一种全集成氮化镓功率芯片的电流检测电路和方法技术

本申请实施例提供一种针对全集成氮化镓功率芯片的电流检测电路和电流检测方法，涉及氮化镓功率芯片技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种全集成氮化镓功率芯片的电流检测电路和方法


[0001]本申请涉及氮化镓功率芯片
，尤其涉及一种全集成氮化镓功率芯片的电流检测电路和方法
。

技术介绍

[0002]在高功率密度及高频率应用场合下，氮化镓功率器件以其具备更小导通电阻和栅极电荷的优点，正逐渐取代传统硅功率器件
。
目前市场上主流的氮化镓功率器件产品主要分为混合方案与单片集成方案两大类，单片集成方案又可以称为全集成
。
[0003]混合方案即针对成熟的商用分立式氮化镓功率器件在硅基芯片上设计栅极驱动和控制电路，并在二者之间进行键合或板级走线
。
键合或板级走线带来的环路寄生电感会导致严重的辐射电磁干扰和可靠性等问题
。
而单片集成方案则将驱动与控制电路与功率器件集成在同一张芯片，能够有效解决上述混合方案中存在的问题
。
[0004]受限于氮化镓集成工艺的不成熟，现有全集成氮化镓功率芯片设计多数相对简单，旨在解决缺少可使用的
p
沟道型器件
、r/>较差的匹配性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全集成氮化镓功率芯片的电流检测电路，用于检测氮化镓功率管
(Power HEMT)
的电流；其特征在于，所述电流检测电路通过全集成氮化镓工艺集成在全集成氮化镓功率芯片上，所述电流检测电路包括：氮化镓检测管
(Sense HEMT)
和负反馈回路；所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
与所述氮化镓检测管
(Sense HEMT)
具有成比例的宽长比，以保证所述氮化镓检测管
(Sense HEMT)
能够按比例复制所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的电流；所述负反馈回路包括箝位运放
(U1)、
负反馈开关管
(M0)
和采样单元
(U22)
；所述氮化镓检测管
(Sense HEMT)
的漏极连接所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的漏极，所述氮化镓检测管
(Sense HEMT)
的栅极连接所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的栅极，所述氮化镓检测管
(Sense HEMT)
的源极连接所述箝位运放
(U1)
的同相输入端，所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的源极连接所述箝位运放
(U1)
的反相输入端，所述箝位运放
(U1)
输出端连接所述负反馈开关管
(M0)
的栅极，所述负反馈开关管
(M0)
的漏极连接所述氮化镓检测管
(Sense HEMT)
的源极，所述负反馈开关管
(M0)
的源极连接所述采样单元
(U22)
的第一端，所述采样单元
(U22)
的第二端连接负压点，所述负压点用于提供低于所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
源极电势的电势以使所述负反馈回路导通
。2.
如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括负压稳压器
(U21)
，所述负压稳压器
(U21)
的正压端连接第一电源
(VCC)
，所述负压稳压器
(U21)
的参考端连接所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的源极；所述负压稳压器
(U21)
的负压端用于提供低于所述负压稳压器
(U21)
的参考端电势的电势
。3.
如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述采样单元
(U22)
包括采样电阻
(R
SENSE
)
；所述负反馈开关管
(M0)
的源极连接所述采样电阻
(R
SENSE
)
的第一端，所述采样电阻
(R
SENSE
)
的第二端连接所述负压点；所述采样电阻
(R
SENSE
)
的第一端作为采样端输出，所述采样电阻
(R
SENSE
)
将检测到的电流转化为所述采样端的电压并输出
。4.
如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述采样单元
(U22)
包括
MOS
管，所述
MOS
管栅极连接第一电压
(V
b
)
，所述第一电压用于使所述
MOS
管工作在线性区；所述负反馈开关管
(M0)
的源极连接所述
MOS
管的漏极，所述
MOS
管的源级连接所述负压点，所述
MOS
管的漏极作为采样端，所述
MOS
管将检测到的电流转化为所述采样端的电压并输出
。5.
如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括失调电压存储电路
(U30)
；所述失调电压存储电路
(U30)
包括：第一开关管
(M1)、
第二开关管
(M2)、
第三开关管
(M3)、
偏置单元
(U31)
和电容
(C
AZ
)
；所述偏置单元
(U31)
的第一端连接第二电源
(VDD)
，所述偏置单元
(U31)
的第二端连接所述箝位运放
(U1)
的同相输入端和所述第一开关管
(M1)
的漏极，所述第一开关管
(M1)
的源极连接所述电容
(C
AZ
)
的第一端，所述电容
(C
AZ
)
的第二端连接所述箝位运放
(U1)
的反相输入端；所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的源极间接连接所述箝位运放
(U1)
的反相输入端：所
述第二开关管
(M2)
的源极和所述第三开关管
(M3)
的源极连接所述氮化镓功率管
(Power HEMT)
的源极，所述第三开关管
(M3)
的漏极连接所述电容
(C
AZ
)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高源，王玥，韩豫川，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：