负载检测电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种负载检测电路，其包括：驱动电路，第一开关，诊断晶体管以及比较器。本实用新型专利技术能够提供对于FET电路测试诸如开路之类的系统差错或低负载状态的装置。

【技术实现步骤摘要】
负载检测电路在先临时申请的优先权要求本申请要求在2013年11月24日递交的文档编号为0NS01612的具有共同专利技术人为Vermeir等人的标题为“LOAD DETECT1N CIRCUIT AND METHOD”的在先递交的第61/908，123号临时申请的优先权权益，该临时申请由此通过引用合并于此。
技术介绍
本技术总体上涉及电子学，更具体地，涉及半导体及其结构以及形成半导体装置的方法。 过去，电子工业利用了各种方法和结构来形成场效应晶体管(FET)。FET通常在各种应用中用来控制电流。在一些应用中，例如在汽车中，FET可能已被用于控制通过诸如发光二极管(LED)或灯泡之类的光源的电流，或者已被用于控制功率分配或用于取代机械继电器，或各种其它应用。FET通常具有一些控制电路用于辅助操作FET和确定何时启用和禁用该FET。与控制电路相组合的FET通常被称为智能场效应晶体管(SmartFET)。FET可能已被用于严苛的电子环境中，在该电子环境中负载阻抗以及电源轨均可能是不可预测的和不稳定的。 一些控制电路也可能已包括保护电路和/或诊断电路，以辅助在应用中可能发生的一些正常和不正常的操作条件下安全地操作FET。在一些应用中，诊断电路可能已被嵌入在控制电路中和/或被用于确定负载的状态。在一些控制电路中，在一定时间内禁用FET，以确定系统是否被适当地操作。一些其它的控制电路可能已将FET控制为开环控制以确定系统是否被适当地操作。一些其它的控制电路可能已将FET两端的电压复制到另一器件，然后测量复制的负载电流。然而，电路的最小参数与最大参数之间的差导致了对系统状态的不准确的评估。 相应地，期望具有对于FET电路测试诸如开路之类的系统差错或低负载状态的装置和方法。
技术实现思路
本技术旨在针对上述以及其他问题。 根据本技术的一方面，提供了一种负载检测电路，包括:驱动电路，被配置用于形成驱动信号，以利用第一控制信号驱动驱动晶体管的控制电极，以形成所述驱动晶体管的第一载流电极与所述驱动晶体管的第二载流电极之间的电压；第一开关，被耦合成响应于模式信号的第一状态而选择性地将第一信号耦合到所述驱动电路，并响应于所述模式信号的第二状态而选择性地将第二信号耦合到所述驱动电路，其中所述驱动电路被配置用于响应于接收到所述第一信号形成所述电压以具有第一值，并响应于接收到所述第二信号而形成所述电压以具有第二值；诊断晶体管，被配置成并联地与所述驱动晶体管相耦合，所述诊断晶体管具有被配置用于接收第二控制信号的控制电极，所述第二控制信号响应于所述模式信号的第一状态而具有第三值，并响应于所述模式信号的第二状态而具有第四值，其中所述第三值基本上使所述诊断晶体管禁用；以及比较器，被配置用于响应于所述模式信号的第二状态而检测所述驱动晶体管的控制电极具有小于所述驱动晶体管的阈值电压的第五值。 根据本技术的另一方面，提供了一种负载检测电路，包括:电流源；所述负载检测电路被配置为在第一模式中工作，并选择性地禁用所述电流源和选择性地将具有第一值的第一控制信号应用于第一晶体管，以控制所述第一晶体管形成用于负载的负载电流；所述负载检测电路被配置为在第二模式中工作，并选择性地启用所述电流源以形成用于所述负载的负载电流的至少一部分和选择性地将具有第二值的第二控制信号应用于所述第一晶体管，以控制所述第一晶体管和形成所述第一晶体管两端的第一电压，其中所述第一电压不小于所述第二值；以及检测电路，被配置为检测具有基本上小于所述第一晶体管的阈值电压的第二值的所述第二控制信号。 根据本技术的一方面，提供了一种负载检测电路，包括:第一电路，被配置用于控制第一晶体管以在所述负载检测电路的第一工作模式中形成用于负载的负载电流；第二电路，被配置用于响应于所述负载检测电路的第二工作模式而非在所述第一工作模式中，选择性地形成所述负载电流的一部分；所述第一电路被配置用于在闭环结构中控制所述第一晶体管以在所述第二工作模式中在所述第一晶体管两端形成电压降；以及检测电路，被配置用于检测所述负载电流小于所述负载电流的阈值。 通过上述技术方案，本技术能够解决本文中所提出的至少一个技术问题。 【附图说明】 图1示意性地示出了根据本技术的可被配置用于检测负载的不存在(或者在一些实施例中是检测负载的存在)的系统部分的实施例的示例； 图2示意性地示出了根据本技术的作为图1的系统的替代性实施例的系统部分的实施例的示例； 图3示意性地示出了根据本技术的作为图1和/或图2的系统的替代性实施例的系统部分的实施例的;^例； 图4是示出了根据本技术的具有以一般方式示出可由图3的电路形成的一些信号的曲线的图示； 图5示意性地示出了根据本技术的作为图1-3中任意的负载检测电路的替代性实施例的负载检测电路的实施例的;^例的部分； 图6示意性地示出了根据本技术的作为图1-3和5的电路中任意的诊断电路的至少一部分的替代性实施例的诊断电路的部分的实施例的示例；以及 图7示出了根据本技术的包括图1-3和5-6中任意的负载检测电路的半导体装置的负载放大平面图。 为了图示的简单和清楚起见，图中的元件不一定是按比例的，为了图示的目的，一些元件可以被放大，并且在不同的图中相同的附图标记表示相同的元件，除非另外说明。此夕卜，为了描述的简单起见，可以省略对众所周知的步骤和元件的描述和细节。在此使用的载流元件或载流电极意味着承载通过装置的电流的该装置的元件，例如金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管的源极或漏极、或者双极晶体管的射极或集电极、或者二极管的阴极或阳极，并且控制元件或控制电极意味着控制通过装置的电流的该装置的元件，例如MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极。此外，一个载流元件可以承载沿一个方向通过装置的电流，例如承载进入装置的电流，并且第二载流元件可以承载沿相反方向通过装置的电流，例如承载离开装置的电流。尽管所述装置在此可以被解释为某种N沟道或P沟道器件、或某种N型或P型掺杂区域，但是本领域的普通技术人员应当认识到，根据本技术，互补器件也是可行的。本领域的普通技术人员将理解，导电类型表示通过其发生导电的机构，例如通过空穴或电子的导电，因此，该导电类型并不表示掺杂浓度，而是表示掺杂类型，例如P型或N型。本领域的技术人员将认识到，在此使用的与电路工作相关的词语“在…期间”、“同时”、和“当…时”并不是意味着启动动作一发生就立即发生动作的精确的词语，而是在初始动作所启动的反应之间可以存在一些小的但合理的延迟，例如各种传播延迟。此外，词语“同时”意味着某个动作至少在启动动作的持续期间的一些部分之内发生。词语“大约”或“基本上”的使用意味着元件的值具有期望接近于所述的值或位置的参数。然而，如同本领域中众所周知的，总是存在阻止所述值或位置精确地如所述那样的小的变化。在本领域中充分确定的是与精确如所述的理想目标相距直至至少百分之十(10% )(以及对于半导体掺杂浓度的直至百分之二十(20%))的变化是合理的变化。当与信号的状态相关地被使用时，词语“确立(asserted)”意味着信号的激活状态，并且词语“否定(negated) ”意味本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载检测电路，包括：驱动电路，被配置用于形成驱动信号，以利用第一控制信号驱动驱动晶体管的控制电极，以形成所述驱动晶体管的第一载流电极与所述驱动晶体管的第二载流电极之间的电压；第一开关，被耦合成响应于模式信号的第一状态而选择性地将第一信号耦合到所述驱动电路，并响应于所述模式信号的第二状态而选择性地将第二信号耦合到所述驱动电路，其中所述驱动电路被配置用于响应于接收到所述第一信号形成所述电压以具有第一值，并响应于接收到所述第二信号而形成所述电压以具有第二值；诊断晶体管，被配置成并联地与所述驱动晶体管相耦合，所述诊断晶体管具有被配置用于接收第二控制信号的控制电极，所述第二控制信号响应于所述模式信号的第一状态而具有第三值，并响应于所述模式信号的第二状态而具有第四值，其中所述第三值基本上使所述诊断晶体管禁用；以及比较器，被配置用于响应于所述模式信号的第二状态而检测所述驱动晶体管的控制电极具有小于所述驱动晶体管的阈值电压的第五值。

【技术特征摘要】
2013.11.24 US 61/908,123;2014.11.17 US 14/542,7781.一种负载检测电路，包括: 驱动电路，被配置用于形成驱动信号，以利用第一控制信号驱动驱动晶体管的控制电极，以形成所述驱动晶体管的第一载流电极与所述驱动晶体管的第二载流电极之间的电压； 第一开关，被耦合成响应于模式信号的第一状态而选择性地将第一信号耦合到所述驱动电路，并响应于所述模式信号的第二状态而选择性地将第二信号耦合到所述驱动电路，其中所述驱动电路被配置用于响应于接收到所述第一信号形成所述电压以具有第一值，并响应于接收到所述第二信号而形成所述电压以具有第二值； 诊断晶体管，被配置成并联地与所述驱动晶体管相耦合，所述诊断晶体管具有被配置用于接收第二控制信号的控制电极，所述第二控制信号响应于所述模式信号的第一状态而具有第三值，并响应于所述模式信号的第二状态而具有第四值，其中所述第三值基本上使所述诊断晶体管禁用；以及 比较器，被配置用于响应于所述模式信号的第二状态而检测所述驱动晶体管的控制电极具有小于所述驱动晶体管的阈值电压的第五值。2.如权利要求1所述的负载检测电路，其中所述比较器具有被耦合用于接收所述第一控制信号的第一输入端以及被耦合用于接收基准信号的第二输入端，所述基准信号具有表示不大于所述驱动晶体管的阈值电压的第六值。3.如权利要求1所述的负载检测电路，其中所述诊断晶体管具有被耦合用于接收来自第二开关的所述第二控制信号的所述控制电极，所述第二开关被配置用于响应于所述模式信号的第一状态而将所述诊断晶体管的控制电极耦合到所述诊断晶体管的第一载流电极，并响应于所述模式信号的第二状态而将所述诊断晶体管的控制电极耦合成接收来自基准电路的所述第四值。4.一种负载检测电路，包括: 电流源； 所述负载检测电路被配置为在第一模式中工作，并选择性地禁用所述电流源和选择性地将具有第一值的第一控制信号应用于第一晶体管，以控制所述第一晶体管形成用于负载的负载电流； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·维尔梅尔，L·艾彻瑞尔德勒，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US