[发明专利]使用耗尽型MOSFET的超低箝位电压浪涌保护模块

说明书

公开了一种使用耗尽型MOSFET(D MOSFET)的超低箝位电压浪涌保护模块(SPM)。SPM可以是电路或器件的一部分，并且包括初级保护级和次级保护级，其中D MOSFET连接在两个级之间。SPM可以包括单个D MOSFET、双D MOSFET或多个D MOSFET，并且初级和次级保护级可以利用许多不同的组件实施。相比于使用电感器的电路，使用(多个)D MOSFET的SPM具有改进的浪涌保护。

技术领域

本公开的实施例涉及电路的浪涌保护，并且更特别地，涉及一种用于使用耗尽型MOSFET进行浪涌保护的技术。

背景技术

浪涌保护模块(Surge Protection Module，SPM)(其由处于不同拓扑结构的保护组件构成)被认为是箝位和转移进入待保护的系统的外部浪涌瞬变的有效手段。SPM还可以被构造有用于电浪涌或瞬变电压事件的多级保护器。SPM可能具有初级保护组件、次级保护组件，以及甚至三级保护组件。这些保护模块或者采用过流保护组件(像保险丝和正温度系数器件(Positive Temperature Coefficient，PTC))、或者过压保护组件(像气体放电管(Gas Discharge Tube，GDT)和金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor，MOV))。电感器或共模扼流圈通常被放置在SPM的初级和次级保护组件之间。

电子系统或器件特别容易受到浪涌事件的影响，诸如雷电浪涌、来自其他电力线和系统的感应浪涌、感应性负载开关、功率线交叉等。设计允许正常操作功率或信号，同时抑制或转移那些不需要的过电压尖峰或电流的保护模块具有挑战性。

就这些和其他考虑而言，目前的改进可能是有用的。

发明内容

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在下面的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

公开了用于提供过电流保护的电路的示例性实施例。该电路包含初级保护器件、次级保护器件和耗尽型金属氧化物半导体场效应晶体管(depletion mode metal oxidesemiconductor field effect transistor，D MOSFET)。初级保护器件将进入电路的外部浪涌瞬变的第一部分转移到接地。次级保护器件将进入电路的外部浪涌瞬变的第二部分转移到接地。D MOSFET吸收初级保护器件和次级保护器件之间的浪涌能量。

公开了耦合到电路的器件的示例性实施例。器件为电路内的电路元件提供过电流保护，并且包含初级保护器件、次级保护器件和D MOSFET。初级保护器件将进入电路的外部浪涌瞬变的第一部分转移到接地。次级保护器件将进入电路的外部浪涌瞬变的第二部分转移到接地。D MOSFET阻挡外部浪涌瞬变中的未被初级保护器件完全抑制的剩余的浪涌。

附图说明

图1A和图1B是根据现有技术的SPM电路的代表性图；

图2A和图2B是根据示例性实施例的新型SPM电路的代表性图；

图3是根据示例性实施例的新型SPM电路的代表性图；

图4是根据示例性实施例的新型SPM电路的代表性图；

图5至图8是根据示例性实施例的在图2B的电路上进行的测试的响应波形；

图9是根据示例性实施例的用于电路的浪涌保护的新型器件的代表性图；

图10是根据示例性实施例在图2B的电路上执行的测试结果的图像；

图11是根据示例性实施例的用于测试D MOSFET独立浪涌承受能力的电路的代表性图；以及

图12A和图12B是示出根据示例性实施例的对安全操作区中的浪涌能量和饱和电流的正向偏置D MOSFET响应的波形。