[发明专利]晶体管装置的过电压保护

说明书

一种用于晶体管的过电压保护电路起作用来当所述晶体管处于关闭状态时，一旦通道电压超过阈值就会接通所述晶体管。这利用了与所述晶体管集成一体的内部部件实现，从而避免对外部二极管或齐纳结构的需要。所述电路具有晶体管，所述晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子。所述过电压保护电路具有电平位移器，所述电平位移器被布置来将处于所述第一载流端子与第二载流端子之间的通道电压的电平位移版本反馈给所述控制端子。在所述通道电压的预定值被越过时，所述电平位移器允许所述晶体管的所述切换阈值电压被越过。

技术领域

本公开内容是在电子电路学领域中。更具体地，本公开内容涉及晶体管装置的过电压保护。

背景技术

晶体管装置是用来放大或切换电信号或电功率的电子装置。晶体管装置包括被称为端子的三个电极，并且所述端子包括控制端子和在其之间限定载流通道的第一载流端子和第二载流端子。施加到一对端子的电压或电流控制通过另一对端子的电流；并且施加到控制端子的小的电流可控制或切换载流端子之间的非常大的电流。

当用作开关时，当电流流动通过载流端子之间的通道时，晶体管处于“打开”状态，并且当电流被防止流动通过通道时处于“关闭”状态。在打开状态与关闭状态之间的转换由通过控制端子施加的电流或电压控制。

晶体管装置的示例包括双极结型晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。BJT具有被称为基极的控制端子和被称为集电极端子和发射极端子的载流端子。FET具有被称为栅极的控制端子和被称为源极端子和漏极端子的载流端子。FET可由各种半导体材料形成。最常见的是硅，但是FET也可由有机半导体(诸如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaA)、氮化镓(GaN)和砷化铟镓(InGaAs))形成。

通常，避免超过晶体管装置的最大额定电压以便避免这一类装置失效是重要的。为了避免这种情况，在非常低的电压下简单操作晶体管是已知的。然而，这意味着晶体管的性能不能被完全实现。

另一种解决方案是提供外部二极管以箝位载流端子之间的通道电压，但这一类外部二极管耗散能量并且因此减少总功率效率。

还已知的是使用外部电路，当固定的通道电压阈值被超过时，外部电路使用齐纳结构来使晶体管处于打开状态。但是使用这种外部部件是昂贵的。

发明内容

根据本公开内容的第一方面提供电路，所述电路包括：晶体管，所述晶体管包括控制端子，第一载流端子和第二载流端子；以及过电压保护电路，所述过电压保护电路包括：电平位移器，所述电平位移器被布置来将处于所述第一载流端子与所述第二载流端子之间的通道电压的电平位移版本反馈给控制端子；其中电平位移器被配置成使得当通道电压的预定值被越过时，晶体管的切换阈值电压被越过。

任选地，电平位移器包括与晶体管一起作为同一集成电路的一部分被提供的部件。

任选地，电平位移器包括被布置来提供通道电压的分频电压版本的电阻部件和电流源；并且电平位移器根据电阻部件和电流源的额定值配置。

任选地，控制端子电压追踪通道电压的变化。

任选地，电平位移器与控制端子直接地耦合。

任选地，所述电路还包括被布置来向控制端子提供控制信号的控制器，并且其中电平位移器的输出端耦合到所述控制器。

任选地，所述电路还包括用于驱动控制端子的驱动器，并且其中电平位移器的输出端耦合到所述驱动器。

任选地，所述电路还包括选择器开关，所述选择器开关可操作来选择性地启用或禁用过电压保护电路。

任选地，通道电压的预定值是可调整的。

任选地，通道电压的预定值基于对电源电压存在的检测来调整。

任选地，通道电压的预定值基于系统输入电压的值来调整。