[发明专利]用于通过对从功率门控器件的漏源电压导出的电压施加经补偿的增益来测量负载电流的装置和方法

权利要求书

1.一种装置，包括：

功率门控场效应晶体管(FET)，其包括栅极、源极和漏极，其中所述源极耦合到电压轨，其中所述漏极耦合到负载，以及其中所述栅极被配置为接收门控电压以选择性地导通所述功率门控FET，来经由所述功率门控FET允许负载电流在所述电压轨和所述负载之间流动；以及

差分放大器，其被配置为通过将增益施加到输入电压来生成与所述负载电流有关的电流相关电压，其中所述输入电压是基于所述功率门控FET的漏源电压的，以及其中响应于所述功率门控FET的温度或栅源电压的变化，所述增益与所述输入电压成反比地变化。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述差分放大器的增益被配置以使得所述电流相关电压与所述负载电流基本上成线性地变化。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述差分放大器包括：

运算放大器；

第一补偿PMOS器件，其包括第一栅极、第一源极和第一漏极，其中所述第一补偿PMOS器件被耦合在所述功率门控FET的源极和所述运算放大器的第一输入之间，其中所述第一栅极被配置成接收与导通所述功率门控FET的所述门控电压基本相同的第一门控电压；

第二补偿PMOS器件，其包括第二栅极、第二源极和第二漏极，其中所述第二补偿PMOS器件被耦合在所述功率门控FET的漏极和所述运算放大器的第二输入之间，其中所述第二栅极被配置成接收与导通所述功率门控FET的所述门控电压基本相同的第二门控电压；以及

至少一个反馈电阻器，其跨所述运算放大器的输出和所述运算放大器的所述第一输入或所述第二输入中的一者被耦合，其中所述电流相关电压在所述运算放大器的输出处被生成。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述差分放大器进一步包括：

耦合在所述第一补偿PMOS器件和所述运算放大器的所述第一输入之间的第一电阻器；以及

耦合在所述第二补偿PMOS器件和所述运算放大器的所述第二输入之间的第二电阻器；以及

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述差分放大器基本上根据以下关系生成所述电流相关电压Vs：

其中R1是所述第一电阻器和所述第二电阻器中每一者的电阻，R2是所述至少一个反馈电阻器的电阻，Rc是所述第一补偿PMOS器件和所述第二补偿PMOS器件中每一者的电阻，Rds是所述功率门控FET的漏源电阻，I_L是所述负载电流，以及Vs是所述电流相关电压。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一补偿PMOS器件和所述第二补偿PMOS器件以及所述第一电阻器和所述第二电阻器被配置成使得电阻R1和Rc之和随着所述功率门控FET的温度或者所述栅源电压以与所述漏源电阻Rds随着所述功率门控FET的温度或栅源电压而变化基本相同的方式而变化。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述差分放大器进一步包括：

耦合在所述功率门控FET的所述源极和所述第一补偿PMOS器件之间的第一电阻器；以及

耦合在所述功率门控FET的所述漏极和所述第二补偿PMOS器件之间的第二电阻器。

8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一补偿PMOS器件和所述第二补偿PMOS器件中的至少一者各自包括：

多个串联连接的PMOS器件；以及

选择电路，其被配置为仅将所述串联连接的FET的所选子集分别耦合在所述功率门控FET的所述源极或漏极与所述运算放大器的所述第一输入或所述第二输入之间。

9.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述功率门控FET包括功率门控PMOS器件，其中所述第一补偿PMOS器件和所述第二补偿PMOS器件的所述第一栅极和所述第二栅极耦合到接地电势，以及其中所述门控电压处于接地电势以导通功率门控PMOS器件。