电路的成本。

为了在不增加集成电路的版图面积情况下，实现对功率管的电流检测功能，本发明利用功率管布线寄生电阻实现电流检测的方法包括如下步骤：

a、提供M个相并联布置的晶体管；

在集成电路中，一个大尺寸的功率管通常由多个小尺寸的晶体管并联而成，因此为了得到所需的功率管，需要提供多个相并联布置的晶体管；即M至少为两个，当M为一个时，不能形成所需的寄生电阻；

b、相邻晶体管相对应的连接端通过金属互联，使所有的晶体管并联成整体，形成所需的功率管；相邻晶体管的互连金属形成寄生电阻R_para，并使寄生电阻R_para的金属长度为L，宽度为W及方块电阻为R_square；