功率管及抗浪涌电路的制作方法

本申请涉及器件保护，具体而言，涉及一种功率管及抗浪涌电路。

背景技术：

1、在crm(critical conduction mode，临界导通模式)的led控制芯片中，通常由vin连接输入电压，cs连接led灯、电感等负载电压。当电感电流为峰值时，电感为led灯供电，高压功率mos管关闭；当电感电流为零时，高压功率mos管导通从而继续为led供电，同时电感储存能量，以保证led恒流工作。由于存在高压功率mos管，因此，也存在与其对应的寄生npn以及寄生电阻。

2、目前通常会设计分流的电解电容通路，外部电路和芯片内部的高压功率mos管之间的通路，以及外部电路和芯片内部的寄生npn形成的通路这三条电阻较小的通路，以这三条通路作为浪涌发生时的泄放通路。但是，当有浪涌经过时，由于功率管产生的寄生电阻的阻值较大，寄生npn形成的通路也会导通，导致泄放时通过芯片内部通路的浪涌较大，从而导致芯片被烧毁等不利情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种功率管及抗浪涌电路，以改善现有技术中存在的芯片内部通路的浪涌较大导致的芯片被烧毁的问题。

2、为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种功率管，所述功率管包括：多晶材料层和衬底有源区域；在预设方向上，所述多晶材料层设置在所述衬底有源区域的顶端；

3、所述多晶材料层与所述衬底有源区域连接，以将所述功率管的衬底金属线与所述衬底有源区域并联接地，形成第一电阻和第二电阻并联组成的寄生电阻。

4、在上述实现过程中，功率管的多晶材料层直接与衬底有源区域连接，以将功率管的衬底金属线与衬底有源区域并联接地，从而形成由两个电阻并联组成的寄生电阻，有效地减小了基于功率管形成的寄生电阻的阻值大小，从而减少因寄生电阻较大导致的寄生管的浪涌通路中的泄放浪涌，以对芯片内部的寄生管、寄生电阻等器件进行保护，减少器件过载工作被击穿、芯片被烧毁等不利情况。

5、可选地，所述功率管还包括：基于所述多晶材料层与所述衬底有源区域连接产生的寄生器件；

6、所述寄生器件与所述第一电阻和所述第二电阻并联；

7、其中，所述寄生器件用于对接收的输入电压进行滤波处理。

8、在上述实现过程中，由于多晶材料层直接与衬底有源区域连接的情况下，会产生相应的寄生器件，而本申请中产生的寄生器件能够与两个电阻进行并联，以形成相应的滤波器件对输入电压进行滤波处理，以提高电路的抗浪涌性能。

9、可选地，所述寄生器件包括：电容组件，所述电容组件用于与所述第一电阻和所述第二电阻形成滤波组件。

10、在上述实现过程中，现有的cmos设计规则中，为了减少由寄生器件导致的漏电等不利情况，不允许将多晶材料层直接与衬底有源区域连接。但是，本申请的功率管中，多晶材料层直接与衬底有源区域连接产生的寄生器件为电容组件，电容组件与两个电阻并联，能够形成进行滤波处理的滤波器件，以对输入电压进行相应地滤波处理，不会产生漏电等不利情况，且能够进一步地提高电路的抗浪涌性能。

11、可选地，其中，所述衬底有源区域包括p+active区域。

12、在上述实现过程中，衬底有源区域可以根据功率管的实际结构进行选择，例如，可以为p+active区域。

13、可选地，所述功率管还包括：金属连接层和源端有源区域；

14、所述金属连接层用于连接所述衬底有源区域和所述源端有源区域。

15、在上述实现过程中，功率管中还包括金属连接层和源端有源区域，以通过金属连接层对多个有源区域进行连接，实现功率管的相应功能。

16、可选地，其中，所述源端有源区域包括n+active区域。

17、在上述实现过程中，源端有源区域也可以根据功率管的实际结构进行选择，例如，可以为与衬底有源区域对应的n+active区域。

18、可选地，所述多晶材料层通过连接线与所述衬底有源区域连接。

19、在上述实现过程中，可以在衬底有源区域中连接多晶材料层中的连接线，以连接两个区域。

20、可选地，所述多晶材料层叠加在所述衬底有源区域上形成连接。

21、在上述实现过程中，由于在预设方向上，多晶材料层设置在衬底有源区域的顶端，因此，还可以直接将多晶材料层叠加在衬底有源区域上，以连接两个区域。

22、可选地，其中，所述第一电阻包括多晶材料电阻，所述第二电阻包括有源区域电阻。

23、在上述实现过程中，将多晶材料层与衬底有源区域进行连接后，功率管生成的寄生电阻为多晶材料层对应的多晶材料电阻以及衬底有源区域对应的有源区域电阻的并联电阻，以有效地减小寄生电阻的阻值大小。

24、第二方面，本申请实施例还提供了一种抗浪涌电路，所述抗浪涌电路包括：如第一方面中任一项所述的功率管、基于所述功率管形成的寄生管和寄生电阻；其中，基于所述寄生管和所述寄生电阻形成泄放浪涌的浪涌通路；

25、所述寄生管的基极和所述寄生电阻的第一端与所述功率管的衬底连接；所述寄生电阻的第二端接地；所述寄生电阻用于为所述寄生管提供基极低电位，所述寄生管用于基于所述基极低电位截止导通，以断开所述浪涌通路。

26、在上述实现过程中，在产生浪涌时，基于功率管生成的寄生电阻为阻值较小的并联电阻，因此，寄生电阻能够为寄生管提供较低的基极电位，能够使寄生管处于截止导通的状态，以提高浪涌通路的触发难度，使浪涌通路处于断路状态，从而使浪涌不通过浪涌通路进行泄放，以减少芯片内部泄放的浪涌，从而减少芯片被烧毁的不利情况，有效地保护芯片中的各个器件，提高了芯片使用时的安全性，延长了芯片的使用寿命，从而降低控制电路的修复、替换成本。

27、综上所述，本申请实施例提供了一种功率管及抗浪涌电路，对功率管的结构进行修改，能够有效地减小产生的寄生电阻的阻值，以减少芯片内部泄放的浪涌，从而减少芯片被烧毁的不利情况。

技术特征：

1.一种功率管，其特征在于，所述功率管包括：多晶材料层和衬底有源区域；在预设方向上，所述多晶材料层设置在所述衬底有源区域的顶端；

2.根据权利要求1所述的功率管，其特征在于，所述功率管还包括：基于所述多晶材料层与所述衬底有源区域连接产生的寄生器件；

3.根据权利要求2所述的功率管，其特征在于，所述寄生器件包括：电容组件，所述电容组件用于与所述第一电阻和所述第二电阻形成滤波组件。

4.根据权利要求1所述的功率管，其特征在于，其中，所述衬底有源区域包括p+active区域。

5.根据权利要求1所述的功率管，其特征在于，所述功率管还包括：金属连接层和源端有源区域；

6.根据权利要求5所述的功率管，其特征在于，其中，所述源端有源区域包括n+active区域。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的功率管，其特征在于，所述多晶材料层通过连接线与所述衬底有源区域连接。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的功率管，其特征在于，所述多晶材料层叠加在所述衬底有源区域上形成连接。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的功率管，其特征在于，其中，所述第一电阻包括多晶材料电阻，所述第二电阻包括有源区域电阻。

10.一种抗浪涌电路，其特征在于，所述抗浪涌电路包括：如权利要求1-9中任一项所述的功率管、基于所述功率管形成的寄生管和寄生电阻；其中，基于所述寄生管和所述寄生电阻形成泄放浪涌的浪涌通路；

技术总结
本申请提供一种功率管及抗浪涌电路，涉及器件保护技术领域。功率管包括：多晶材料层和衬底有源区域；在预设方向上，多晶材料层设置在衬底有源区域的顶端；多晶材料层与衬底有源区域连接，以将功率管的衬底金属线与衬底有源区域并联接地，形成第一电阻和第二电阻并联组成的寄生电阻。抗浪涌电路包括：功率管、基于功率管形成的寄生管和寄生电阻；其中，基于寄生管和寄生电阻形成泄放浪涌的浪涌通路；寄生管的基极和寄生电阻的第一端与功率管的衬底连接；寄生电阻的第二端接地；寄生电阻用于为寄生管提供基极低电位，寄生管用于基于基极低电位截止导通，以断开浪涌通路。通过对功率管的结构进行修改，能够有效地减小产生的寄生电阻的阻值。

技术研发人员：张文芳,钱娅,张攀
受保护的技术使用者：美芯晟科技（北京）股份有限公司
技术研发日：20230403
技术公布日：2024/1/13