专利名称：诊断电路及其方法
技术领域：
本发明一般涉及电子电路，更具体地说，涉及构成半导体装置和结构的方法。
背景技术：
在过去，使用各种不同的方法和电路帮助确定用于构成冗余的电源系统的电路的操作状态。多个功率整流器，例如用于实现或运算的二极管或被控制作为二极管操作的MOS功率晶体管，常被使用以使得多个电源能够向一个负载供电。在一些情况下，整流器发生故障，并且这种故障有时检测不到，直到需要整流器操作电源系统。以前的用于确定整流器的操作状态的测试电路一般只能确定在正向偏置操作方式下整流器的开路条件。当整流器在电源系统内被使用时，一般不能估计其它的故障状态。
发明内容
因而，需要具有一种测试电路，其能够在整流器的操作期间确定整流器的操作状态，并且能够在正向偏置方式下确定不同于开路条件的故障状态。
根据本发明，提供一种用于测试晶体管的诊断电路，包括正向偏置检测电路，可操作地耦连，以确定晶体管的正向偏置状态；以及第一电路，可操作地耦连，以形成代表晶体管的漏极-源极电压的第一信号，以形成代表晶体管的漏极电流的第二信号，以及响应地指示晶体管的导通电阻小于第一值。
图1示意地表示包括按照本发明的诊断电路的电源系统的一部分的示例的实施例；图2示意地表示包括按照本发明的诊断电路的一部分的示例的实施例的图1的电源系统的控制器的第一部分的实施例；图3示意地表示按照本发明图2的控制器的第二部分的实施例；图4是表示按照本发明图2的诊断电路的一些信号的状态的表；以及图5示意地表示包括按照本发明的图2和图3的诊断电路的半导体装置的放大的平面图。
具体实施例方式
为了使说明简明，在图中的元件不必按比例绘制，并且在不同的图中，相同的标号表示相同的元件。此外，为了简化说明，熟知的步骤和元件的描述和细节被省略。其中使用的电流承载电极指的是一个装置中输送电流通过该装置的元件，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，或者二极管的阴极或阳极，控制电极指的是装置中控制通过该装置的电流的元件，例如MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极。虽然这里按照某种N沟道或P沟道器件对装置进行解释，本领域的普通技术人员应当理解，按照本发明互补的器件也是可能的。本领域技术人员应当理解，这里使用的词“在......期间”、“当......时”、以及“在......时”不是精确地指一个动作在启动时便瞬间发生的术语，而是具有某个小的但是合理的延迟，例如在被启动操作启动的反应之间的传播延迟，图1示意地表示电源系统10的一部分的示例的实施例，其管理从多个电源例如电源11和12向负载13分配功率的任务。对于图1所示的示例的实施例，功率控制器16接收来自电源11的功率，并把功率提供给负载13，功率控制器17接收来自电源12的功率，并把功率提供给负载13。在大多数实施例中，控制器16和17中的每一个基本上是相同的。控制器16和17在功率输入端14从电源接收功率，并从功率输出端15向负载13提供功率。检测场效应晶体管(SenseFET)型的功率晶体管29连接在输入端14和输出端15之间，以便向输出端15供电。在一些实施例中，晶体管29可以在控制器16和17之一或二者的外部。可以使用在控制器16和17的外部的控制逻辑20提供帮助操作晶体管29的控制逻辑。外部电荷泵电路21一般被连接在控制器16和17中每个的外部，用于向控制器16和17提供操作电源。由电路21提供的电压通常大于由电源11和12提供的电压的值，以便于操作控制器16和17。控制器16和17中的每一个也可以包括内部调节器25、过压比较器26、极性比较器27、诊断电路或诊断部分32和晶体管驱动器28。内部调节器25一般使用由电路21提供的电压形成用于操作控制器16和17的内部操作电压。极性比较器27确定晶体管29的源极电压的极性，并产生一个驱动信号，用于如果晶体管29上的电压的极性是反向偏置电压则启动晶体管29。比较器27控制晶体管29使得其作为整流器工作。比较器26检测过电压，并且如果具有过电压或欠电压条件，则禁止操作驱动器28，因而禁止操作晶体管29。在一些实施例中，控制器16和17之一或两者还可以包括欠电压保护。在这种实施例中，功率晶体管可以在外部和控制器相连，并和晶体管29以背对背的结构串联。这种极性比较器、过电压比较器和内部调节器是本领域技术人员熟知的。
如本领域熟知的，由控制器16和17提供给负载13的电压一般具有稍微不同的值，因此只有控制器16和17中的一个正在向负载13供应负载电流。在控制器16、17之一故障或者电源11、12之一故障的情况下，另一个控制器和电源则向负载13供电。虽然只示出了两个电源和两个控制器，大多数系统使用两个以上的电源和控制器。在控制器16和17的操作期间，需要测试晶体管29，以确定该晶体管是否故障或者其导通电阻(Rdson)是否增加了。在一个实施例中，控制器16，包括晶体管29和诊断部分32被形成在半导体电路片上，该电路片被装配在用于该半导体电路片的封装内。
图2和图3一起示意地表示图1所示的诊断部分32的一部分的示例的实施例。
图4是表示在诊断部分32的操作期间诊断部分32的一些信号的状态的表。本说明参照图2、图3和图4进行。还示出了驱动器28、比较器27和晶体管29，以帮助说明诊断部分32。诊断部分32被配置用于检测晶体管29的短路、检测晶体管29是否正在正向或反向偏置操作方式下工作、检测晶体管29在正向和反向操作方式下的开路状态、以及测量在正向偏置操作方式下晶体管29的导通电阻(Rdson)。晶体管29一般是SenseFET型的功率晶体管。SenseFET型的晶体管通常被形成使得包括主晶体管部分和至少一个检测部分，或检测晶体管。SenseFET型的晶体管的一个例子在1985年11月12日公布的Robert Wrathall的美国专利号为4553084的专利中披露了，该专利通过引用被包括在此。SenseFET是Motorola公司的Schaumburg，Illinois的商标。在优选实施例中，晶体管29包括两个检测晶体管30和31，其中的每一个形成代表电流18的检测电流。如下面将要看出的，在正向偏置操作方式操作期间，大的电流可以流过晶体管29，使检测晶体管31和晶体管29的主晶体管成比例，以提供有助于容易地确定这种电流的值的检测电流。在反向偏置方式下，较小的电流可以通过晶体管29，使检测晶体管30和晶体管29的主晶体管成比例，以提供有助于容易地确定这种电流的值的检测电流。
诊断部分32包括反向偏置检测电路43，正向偏置检测电路54、测试控制电路100、逻辑电路70、比较器49、包括放大器50的闭环电流驱动电路、以及包括放大器39、放大器58、和比较器65的导通电阻(Rdson)电路。诊断部分32一般还包括在基准44的输出端45，46和47上形成3个基准电压的基准发生器或基准44。基准电压被诊断部分32的各个元件使用。本领域技术人员应当理解，使由调节器25(图1)接收的输入电压参考诊断部分32的内部电压返回基准。在图2和图3所示的示例的实施例中，使内部电压返回参考晶体管29的源极。诊断部分32内信号的地或地基准这个术语指的是内部地基准的电位，其基本上是施加于晶体管29的源极的电压。
控制电路100用于启动或使能诊断部分32，使得诊断部分32可以测试晶体管29。在系统10的操作期间，诊断部分32一般被禁止并被选择地选通以测试晶体管29。这使得诊断部分32的功率消耗最小。测试信号被加于诊断部分32的测试输入端109以测试晶体管29。电路100通常包括电容器102、晶体管101、104和106、二极管108、以及电阻103、105和107。当输入端109上的测试信号变低时，晶体管106被截止。截止晶体管106使得电阻105能够把晶体管104的栅极拉高，这启动晶体管104和101。晶体管101在操作诊断部分32的偏置输出111上提供偏置电流。来自输出111的偏置电流一般被连接到偏置源晶体管，其对诊断部分32的每个元件供电。因而，诊断部分的元件不接收功率，直到输入端109变低。除去启动晶体管104之外，禁止晶体管106还使得晶体管105能够把电路100的输出110上的启动信号拉高。这个高的启动信号迫使诊断部分32的两个输出85和86为高。当电路70的逻辑稳定时，使输出85和86为高形成一个已知的状态。如果在测试输入变低之后输出85和86不变高，则诊断部分32存在故障。启动晶体管104还使电容器102放电。在输入109上的测试信号变高之后，晶体管106被启动，这迫使输出110为低，借以使得门79和80的输出能够耦联到各自的输出85、86。启动晶体管106还禁止晶体管104，并使得电容器102能够开始充电。电容器102保持晶体管101被启动，以向诊断部分32提供偏置功率，直到电容器102被充电到一个足以禁止晶体管101的值为止。禁止晶体管101使得从诊断部分32除去偏置功率，借以禁止输出85和86，并阻止诊断部分32测试晶体管29。因而，测试信号变高允许诊断部分32在电容器102的充电确定的时间间隔内测试晶体管29。如可以看出的，测试控制电路100接收测试信号，并在一个时间间隔内启动诊断部分32，以测试晶体管29，并在输出85和86提供表示晶体管29的状态的控制信号，如图4的表所示。
逻辑电路70提供控制输出85和86的状态以指示晶体管29的状态的逻辑信号。如果在输入14和输出15之间施加的电压正向偏置晶体管29，并且晶体管29不处于短路或开路状态，则正向偏置电流18从电源11或12之一通过晶体管29流入负载13。如这里所使用的，被正向偏置和被反向偏置取决于晶体管29的体二极管的导通方式。正向偏置意味着体二极管被正向偏置，电流18可以从晶体管29的源极流入漏极，如图2的箭头所示。反向偏置意味着体二极管被反向偏置，负电流18可以从晶体管29的漏极流入源极。当电流18流经晶体管29时，也具有从晶体管29的漏极到源极的正向偏置的漏极-源极电压降(Vds)，如箭头所示。如果在输入14和输出15之间施加的电压反向偏置晶体管29，并且晶体管29不处于短路或开路条件，则负电流18从负载13通过晶体管29向电源11流动。对于反向偏置方式，漏极-源极电压降(Vds)是负的。
假定在输入14和输出15之间施加的电压反向偏置晶体管29，并且晶体管29不短路，则反向偏置检测电路43检测反向偏置条件。反向偏置检测电路43包括二极管37、比较器41和放大器38以及电阻35和36。放大器38在同相输入端通过电阻33接收晶体管29的漏极电压，在反相输入端通过电阻35接收源极电压。放大器38放大在晶体管29的漏极电压和源极电压之间的差(Vds)，因此在放大器38的输出上的信号是正信号。选择电阻35和36的值以对放大器38提供一个增益，该增益足以确保对于反向偏置的值Vds，放大器38的输出大于由比较器41接收的基准电压。因而，当晶体管29被反向偏置时比较器41的输出以及逻辑电路70的输入82为高。反向偏置Vds的值通常比正向偏置的值大得多，一般大1V。在优选实施例中，来自基准44的输出45的基准电压的值大约0.1V，放大器38的增益大约为10。对于晶体管29的反向偏置状态，正向偏置检测电路54的输出是低的。正向偏置检测电路54包括比较器61和放大器39以及电阻34和40。放大器39在反相输入端通过电阻33和34接收晶体管29的漏极电压，并在同相输入端接收源极电压。放大器39放大漏极电压和源极电压之间的差(Vds)，因此在放大器39的输出上的信号是正信号，其代表Vds。选择电阻34和40的值以对放大器39提供一个增益，该增益足以确保对于正向偏置的值Vds，放大器39的输出大于由比较器61接收的基准电压。Vds的反向偏置的值迫使放大器39的输出为低。来自放大器39的低输出迫使比较器61的输出和电路70的输入83为低。如图4的表所示，输入82上的高和输入83上的低表示晶体管29正在反向偏置操作方式下工作。
如果晶体管29被反向偏置，则诊断部分32启动晶体管29，以引起一个小的反向电流值18通过晶体管29流动以测试晶体管29。闭环电流驱动电路的放大器50用于提供门驱动信号，该信号略微启动晶体管29以形成电流18的反向值。比较器41的输出被用作启动信号，用于响应由比较器41检测的反向偏置方式启动放大器50。比较器41的输出还选择地转换驱动器28，以使用从放大器50接收的输入代替从比较器27接收的输入。因为比较器41的输出为高，放大器50被启动，驱动器28使用来自放大器50的信号驱动晶体管29。闭环电流驱动电路被配置用于启动晶体管29，并把电流18的值调节到一个小的值，该值仅仅足以确定晶体管29的操作状态，但是足够低以不干扰系统10(图1)的操作。例如，电流18的负的值可被调节到大约100毫安到500毫安的值。电阻51接收来自检测晶体管30的结果的检测电流，并形成在放大器50的反相输入端被接收的电阻51上的正电压。放大器50的同相输入端接收基准电压，以调节电流18的值到大约100毫安。在优选实施例中，基准信号是大约100毫伏的电压。来自放大器50的驱动信号的值应当大约是晶体管29的阈值电压的值，一般在正常的反向偏置操作时为2V到3V。比较器49比较来自放大器50的驱动信号的值和基准电压。施加于比较器49的基准电压的值被选择大于来自放大器50的正常驱动信号的值，使得比较器49的输出以及电路70的输入81对于在反向偏置方式下晶体管29的正常操作为低。如图4的真值表所示，在反向偏置操作方式下晶体管29的正常操作状态由输入81上的低、输入82上的高和输入83上的低表示。输入84的状态是不确定的，对于电路70的逻辑是一个不必介意的条件。注意，来自输入81的高迫使门77的输出为低。来自输入82的高迫使门76的输出为低，以及来自输入81的低迫使门75的输出为高。来自输入83的低迫使门74的输出为低。这样，具有在门79和80的每一个的输入上的高，用于迫使相应的输出为高和低(见图4的表)。
放大器50和比较器49还用于检测在反向偏置方式下晶体管29的开路状态。如果晶体管29开路，则没有电流通过晶体管29，因而，没有来自晶体管30的检测电流，电阻51把放大器50的反相输入端基本上拉到地。因此，放大器50驱动其输出为高，比晶体管29的阈值电压高得多。比较器49接收来自放大器50的高，这迫使比较器49的输出以及电路70的输入81为高。在优选实施例中，在比较器49的同相输入端接收的基准电压的值被设置为接近放大器50的输出的最大值，以便检测来自放大器50的高电压和晶体管29的开路状态。再次参见图4的真值表，在反向偏置操作方式下晶体管29的开路状态由在输入81和82上的高和在输入83上的低表示。输入84的状态是不确定的，对于电路70的逻辑，其是一个不必介意的条件。来自输入81的高迫使门75的输出为低。来自输入82的高迫使门76的输出为低，以及来自输入81的高迫使门77的输出为高。来自输入83的低迫使门74的输出为低。这样，具有在门79的输入而不在门80的输入上的高，以及二者的输出均为高(见图4的表)。
如果在输入14和输出15之间施加的电压正向偏置晶体管29，并且如果晶体管29未开路，则正向偏置检测电路54检测到正向偏置操作方式。在正向偏置方式下，正向偏置检测电路54的输出为高，反向偏置检测电路43的输出为低。放大器39放大晶体管29的Vds。在正向偏置方式下，Vds通常大约小于1V，放大器39的输出大于由比较器61接收的基准电压的值。因而，比较器61的输出和电路70的输入83为高。相反地，正向偏置迫使电路43的输出为低。因为晶体管29的漏极处于比源极低的电压，放大器38饱和，其输出基本上为地电位。来自放大器38的低迫使比较器41的输出和电路70的输入为低。此外，来自比较器41的低禁止放大器50，以阻止诊断部分32驱动晶体管29，还切换驱动器28，以使用比较器27的输出驱动晶体管29。当放大器50被禁止时，放大器50和比较器49的输出的值是不确定的，但电路70忽略比较器49的这个状态。如图4的表所示，在输入82上的低和输入83上的高表示晶体管29正在正向偏置操作方式下工作。
如果在晶体管29正在正向偏置操作方式下工作并且没有短路时启动诊断部分32，则使用包括比较器65和放大器39、58的Rdson电路以检测晶体管29的导通电阻的值。诊断部分32被配置用于检测导通电阻的值，并检测该值是否增加而超过导通电阻值的上限。一般地说，导通电阻具有一个所需的值，该值在设计使用晶体管29的电路时被使用。本领域熟知，导通电阻的值在所需值附近的一个目标范围内可能发生一些改变，但是仍然能够用于所述电路。只要导通电阻的值保持足够低而处于目标范围内，导通电阻和晶体管29通常被确定为是好的或可用的。如果导通电阻增加而超过目标范围的上限，则晶体管29便不能像所需的那样高效地工作，因而可能必须更换。诊断部分32测试晶体管29的导通电阻，并确定导通电阻的值是否在所需的目标范围内，或者确定导通电阻的值是否已经增加而超过导通电阻的上限。在正常操作中，随着Id值的增加，Vds的值也增加。导通电阻通常由Vds除以Id被确定(Rdson＝Vds/Id)。因为实现一个除法电路是困难而昂贵的，Rdson电路使用Vds和Id之间的比例关系确定Rdson。
放大器58在节点59形成一个代表Id的信号，放大器39形成一个代表Vds的信号，诊断部分32使用这些信号测试Rdson。在正向偏置状态下，流经晶体管29的电流18产生一个检测电流，其从地经过电阻55并经过晶体管31流动。检测电流在电阻55上形成正的检测电压，其代表Id。放大器58的同相输入端接地(检测电压的最正侧)，而放大器58的反相输入端通过电阻56接收检测电压的负侧。电阻56和57设置放大器58的增益，并帮助设置节点59上的信号的值。放大器39在反相输入端通过电阻33和34接收晶体管29的漏极电压，在同相输入端接收源极电压，并响应地在输出端形成代表Vds的信号。在优选实施例中，选择放大器39和58的增益，使得对于给定的在目标范围内的Rdson的值，来自放大器39的Vds代表信号略低于在节点59上的Id代表信号。在所述给定的Rdson值下这两个信号之间的比帮助形成在节点59上的信号和来自放大器39的信号的值之间的恒定的差值或比例。该比例形成允许Rdson在晶体管29的操作期间改变的Rdson值的操作范围。只要晶体管29的Rdson保持在这些值的操作范围内，使得两个代表信号的比(Vds/Id)在Vds和Id的操作范围内保持小于1，则Id保持大于Vds，所述的比便小于1，并且比较器65的输出将为高。如果Rdson的值增加超过由该比值确定的Rdson的上限，则该比值变得大于1，比较器61变低，以指示高的Rdson值。
例如，假定晶体管29的Rdson大约为0.1欧姆，并且在大约1V的Vds下电流18大约为10安培。如果放大器39具有大约为1.8的增益，则比较器65的同相输入端接收大约1.8V。如果检测晶体管31具有大约为1000∶1的比，则检测电流大约为10毫安。如果电阻55大约为1000欧姆，则在电阻55两端的检测电压大约是100毫伏。如果放大器58具有大约为20的增益，则在节点59上的电压大约为2V。2.0V和1.8V的信号的比小于1(1.8/2.0＜1)，因而放大器39的输出小于放大器58的输出，该信号迫使比较器65的输出为高。如果在晶体管29的操作期间Rdson增加，只要该增加保持这个比例不等式成立，放大器58的输出便保持小于放大器39的输出，比较器65便保持为高，表示Rdson保持小于Rdson的上限。由此公式可见，只要Vds和Id相互跟踪，例如在晶体管29的操作范围内，每个都改变类似的量，Rdson被保持小于其上限。再次参见图2和图3，如果Rdson处于由放大器58和39的输出的比值确定的范围内，即小于Rdson的上限，并且晶体管29被正向偏置，则电路70的输入83为高，输入82为低，表示正向偏置方式，并且输入84为高，表示Rdson具有好的值或状态。输入81是不确定的，但是对于电路70的逻辑，这是不必介意的。再次参看图4的真值表，来自输入82的低迫使门75和77的输出为低。输入83和84的高迫使门74的输出为高，门76的输出为低，从而迫使两个门79和80的输出为低(见图4的表)。
如果晶体管29处于正向偏置方式，并具有开路状态，则比较器65的输出为低。如果晶体管29开路，则没有电流流经电阻55，因而放大器58的输出为低。节点59上的低迫使比较器55的输出为低。如果晶体管29开路，则漏极电压接近于对负载13施加的电压，源极电压处于较高的电压，因而，Vds为正，放大器39的输出处于放大器39的正常操作范围内，并大于由比较器61接收的基准电压。来自放大器39的信号迫使比较器61的输出和电路70的相应的输入83为高。放大器50的输出以及比较器49的输出保持为不确定的。再次参看图4的真值表，输入82的低迫使门75和77的输出为低。来自输入83的高和来自输入84的低迫使门74为低，门76为高，从而迫使两个门79和80的输出为高(见图4的真值表)。
如果晶体管29短路，则漏极电压近似等于源极电压，而和施加于输入14和输出15的外部电压无关。近似相等的漏极和源极电压迫使放大器38和39的输出基本上为地电位。来自放大器38和39的低迫使各个比较器41和61的输出以及电路70的相应的输入82和83为低。如果晶体管29短路，则没有来自检测晶体管31的检测电流，因而，电阻55上没有电压。比较器49和65的输出的状态是不确定的，对于电路70，这是一个不必介意的条件。注意，来自输入82的低迫使门77的输出为低，反相器72的输出为高，门75的输出为低，而来自输出83的低迫使门74的输出为低，反相器71和门76的输出为低。因而门79和80的输入都为低，从而迫使各自的输出为低和高(见图4的表)。
为了帮助诊断部分32的这个操作，输入109被共同连接于晶体管106的栅极、电阻107的第一端以及二极管108的阴极。电阻107的第二端被共同连接于电阻105的第一端、电阻103的第一端以及晶体管101的源极。晶体管101的漏极被连接于偏置输出111。晶体管101的栅极被共同连接于电容器102的第一端、电阻103的第二端以及晶体管104的漏极。晶体管104的栅极被共同连接于输出110、门78的第一输入、门73的第一输入、电阻105的第二端以及晶体管106的漏极。晶体管106的源极被共同连接于二极管108的阳极、晶体管104的源极、电容器102的第二端和输入87。输入87被共同连接于晶体管29的源极、诊断部分32的内部地、电阻55的第一端以及放大器58的同相输入端。电阻55的第二端被共同连接于晶体管31的源极、输入89、以及电阻56的第一端。电阻56的第二端被共同连接于放大器58的反相输入端和电阻57的第一端。电阻57的第二端被共同连接于放大器58的输出、节点59和比较器65的同相输入端。比较器65的输出被连接于电路70的输入84。比较器61的反相输入端被连接于基准44的输出46。电容器61的输出被连接于逻辑电路70的输入83。比较器65的反相输入端被连接于放大器39的输出，比较器61的同相输入端、和电阻40的第一端。电阻40的第二端被共同连接于放大器39的反相输入端和电阻34的第一端。放大器39的同相输入端连接于输入87。电阻34的第二端被共同连接于电阻33的第一端、放大器38的同相输入端和二极管37的阳极。电阻33的第二端连接于输入94和晶体管29的漏极。二极管37的阴极被共同连接于输入87和电阻35的第一端。电阻35的第二端被共同连接于放大器38的反相输入端和电阻36的第一端。电阻36的第二端连接于放大器38的输出和比较器41的同相输入端。比较器41的反相输入端连接于基准44的输出45。比较器41的输出被共同连接于电路70的输入82，放大器50的启动输入、输出93、以及驱动器28的启动输入。输入88连接于电阻51的第一端和放大器50的反相输入端。电阻51的第二端连接于输入87。放大器50的同相输入端连接于基准44的输出45。放大器50的输出连接于输出92和比较器49的同相输入端。比较器49的反相输入端连接于基准44的输出47。比较器49的输出连接于电路70的输入81。电路70的输入81连接于门75的第一输入和门77的第一输入。输入82被共同连接于反相器72的第一输入、门76的第一输入和门77的第二输入。反相器72的输出连接于门75的第二输入和门74的第一输入。输入83被共同连接于门74的第二输入和反相器71的第一输入。反相器71的输出连接于门76的第二输入。输入84被共同连接于门74的第三输入和门76的第三输入。门74的输出连接于门80的第一输入。门75的输出连接于门80的第二输入和门79的第一输入。门76的输出连接于门79的第二输入。门77的输出连接于门79的第三输入。门79的输出连接于门78的第二输入，门78具有连接于输出85的输出。门80的输出连接于具有连接于输出86的输出的门73的第二输入。
在一个实施例中，控制器16作为集成电路被形成在半导体衬底上，诊断部分32和晶体管29在所述半导体衬底上。
图5示意地表示被形成在半导体片121上的半导体装置或集成电路120的实施例的一部分的放大的平面图。包括晶体管29的控制器16和诊断部分32被形成在电路片121上。电路片121还可以包括其它的电路，为了使该图简明，其中未示出这些电路。在一些实施例中，晶体管29可被从电路片121和集成电路120中省略。利用本领域技术人员熟知的半导体制造技术，控制器16和集成电路120被形成在电路片121上。
由上述的所有内容看来，显然，本发明披露了一种新的装置和方法。除其它特征之外还包括配置晶体管测试电路，用于在对晶体管的漏极和源极加电的情况下测试晶体管的导通电阻。还包括配置所述晶体管测试电路，用于使用晶体管的漏极-源极电压和漏极电流确定导通电阻是否大于第二值。在由外部电源对晶体管供电时测试导通电阻便于测试晶体管的导通电阻而不用从操作电路中除去该晶体管，从而降低系统成本。
虽然通过优选实施例说明了本发明的主题，显然，对于半导体领域的技术人员，可以作出许多替换和改变。例如，所述的晶体管29具有两个检测晶体管，虽然在一些实施例中可能只使用一个。此外，放大器58的输出可以和基准电压比较以确定晶体管29的短路状态。此外，为清楚起见，全文使用了“连接”一词，不过设想其和“耦连”一词具有相同的含意。因而，“连接”应当被解释为包括直接连接或间接连接。
权利要求
1.一种用于测试晶体管的诊断电路，包括正向偏置检测电路，可操作地耦连，以确定晶体管的正向偏置状态；以及第一电路，可操作地耦连，以形成代表晶体管的漏极-源极电压的第一信号，以形成代表晶体管的漏极电流的第二信号，以及响应地指示晶体管的导通电阻小于第一值。
2.如权利要求1所述的诊断电路，其中正向偏置检测电路被配置为接收晶体管的漏极-源极电压，并响应地形成指示晶体管的正向偏置状态的第三信号。
3.如权利要求1所述的诊断电路，其中所述第一电路被配置为比较第二信号和第一信号，并响应地形成具有指示导通电阻大于第一值的值的第三信号。
4.一种用于形成诊断电路的方法，包括配置所述诊断电路以在由诊断电路外部的电源对晶体管的漏极和源极供电时，测试晶体管的导通电阻。
5.如权利要求4所述的方法，其中配置诊断电路以测试晶体管的导通电阻包括配置诊断电路，以确定晶体管的正向偏置条件，并响应所述正向偏置条件，响应地测试晶体管的导通电阻。
6.如权利要求4所述的方法，其中配置诊断电路以测试晶体管的导通电阻包括在公共的半导体片上形成诊断电路和晶体管。
7.如权利要求4所述的方法，还包括配置诊断电路以确定晶体管的反向偏置状态，并响应地形成指示所述反向偏置状态的控制信号。
8.如权利要求4所述的方法，还包括配置诊断电路以确定晶体管的短路状态，并响应地形成指示所述短路状态的控制信号状态。
9.一种形成诊断电路的方法，包括配置诊断电路以在由诊断电路外部的电源对晶体管的漏极或源极中的至少一个供电时，在正向偏置方式和反向偏置方式两种方式下测试晶体管。
10.如权利要求9所述的方法，还包括配置诊断电路以在正向偏置方式和反向偏置方式两种方式下测试晶体管的开路条件并测试晶体管的短路条件。
全文摘要
本发明涉及诊断电路及其方法，其中具体公开了一种用于测试晶体管的诊断电路，包括正向偏置检测电路，可操作地耦连，以确定晶体管的正向偏置状态；以及第一电路，可操作地耦连，以形成代表晶体管的漏极－源极电压的第一信号，以形成代表晶体管的漏极电流的第二信号，以及响应地指示晶体管的导通电阻小于第一值。在一个实施例中，使用诊断电路测试晶体管的导通电阻。
文档编号G01R27/02GK1967273SQ20061014298
公开日2007年5月23日 申请日期2006年10月26日 优先权日2005年11月14日
发明者阿兰·R·巴尔 申请人:半导体元件工业有限责任公司