[发明专利]一种集成可调热敏电阻的自反馈线性恒流器

说明书

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，涉及恒流驱动技术。

背景技术

恒流器是一种能向负载提供恒定电流的装置，它在外界电源产生波动和阻抗特性发生变化时仍能使输出电流保持恒定，它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点，又可以作为有源负载，以提高放大倍数。恒流器已有近50年的发展历史，从早期的电真空器件稳流管，发展成半导体恒流二极管、恒流三极管，现已进入集成恒流器（包括三端可调恒流器、四端可调恒流器、高压恒流器、恒流型集成温度传感器）全面发展的新时期。

半导体恒流器大体分为以下三种类型：

（1）晶体管恒流器，这类恒流器以三极管为主要组成器件,利用了三极管集电极电压变化对电流影响小的特点,并在电路中采用电流负反馈来提高输出电流的恒定性。但是由于三极管参数受温度变化影响较大，大多还要采用温度补偿措施或增强电流负反馈的深度来进一步稳定输出电流。

（2）场效应管恒流器，其基本电路与晶体管恒流器类似。场效应管恒流器较之晶体管恒流器，结构简单、受温度影响较小；无需辅助电源是一个纯两端网络，可以非常方便地应用在电路中。

（3）集成运放恒流器，由集成运放构成的恒流器具有稳定性更好，恒流性能更高的优点。但是也有结构复杂、成本较高的缺点。

以上三种恒流器件各有特点，在实际使用中要按照产品的设计要求来合理选用相应的恒流器。

恒流器的基本要求是输出电流恒定和电流温度稳定性好。

发明内容

本发明提供一种集成可调热敏电阻的自反馈线性恒流器，该恒流器由一个结型场效应晶体管JFET和一个热敏电阻构成，具有集成度高、输出电流稳定、输电流大小可调的优点。热敏电阻一端与JFET源极相连，另一端与JFET的栅极相连。可调热敏电阻可以通过激光等方式调节阻值得到不同大小的输出电流，在同一批次中得到不同类型产品。热敏电阻为正温度系数，正常工作的情况下，温度增加，电阻增大，降低输出电流，保护了所应用系统的可靠性。

本发明技术方案如下：

一种集成可调热敏电阻的自反馈线性恒流器，如图2所示，包括P+衬底2、P+衬底2正面的N-外延层3和P+衬底2背面的金属化阴极1；N-外延层3中的具有彼此之间相互独立的N-阱区5、P+环4和P+电阻阱区9，其中P+环4包围着N-阱区5和P+电阻阱区9；N-阱区5中的具有彼此之间相互独立的N+源区8、N+漏区6和P+栅区7；P+环4和P+栅区7通过第三金属电极15相连接，N+漏区6表面与第一金属电极13相连；P+电阻阱区9中具有可调热敏电阻10，可调热敏电阻10的一端与N+源区8之间通过第二金属电极14相连接，可调热敏电阻10的另一端与P+栅区7之间通过第三金属电极15相连接；N-外延层3表面覆盖有氧化层12。

上述集成可调热敏电阻的自反馈线性恒流器的等效电路如图1（a）所示，包括一个N沟道结型场效应晶体管JFET和一个可调热敏电阻。所述N沟道结型场效应晶体管JFET由N-阱区5中的N+源区8、N+漏区6和P+栅区7构成。可调热敏电阻的一端与结型场效应晶体管JFET的源极S（N+源区8）相连，另一端与结型场效应晶体管JFET的栅极G（P+栅区7）相连。器件使用时，负载L连接于电源Vin的负极与结型场效应晶体管JFET的栅极G之间；电源Vin的正极与结型场效应晶体管JFET的漏极D相连。