[发明专利]用于分立功率半导体器件的共源共栅电流传感器

权利要求书

1.一种包括电源电路和用于测量电源电路中的电流的共源共栅电流传 感器的电路组合，包括：

连接到该电源电路中的半导体功率器件；

其中，该共源共栅电流传感器与该半导体功率器件串联连接，并包括：

主MOSFET，该主MOSFET的源极和漏极端连接在电源电路中；

感测MOSFET，该感测MOSFET的源极端连接到主MOSFET的 源极端，主MOSFET和感测MOSFET的各个栅极端连接到电流传感器 的栅极端，主MOSFET和感测MOSFET共同形成电流镜配置，

其中，主MOSFET的栅极宽度大于感测MOSFET的栅极宽度，以 及主MOSFET的漏极端处的主电压等于感测MOSFET的漏极端处的感 测电压。

2.如权利要求1所述的电路组合，包括电流感测和偏置电路，用于将 主MOSFET和感测MOSFET的漏极端上的各个电压维持在相同值。

3.如权利要求2所述的电路组合，其中，电流感测和偏置电路包括：

放大器，其具有连接到主MOSFET的漏极端的第一输入端、以及连接 到感测MOSFET的漏极端的第二输入端；以及

第一可变电流源，其被连接用来通过感测MOSFET而传递电流，其中 该放大器的输出端连接到第一可变电流源的输入端。

4.如权利要求3所述的电路组合，其中，主MOSFET和感测MOSFET 包括P沟道MOSFET，并且，共源共栅电流传感器连接在半导体功率器件的 高侧。

5.如权利要求3所述的电路组合，其中，电流感测和偏置电路包括第 二可变电流源，放大器的输出端连接到第二可变电流源的输入端，第二可变 电流源的输出端连接到共源共栅电流传感器的感测电流端。

6.如权利要求5所述的电路组合，其中，第一可变电流源包括第一电 流源MOSFET和第二电流源MOSFET，第一电流源MOSFET的栅极端和第 二电流源MOSFET的栅极端

和漏极端连接到上述放大器的输出端，第一和第二电流源MOSFET的 各个源极端连接到第一电压源，第一电流源MOSFET的漏极端连接到感测 MOSFET。

7.如权利要求6所述的电路组合，其中，第二可变电流源包括第三电 流源MOSFET，其具有连接到放大器的输出端的栅极端、连接到第一电压源 的源极端，以及连接到共源共栅电流传感器的感测电流端的漏极端。

8.如权利要求2述的电路组合，其中，电流感测和偏置电路包括：

模拟多路复用器，其被设置用来对主MOSFET和感测MOSFET的漏极 端上的电压交替地采样；

模数转换器，其具有连接到模拟多路复用器的输入端；

数字比较器，其具有连接到模数转换器的输出端的输入端；

数模转换器，其具有连接到数字比较器的输出端的输入端；以及

第一可变电流源，其被连接用来通过感测MOSFET传递电流，第一可 变电流源的输出端连接到第一可变电流源的输入端。

9.如权利要求8所述的电路组合，其中，电流感测和偏置电路包括第 二可变电流源，数模转换器的输出端连接到第二可变电流源的输入端，第二 可变电流源的输出端连接到共源共栅电流传感器的感测电流端。

10.如权利要求1所述的电路组合，包括升压转换器，其中，半导体功 率器件包括功率MOSFET，并且，该组合进一步包括：

脉宽调制器，其具有经由过流关断比较器连接到共源共栅电流传感器的 电流感测端的输入端、以及连接到功率MOSFET栅极端的输出端；

连接在电源电路中的电感器；

整流二极管，其连接在位于电感器和功率MOSFET之间的电源电路中 的节点、以及升压转换器的输出端之间。