[发明专利]形成电流感测电路的方法及其结构

说明书

技术领域

本发明一般涉及电子学，更具体地，涉及形成半导体器件的方法及结构。

背景技术

以前，半导体工业利用各种方法和结构来形成用于电源控制器的电流感测电路。电流感测电路一般接收负载电流，其由电源控制器调节并施加至连接到电源控制器的负载。电流感测电路一般使负载电流流过感测电阻器，并且感测电阻器形成表示负载电流值的电压。在一些情况中，期望使用多个感测电阻器以便在负载电流的不同值之间进行选择。通常，晶体管与感测电阻器串联以导引通过感测电阻器和晶体管的负载电流。在具有MP1517部件号的升压型变换器的数据页中公开了这样的电流感测电路的一个例子，该升压变换器由加利福尼亚州的Los Gatos的Monolithic Power Systems公司制造。在大部分情况下，提供至电源控制器的感测电压的值经常变化，并在负载电流值中产生误差。

因此，期望有一种电流感测电路，其形成更准确地表示负载电流值的电流感测信号。

附图说明

图1简要示出了具有根据本发明的电流感测电路的电源系统的一部分的实施例；

图2简要示出了包括根据本发明的功率系统的一部分的半导体器件的放大平面视图。

为了说明的简单和明了，图中的元件不一定按照比例，并且在不同的图中相同的参考号代表相同的元件。此外，为了说明的简要，省略了众所周知的步骤和元件的说明和细节。这里使用的载流电极(current carrying electrode)是指器件的元件，例如MOS晶体管的源极或漏极、或双极晶体管的发射极或集电极、或二极管的正极或负极，其承载通过该器件的电流，控制电极是指器件的元件，例如MOS晶体管的栅极或者双极晶体管的基极，其控制通过该器件的电流。虽然这里把器件解释为确定的N沟道或P沟道器件，本领域的普通技术人员应认识到，根据本发明，互补器件也是可能的。本领域的普通技术人员应认识到，这里使用的词汇“在...期间”、“在...的时候”、以及“当...时”不是表示一旦开始操作马上就会出现反应的准确术语，而是可能会在被初始操作激起的反应之间有一些微小但合理的延迟，例如传播延迟。

具体实施方式

图1简要示出了电源系统10的一部分的实施例。系统10包括电源控制器20，其配置成准确地调节提供至负载13的负载电流25的值。系统10在功率输入11和功率返回12之间接收功率。施加在输入11和返回12之间的电压一般为来自诸如电池的DC源的DC电压。在大部分情况下，感应器16和阻塞二极管(blocking diode)18连接在控制器20的外部，以帮助提供至负载13的电流25。电容器17还可以用于帮助运行负载13。在优选实施例中，负载13包括多个串联的发光二极管(LED)，例如LED 14和LED 15。在一些实施例中，二极管18可以包括在控制器20中。

控制器20在分别连接至输入11和返回12的电压输入23和电压返回24之间接收功率。控制器20一般包括开关控制电路36、电流感测电路21、和可选的内部调节器或者调节器33。调节器33连接在输入23和返回24之间以便接收输入电压并在输出34上提供内部工作电压，该内部工作电压用于运行控制器20的元件，例如开关控制电路36和电流感测电路21。开关控制电路36一般为形成开关信号的PWM控制电路，所述开关信号用于控制诸如晶体管43的功率开关并调节电流25的值。在其他实施例中，电路36可以为包括脉冲频率调制器(PFM)的其他类型的公知控制电路。在图1中示出的开关控制电路36的示例性模块图形式包括时钟发生器或时钟37、参考发生器或参考45、误差放大器46、斜波发生器或斜波38、PWM比较器39、控制块40和晶体管43。如本领域中所公知的，开关控制电路36接收电流感测信号并响应性地形成开关信号，以控制晶体管43并调节电流25的值。电路36还可以包括在图1中未示出的其他公知功能，例如过电压保护、低电压保护、热切断(thermal shut-down)、峰值电流限制或其他公知功能。