[发明专利]具有集成电流传感器的功率MOS器件及其制造方法

说明书

一种功率MOS器件，其中功率MOS晶体管具有耦合至电源节点的漏极端子、耦合至驱动节点的栅极端子以及耦合至负载节点的源极端子。检测MOS晶体管具有耦合至检测节点的漏极端子、耦合至驱动节点的栅极端子以及耦合至负载节点的源极端子。检测电阻器具有耦合至电源节点的第一端子以及耦合至检测节点的第二端子。

技术领域

本公开涉及具有集成电流传感器的功率MOS器件及其制造方法。

背景技术

如已知的，在功率电子应用中，功率MOS器件被用于向负载提供电流，并且通常期望已知被提供的电流。因此，现有的功率器件通常具有集成到功率器件中的电流检测结构。

许多这样的器件基于用于功率器件的相同MOS技术。

集成用于检测电流的传感器的已知功率器件的电气图的示例在图1中示出。

这里，功率MOS器件1包括功率MOS晶体管2，其栅极端子耦合至驱动节点6，漏极端子耦合至电源节点7，并且源极端子耦合至负载元件5的第一端子，负载元件5的第二端子耦合至参考电位线(地)9。

此外，功率MOS器件1还包括检测MOS晶体管3，其栅极端子耦合至驱动节点6，漏极端子耦合至电源节点7，并且源极端子耦合至检测节点8。

检测电阻器4布置在检测节点8和参考电位线9之间。备选地，检测电阻器可以布置在MOS晶体管2、3的源极端子之间。

这里，在使用中，电源节点7接收电源电压V_S。驱动节点6接收驱动信号D_S。

驱动信号D_S控制功率MOS晶体管2和检测MOS晶体管3，经由相应的栅极端子导通晶体管。通过测量检测节点8上的电压来监控流过电阻器4的电流。

确实，根据以下等式，流过检测电阻器4的电流和流过负载元件5的电流相互成比例：

其中P₂是功率MOS晶体管2的沟道的周长，P₃是检测MOS晶体管3的沟道的周长，I_r是流过检测电阻器4的电流，以及I_L是流过负载元件5且由功率MOS晶体管2提供的电流。

通过图1的技术方案，通过适当地确定MOS晶体管2和3的尺寸，可以使得流过检测电阻器4的电流I_r显著小于流过负载元件5的电流I_L(例如，小1000倍)。

由于存在由检测电阻器4上的压降所引起的功率MOS晶体管2和检测MOS晶体管3之间的电失配，所以图1所示的结构是不利的。

确实，检测电阻器4上的压降降低了检测MOS晶体管3的栅极-源极电压(V_GS)。从而，检测MOS晶体管3不经受与功率MOS晶体管2相同的操作条件。

这种电失配在提供给负载元件5的电流的测量中引入系统误差。此外，误差根据功率MOS晶体管2的电操作区域而改变。

具体地，误差在饱和区域中最小。从而，误差在线性区域中且对于接近阈值的电压V_GS最大。另一方面，对误差的补偿的调整会对器件的成本和/或尺寸具有不期望的影响。

发明内容

本公开的目的在于提供一种解决现有技术中的缺陷的、具有集成电流传感器的功率MOS器件及其制造方法。

本公开提供了一种功率MOS器件及其制造方法。

附图说明

为了更好地理解本公开，将参照附图仅作为非限制性示例来描述其优选实施例，其中：

图1示出了具有集成电流传感器的已知功率MOS器件的电气图，