一种实现高压电流检测的结构制造技术

一种实现高压电流检测的结构，通过设置主输入对和辅助输入对与输出级NMOS管的连接，避免了因设置检测电路的电流而引入固有失调以致高压电流检测精度降低，有利于提高检测高压电流的精度和减少检测电路中的高压管使用数量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种实现高压电流检测的结构


[0001]本专利技术涉及高压电流检测技术，特别是一种实现高压电流检测的结构。

技术介绍

[0002]在高压电流检测方案中，一般是在高压通路上利用sense电阻(敏感电阻)将电流转换成电压，然后利用共栅运放将电压转换为电流输出，需要的电阻和高压MOS管较多，芯片面积大，且精度差。检测电路中包括高压节点A和高压节点B之间的电阻R1，检测电流I1从A经过电阻R1流向B，输入对中共栅的第一PMOS管M1和第二PMOS管M2分别将其源极通过各自阻值等同的电阻R2以一对一的方式连接到A和B，从A流过R2的电流为I2，M1和M2的source电压相等(源电压相等)，输入对M1和M2的漏极通过共栅NMOS管接地，M2的漏极连接输出电流管PMOS的栅极，输出电流管PMOS的漏极形成输出电流I3，输出电流管PMOS的源极连接M1的源极，由此得到：VA
‑
VB＝I2*R2
‑
Im2*R2；Im1＝Im2；VA
‑
VB＝(I2
‑
Im1)*R2；I2
‑
Im1＝I3；(VA
‑
VB)/R2＝I3；I3＝(I1
‑
I2)R1/R2。Im1为M1的源极电流，Im2为M2的源极电流。从上述可以看到最终输出电流的计算公式中有I2这一项，这一项是检测电路的电流，引入了固有失调，导致精度降低，该结构中高压MOS管的数量多，芯片面积大。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种实现高压电流检测的结构。
[0004]本专利技术的技术解决方案如下：
[0005]一种实现高压电流检测的结构，其特征在于，包括第一PMOS管和第二PMOS管形成的主输入对，所述第一PMOS管和第二PMOS管源极互连后接入第一电流源，所述第一PMOS管的栅极连接高压通路上的第一电压节点，所述第二PMOS管的栅极连接高压通路上的第二电压节点，高压电流从所述第一电压节点经过第一电阻流向所述第二电压节点，所述第一PMOS管的漏极作为第四电压节点第一路连接运算放大器的负向输入端，第二路通过第二电阻接地，第三路连接辅助输入对，所述第二PMOS管的漏极作为第五电压节点第一路连接所述运算放大器的正向输入端，第二路通过第四电阻接地，第三路连接所述辅助输入对，所述运算放大器的输出端连接输出级NMOS管的栅极，所述输出级NMOS管的源极作为第三电压节点第一路连接所述辅助输入对，第二路通过第三电阻接地，所述输出级NMOS管的漏极形成输出端电流。
[0006]所述辅助输入对包括第三PMOS管和第四PMOS管，所述第三PMOS管和第四PMOS管源极互连后接入第二电流源，所述第三PMOS管的栅极连接所述第三电压节点，所述第四PMOS管的栅极接地，所述第三PMOS管的漏极连接所述第五电压节点，所述第四PMOS管的的漏极连接所述第三电压节点。
[0007]所述第二电阻与所述第四电阻阻值相等。
[0008]所述第二电流源与所述第一电流源电流值相等。
[0009]设第一电阻的阻值为R1，流过R1的电流为I1，第三电阻的阻值为R3，流入所述输出
级NMOS管的漏极电流为Iout，则Iout＝I1*R1/R3，由此确定高压电流I1。
[0010]设第一电压节点的电压为VA，第二电压节点的电压为VB，第三电压节点的电压为VC，则VA
‑
VB＝VC。
[0011]所述主输入对的等效跨导与所述辅助输入对的等效跨导相等。
[0012]设第四电压节点的电压为VD，第五电压节点的电压为VE，当电路进入稳态后，VD＝VE。
[0013]本专利技术的技术效果如下：本专利技术一种实现高压电流检测的结构，通过设置主输入对和辅助输入对与输出级NMOS管的连接，避免了因设置检测电路的电流而引入固有失调以致高压电流检测精度降低，有利于提高检测高压电流的精度和减少检测电路中的高压管使用数量。
附图说明
[0014]图1是实施本专利技术一种实现高压电流检测的结构的电路原理示意图。
[0015]附图标记列示如下：I1
‑
检测电流或高压电流(或称之为待测电流，节点A和节点B均为高压节点，I1从A流向B，经过电阻R1)Ib1～Ib2
‑
第一电流源至第二电流源(其中Ib1与Ib2的电流值相等)；Iout
‑
输出电流端或输出端电流；M1～M4
‑
第一PMOS管至第四PMOS管(其中M1和M2形成主输入对，主输入对跨导为Gm
1,2
，M3和M4形成辅助输入对，辅助输入对跨导为Gm
3,4
)；M5
‑
第五NMOS管(即输出级NMOS管，M5与主输入对之间为运算放大器)；R1～R4
‑
第一电阻至第四电阻(其中R2与R4的电阻值相等)；A～E
‑
第一电压节点至第五电压节点(其中节点电压之间关系有：VA
‑
VB＝VC
‑
GND,GND为地电位，即VA
‑
VB＝VC)。
具体实施方式
[0016]下面结合附图(图1)对本专利技术进行说明。
[0017]图1是实施本专利技术一种实现高压电流检测的结构的电路原理示意图。参考图1所示，一种实现高压电流检测的结构，包括第一PMOS管M1和第二PMOS管M2形成的主输入对，所述第一PMOS管M1和第二PMOS管M2源极互连后接入第一电流源Ib1，所述第一PMOS管M1的栅极连接高压通路上的第一电压节点A，所述第二PMOS管M2的栅极连接高压通路上的第二电压节点B，高压电流从所述第一电压节点A经过第一电阻R1流向所述第二电压节点B，所述第一PMOS管M1的漏极作为第四电压节点D第一路连接运算放大器的负向输入端(
‑
)，第二路通过第二电阻R2接地，第三路连接辅助输入对，所述第二PMOS管M2的漏极作为第五电压节点E第一路连接所述运算放大器的正向输入端(+)，第二路通过第四电阻R4接地，第三路连接所述辅助输入对，所述运算放大器的输出端连接输出级NMOS管(即第五NMOS管M5)的栅极，所述输出级NMOS管的源极作为第三电压节点C第一路连接所述辅助输入对，第二路通过第三电阻R3接地，所述输出级NMOS管的漏极形成输出端电流Iout。
[0018]所述辅助输入对包括第三PMOS管M3和第四PMOS管M4，所述第三PMOS管M3和第四PMOS管M4源极互连后接入第二电流源Ib2，所述第三PMOS管M3的栅极连接所述第三电压节点C，所述第四PMOS管M4的栅极接地，所述第三PMOS管M3的漏极连接所述第五电压节点E，所述第四PMOS管M4的的漏极连接所述第四电压节点D。所述第二电阻R2与所述第四电阻R4阻值相等。所述第二电流源Ib2与所述第一电流源Ib1电流值相等。设第一电阻的阻值为R1，流
过R1的电流为I1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现高压电流检测的结构，其特征在于，包括第一PMOS管和第二PMOS管形成的主输入对，所述第一PMOS管和第二PMOS管源极互连后接入第一电流源，所述第一PMOS管的栅极连接高压通路上的第一电压节点，所述第二PMOS管的栅极连接高压通路上的第二电压节点，高压电流从所述第一电压节点经过第一电阻流向所述第二电压节点，所述第一PMOS管的漏极作为第四电压节点第一路连接运算放大器的负向输入端，第二路通过第二电阻接地，第三路连接辅助输入对，所述第二PMOS管的漏极作为第五电压节点第一路连接所述运算放大器的正向输入端，第二路通过第四电阻接地，第三路连接所述辅助输入对，所述运算放大器的输出端连接输出级NMOS管的栅极，所述输出级NMOS管的源极作为第三电压节点第一路连接所述辅助输入对，第二路通过第三电阻接地，所述输出级NMOS管的漏极形成输出端电流。2.根据权利要求1所述的实现高压电流检测的结构，其特征在于，所述辅助输入对包括第三PMOS管和第四PMOS管，所述第三PMOS管和第四PMOS管源极互连后接入第二电流源，所述第三PMOS管的栅极连接所述第三电压节点，所述第四PMOS管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王野，于翔，谢程益，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：