[发明专利]形成检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，尤其涉及半导体及其结构以及形成半导体器件的方法。

在过去，半导体工业利用不同方法和结构形成将输出电压调节到期望值的电源控制器。这些电源控制器的一些优点特征包括检测电源控制器的周围环境的过温条件的方法和检测用于操作电源控制器的输入电压的过电压条件的方法。为了检测这两种不同的条件，电源控制器一般使用两个相应的输入。为这两种条件使用两个输入导致使用半导体封装的两个端子。由于在半导体封装上有限的端子数量，为两种不同的工作条件使用两个端子经常阻止其它特征组合到电源控制器中。

另外，两种不同的条件一般通过监控表示该条件的电压中的变化来检测。检测电压条件所需的不同电路导致不精确性。

相应地，期望有一种电源控制器，其可在电源控制器的单个输入上检测过电压和过温条件，以及更精确地检测这两种条件。

附图说明

图1示意性示出了电源系统的一部分的实施方式，其包括依照本发明的电源控制器的示例性实施方式；以及

图2示出了半导体器件的放大的平面图，其包括依照本发明的图1的电源控制器。

为了说明的简单和清楚，图中的元件不一定是按比例绘制的，且在不同图中相同的参考数字表示相同的元件。另外，省略了众所周知的步骤和元件的描述和细节以简化描述。如这里所使用的，载流电极意味着器件中承载通过该器件的电流的元件，例如MOS晶体管的源极或漏极、或者双极晶体管的发射极或集电极、或者二极管的负极或正极，而控制电极意味着器件中控制通过该器件的电流的元件，例如MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极。虽然器件在这里被解释为某种N沟道器件或P沟道器件、或者某种N型或P型掺杂区，但是本领域的普通技术人员应认识到，依照本发明，互补器件也是可能的。本领域技术人员应认识到，这里所使用的涉及电路工作的词“在……的期间、在……的时候和当……的时候”并不是表示一有启动行为就会马上发生行为的精确的术语，而是表示可能有一些小的但是合理的延迟，例如在由初始行为激起的反应之间的传播延迟。词“大约”或“实质上”的使用意指元件的值的参数被预期非常接近于规定值或位置。然而，如在本领域内众所周知的，总有较小的差异阻止值或位置确切地如规定的那样。在本领域中充分确定，直到至少百分之十(10％)(且对于半导体掺杂浓度直到百分之二十(20％))的差异是偏离确切地如所描述的理想目标的合理差异。

具体实施方式

图1示意性示出了电源系统10的一部分的实施方式，其包括电源控制器35的示例性实施方式。控制器35配置为形成表示控制器35外部的两种不同的工作条件的感测信号，上述两种不同的工作条件例如是控制器35的周围环境的过温条件和用于操作控制器35的输入电压的过电压条件。控制器35配置为在控制器35的单个输入上形成感测信号。在控制器35外部的齐纳二极管31和负温度系数(NTC)电阻器33帮助检测这两种条件。系统10在电压输入端子11和公共参考端子12之间接收功率，并在输出13和输出返回14之间提供输出电压。输出电压通常被调节到在目标值附近的值域内的期望值或目标值。例如，目标值可以是5V，值域可以是在5V左右加或减百分之五(5％)。系统10包括变压器16，变压器16具有初级绕组17、次级绕组18和辅助绕组19。为了调节输出电压的值，功率开关例如晶体管27用来控制流经绕组17和晶体管27的电流29的值。电流感测元件例如感测电阻器28用来形成表示电流29的电流感测(CS)信号。本领域技术人员应认识到，其它众所周知的电流感测元件可用来代替电阻器28。电流29确定了提供到负载的电流的量，负载包括电容器21和连接在输出13和返回14之间的负载15。

二极管20通常连同电容器21一起连接到绕组18以帮助形成在输出13和返回14之间的输出电压。反馈电路26提供表示输出电压的值的反馈(FB)信号。反馈电路26可以是多种众所周知的反馈电路中的任何一个，例如在变压器16的初级侧和次级侧与系统10之间提供隔离的光耦合器。辅助绕组19用于在节点25提供用于操作控制器35的辅助电压。二极管23、电容器24和电阻器22帮助从感应到绕组19中的电压和电流形成辅助电压。由绕组19、二极管23和电容器24形成的辅助绕组电路是众所周知的辅助绕组电源电路。