[发明专利]一种基于SenseFET的压控采样器件

说明书

本发明提供一种基于SenseFET的压控采样器件，第二导电类型半导体漂移区上表面设有第一个第一导电类型半导体采样电压控制区和第二个第一导电类型半导体采样电压控制区，第一个第一导电类型半导体采样电压控制区和第二个第一导电类型半导体采样电压控制区位于第一导电类型半导体掺杂区的右侧、第二导电类型半导体掺杂区的左侧，第一个第一导电类型半导体采样电压控制区和第二个第一导电类型半导体采样电压控制区之间具有电压感测电极；本发明器件在开启周期可通过栅极实现采样电流的可控性，关断周期可以实现芯片自供电，在实现原有电流采样功能的基础上，器件在导通过程中可以实现从低电压到高电压瞬态的电压跟随，以检测漏极电压的变化，且采样电压的采样比可控。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，涉及一种基于SenseFET的压控采样器件。

背景技术

与功率驱动相关的高压、功率集成电路和系统中，都需要对高压、功率集成电路输入/输出性能和负载情况等进行检测，做到对电路和系统的实时保护，满足集成电路和系统的智能化，有效地保证系统正常和可靠地工作。实现高压、功率集成电路及其应用系统的控制是当今国内外的研究热点以及研究科学难点。目前，关于采样方面的技术包括外围元器件采样和芯片内部采样，外围电压采样如副边反馈取样、电阻、电流镜取样等方法，这些方法都会带来信号取样不可调、取样精度不够、制作成本增加、应用电路体积加大等缺点；芯片内部采样则会存在信号采样不可调、采样精度不够、应用场合受限等缺点。

电流采样方面，其他人提出了JFET采样结构，如图2所示，JFET采样器件具有结构简单、采样精度高、可以作为采样和自供电的复用器件等优点。在低电压应用场合，传统结构的JFET采样器件已经可以胜任相关应用，但在高压应用场合，常规JFET采样器件很难满足应用要求，首先，器件耐压不够，考虑到设计时的各方面折中关系，耐压也很难再设计提升；其次，JFET背栅极接地或者固定电位，采样电流漂移区深度决定，无法在应用中时进行调节，即采样不可控；最后，饱和区恒流特性差，非恒流充电会导致自供电电压不稳，从而影响芯片正常工作。但该结构不适合用于高压应用场合。

针对传统JFET采样器件的不足，提出了如图3所示的SenseFET结构，该结构在电流采样方面具有更优异的表现：高的电压阻断能力、应用简单(可无外部反馈)，器件在开启周期通过栅极实现采样电流的可控性，关断周期可以实现芯片自供电，采样电流具有可控性、采样精度高。此外，SenseFET在饱和区工作时具有比传统JFET采样器件更好的饱和区恒流特性。

然而，对于高压SenseFET的研究和设计尚不充分，在外部电压由低到高的瞬态过程中器件不具备对外部电压检测的能力，因此存在器件失效的隐患。

发明内容

本发明的目的在于针对上述SenseFET存在的问题，提出一种基于SenseFET的压控采样器件。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：