电流检测电路、半导体器件和半导体系统的制作方法

文档序号:22435842发布日期:2020-10-02 10:27阅读:178来源:国知局
电流检测电路、半导体器件和半导体系统的制作方法

相关申请的交叉引用

于2019年3月25日提交的日本专利申请号2019-055993的公开内容,包括其说明书、附图和摘要,通过引用以整体并入本文。

本公开涉及电流检测电路、半导体器件和半导体系统,例如,适用于改进电流感测准确度的电流检测电路、半导体器件和半导体系统。



背景技术:

车辆配备有电子控制单元,该电子控制单元用于控制向螺线管阀的电流供应,以用于控制离合器的打开和关闭。电子控制单元通过控制向螺线管阀的电流供应,来控制离合器的打开和关闭,从而在车辆的起步、停止和换挡时将引擎的驱动力传递至变速器。此处,电子控制单元需要通过准确地控制提供给螺线管阀的电流,来准确地打开和关闭离合器。

因此,电子控制单元被提供有电流检测电路,以用于检测从螺线管驱动器输出的电流的值是否指示正常值。当然,在该电流检测电路中,需要以高准确度来检测电流。

作为具有高电流检测准确度的电流检测电路,使用分流电阻器来检测流过驱动器的电流的电流检测电路是已知的。然而,在分流电阻器方法的电流检测电路中,存在电路尺寸增大的问题。特别地,当多个螺线管驱动器需要安装在一个芯片上时,多个分流电阻器电流检测电路被提供在一个芯片上,并且因此芯片尺寸变得非常大。

下面列出了已公开的技术。

[专利文献1]美国专利公开号6,377,034

专利文献1公开了针对这些问题的解决方案。专利文献1中所公开的电流检测电路通过使用感测晶体管来检测在驱动器(晶体管)中流动的电流,与在驱动器(晶体管)中流动的电流成比例的电流在感测晶体管中流动。结果,与分流电阻器型电流检测电路的电路尺寸相比,该电流检测电路可以抑制电路尺寸的增加。



技术实现要素:

附带地,专利文献1中所公开的电流检测电路包括放大器和电压控制晶体管,以使得驱动器的源极电压和感测晶体管的源极电压相等。放大器将感测晶体管的源极电压与接地电压之间的电势差放大。电压控制晶体管提供在感测晶体管的源极与检测电流输出端子之间,并且基于该放大器的输出电压来控制在源极和漏极之间流动的电流。

然而,在专利文献1的配置中,当感测晶体管处于关断状态时,流过电压控制晶体管的电流减小到0a附近,使得由放大器和电压控制晶体管构成的环路的增益减小,并且通过该环路的反馈变得无效。结果,电压控制晶体管未完全被关断,使得关断状态的感测晶体管的源极电压呈现与0v电压不同的电压。即,关断状态的驱动器的源极-漏极电压与关断状态的感测晶体管的源极-漏极电压彼此不同。

这里,当关断状态的驱动器的源极-漏极电压、以及关断状态的感测晶体管的源极-漏极电压具有不同的值时,由漏电流引起的驱动器和感测晶体管的劣化程度不同。结果,在专利文献1的配置中,在驱动器中与在接通状态的感测晶体管中流动的电流的比率发生波动,使得在驱动器中流动的电流不能准确地检测。根据本说明书的描述和附图,其他目的和新颖特征将变得显而易见。

解决问题的方式

根据一个实施例,电流检测电路包括:第一感测晶体管,第一电源的电压被供应给第一感测晶体管以及第一驱动晶体管,第一驱动晶体管提供在第一电源与外部输出端子之间,负载连接到该外部输出端子,第一感测电流流过第一感测晶体管,第一感测电流与流过第一驱动晶体管的电流成比例;第一放大器,将外部输出端子与第一感测晶体管的输出第一感测电流的输出端子的电压的电势差放大;第一电压控制晶体管,被提供与第一感测晶体管在第一感测晶体管的输出端子处串联,第一放大器的输出电压被施加到第一电压控制晶体管的栅极;第一电压控制晶体管,被提供在外部输出端子与第一感测晶体管的输出端子之间,当第一驱动晶体管关断时,第一电压控制晶体管接通;以及第一开关,当第一驱动晶体管接通时,第一开关关断,其中该电流检测电路输出第一感测电流作为检测电流。

根据一个实施例,电流检测电路包括:第一感测晶体管,外部输出端子的电压被供应给第一感测晶体管、以及第一驱动晶体管或第二驱动晶体管,第一驱动晶体管被提供在第一电源与外部输出端子之间,负载连接到外部输出端子,第二驱动晶体管被提供在外部输出端子和第二电源之间,并且第一感测电流与流过第一驱动晶体管的电流成比例地流动;第一放大器,用于将第一电源的电压与用于输出第一感测电流的第一感测晶体管的输出端子的电压的电势差放大;第一电压控制晶体管,被提供与第一感测晶体管在第一感测晶体管的输出端子侧串联,并且具有栅极,第一放大器的输出电压被施加到该栅极;以及第一电压控制晶体管,被提供在第一电源和第一感测晶体管的输出端子之间,其中当第一驱动晶体管关断时,第一开关接通,而当第一驱动晶体管接通时,第一开关关断。电流检测电路输出第一感测电流作为检测电流。

根据一个实施例,电流检测电路包括:第一感测晶体管、第一放大器、第一电压控制晶体管、第二感测晶体管、第二放大器、第二电压控制晶体管、镜像晶体管、选择电路和包括多个开关的开关组。当操作模式是高侧驱动模式时,电流检测电路将开关组导通/截止。因此,第一感测晶体管、与第一驱动晶体管一起用第一电源的电压来供应,并且与流过第一驱动晶体管的电流成比例的第一感测电流流动,第一驱动晶体管被提供在第一电源和外部输出端子之间,负载连接到外部输出端子。第一放大器被配置为将外部输出端子的电压与用于输出第一感测电流的第一感测晶体管的输出端子的电压之间的电势差放大。第一电压控制晶体管被提供与第一感测晶体管在第一感测晶体管的输出端子处串联,并且被配置为使得第一放大器的输出电压被施加到第一电压控制晶体管的栅极。第一开关被提供在外部输出端子与第一感测晶体管的输出端子之间,第一开关是开关组的一部分。是开关组的一部分的第一开关被配置为在第一驱动晶体管关断时接通,并且在第一驱动晶体管接通时关断。第二感测晶体管,与第二驱动晶体管一起用外部输出端子的电压来供应,第二驱动晶体管以与第一驱动晶体管互补的方式接通和关断,第二驱动晶体管被提供在外部输出端子与第二电源之间。第二感测晶体管被配置为使得第二感测电流流动,第二感测电流与流过第二驱动晶体管的电流成比例。第二放大器被配置为将第二电源的电压与第二感测晶体管的输出第二感测电流的输出端子的电压之间的电势差放大。第二电压控制晶体管被提供在第二感测晶体管的输出端子处与第二感测晶体管串联。第二电压控制晶体管被配置为使得第二放大器的输出电压被施加到第二电压控制晶体管的栅极。第二开关被提供在第二电源与第二感测晶体管的输出端子之间,并且被配置为在第二驱动晶体管关断时接通,在第二驱动晶体管接通时关断,第二开关是开关组的一部分。镜像晶体管被配置为将利用第二感测晶体管而流动的第二感测电流镜像到第二电压控制晶体管。选择电路被配置为选择性地输出第一感测电流和通过镜像晶体管而被镜像的第二感测电流作为检测电流。当操作模式为低侧驱动模式时,电流检测电路将开关组导通/截止。因此,第一感测晶体管与第一驱动晶体管一起用外部输出端子的电压来供应,并且与流过第一驱动晶体管的电压成比例的第一感测电流流动。第一放大器被配置为将第一电源的电压与第一感测晶体管的输出第一感测电流的输出端子的电压之间的电势差放大。第一电压控制晶体管被提供与第一感测晶体管在第一感测晶体管的输出端子侧串联。第一电压控制晶体管被配置为使得第一放大器的输出电压被施加到栅极。第一开关被提供在第一电源和第一感测晶体管的输出端子之间,并且被配置为在第一驱动晶体管关断时接通,并且在第一驱动晶体管接通时关断。第二感测晶体管被供应有第二电源的电压以及第二驱动晶体管的电压,并且第二感测电流流过第二感测晶体管,第二感测电流与流过第二驱动晶体管的电流成比例。第二放大器被配置为将外部输出端子的电压与用于输出第二感测电流的第二感测晶体管的输出端子的电压的电势差放大。第二电压控制晶体管被提供与第二感测晶体管在第二感测晶体管的输出端子处串联,并且被配置为使得第二放大器的输出电压施加到栅极。第二开关被提供在外部输出端子与第二感测晶体管的输出端子之间。第二开关被配置为在第二驱动晶体管关断时接通,并且在第二驱动晶体管接通时关断。镜像晶体管被配置为将利用第二感测晶体管而流动的第二感测电流镜像到第二电压控制晶体管。选择电路被配置为选择性地输出第一感测电流和通过镜像晶体管而被镜像的第二感测电流作为检测电流。

[发明的效果]

电流检测电路、半导体器件和系统能够被提供,其适用于改进电流感测准确度。

附图说明

图1是在其上安装有根据第一实施例的电子控制单元的车辆的外部视图。

图2是示出图1所示的电子控制单元的示例性配置的框图。

图3是示出图2所示的电子控制单元1的具体配置示例的图。

图4是示出根据第一实施例的电流检测电路的具体配置示例的图。

图5是示出图4所示的电流检测电路的操作的时序图。

图6是用于解释当高侧驱动器接通时,图4所示的电流检测电路的电流流动的图。

图7是用于解释当低侧驱动器接通时,图4所示的电流检测电路的电流流动的图。

图8是示出根据先于实现第一实施例的电流检测电路的概念的具体配置的图。

图9是用于解释当高侧驱动器接通时,图8所示的电流检测电路的电流流动的图。

图10是用于解释当低侧驱动器接通时,图8所示的电流检测电路的电流流动的图。

图11是晶体管的示意性截面视图,用于解释由漏电流引起的晶体管劣化。

图12是示出了在其中即使当发生关断状态退化时,增益退化也不会发生的驱动晶体管和感测晶体管的配置示例的图。

图13是示出在其中当发生关断状态退化时,增益退化发生的驱动晶体管和感测晶体管的配置示例的图。

图14是示出图12所示的配置示例的输入电流和电流检测误差的图。

图15是示出图13所示的配置示例的输入电流和电流检测误差的图。

图16是示出根据第二实施例的电流检测电路的具体配置示例的图。

图17是示出图16所示的电流检测电路的操作的时序图。

图18是用于解释当高侧驱动器接通时,图16所示的电流检测电路的电流流动的图。

图19是用于解释当低侧驱动器接通时,图16所示的电流检测电路的电流流动的图。

图20是用于解释当高侧驱动器接通时,根据先于第二实施例的电流检测电路的概念的电流的流动的图。

图21是用于解释当低侧驱动器接通时,根据先于第二实施例的电流检测电路的概念电流的流动的图。

图22是示出根据第三实施例的电流检测电路的具体配置示例的图。

图23是用于解释当高侧驱动器接通时,图22所示的电流检测电路的电流流动的图。

图24是用于解释当低侧驱动器接通时,图22所示的电流检测电路的电流流动的图。

图25是示出根据第四实施例的电流检测电路的具体配置示例的图。

图26是用于解释当高侧驱动器接通时,图25所示的电流检测电路的电流流动的图。

图27是用于解释当低侧驱动器接通时,图25所示的电流检测电路的电流流动的图。

图28是示出根据第五实施例的电流检测电路的具体配置示例的图。

图29是用于解释当高侧驱动器在高侧驱动的时候被接通时,图28所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图30是用于解释当低侧驱动器在高侧驱动的时候被接通时,图28所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图31是用于解释当高侧驱动器在低侧驱动的时候被接通时,图28所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图32是用于解释当低侧驱动器在低侧驱动的时候被接通时,图28所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图33是示出根据比较示例的电流检测电路的配置示例的图。

图34是用于解释当高侧驱动器在高侧驱动的时候被接通时,图33所示的电流检测电路的电流流动的图。

图35是用于解释当低侧驱动器在高侧驱动的时候被接通时,图33所示的电流检测电路的电流流动的图。

图36是用于解释当高侧驱动器在低侧驱动的时候被接通时,图33所示的电流检测电路的电流流动的图。

图37是用于解释当低侧驱动器在低侧驱动的时候被接通时,图33所示的电流检测电路的电流流动的图。

图38是图示根据第六实施例的电流检测电路的具体配置的图。

图39a和图39b是用于解释死区区域中的改进的图。

图40是用于解释当高侧驱动器在高侧驱动的时候被接通时,图38所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图41是用于解释当低侧驱动器在高侧驱动的时候被接通时,图38所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图42是用于解释当高侧驱动器在低侧驱动的时候被接通时,图38所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

图43是用于解释当低侧驱动器在低侧驱动的时候被接通时,图38所示的电流检测电路的各组件的连接关系和电流流动的图。

具体实施方式

出于解释的清楚的目的,以下描述和附图被适当地省略和简化。此外,在附图中作为用于执行各种过程的功能块来描述的元件可以被配置为cpu(中央处理单元)、存储器以及依据硬件的其他电路,并且可以通过被加载到存储器中的依据软件的程序来实现。因此,本领域技术人员可以理解,这些功能块可以通过单独的硬件、单独的软件或它们的组合以各种形式来实现,并且本发明不限于它们中的任一种。在附图中,相同的元素由相同的附图标记表示,并且根据需要省略其重复描述。

而且,上述程序可以使用各种类型的非暂态计算机可读介质来存储,并且被提供给计算机。非暂态计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂态计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如,软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如,磁光盘)、cd-rom(只读存储器、cd-r、cd-r/w、固态存储器(例如,掩模rom、prom(可编程rom)、eprom(可擦除prom、闪存rom、ram(随机存取存储器))。程序也可以通过各种类型的暂态计算机可读介质提供给计算机。暂态计算机可读介质的示例包括电信号、光学信号和电磁波。暂态计算机可读介质可以经由诸如电线和光纤的有线或无线通信路径向计算机提供程序。

<第一实施例>图1是在其上安装有根据第一实施例的电子控制单元(ecu;electroniccontrolunit)的车辆的外部视图。

如图1所示,例如,引擎2、离合器3、变速器4、差速齿轮5、轮胎6、螺线管阀(负载)7和电子控制单元1安装在车辆上。

例如,电子控制单元1控制向螺线管阀7的电流供应。螺线管阀7通过电感器等将从螺线管驱动器提供的电流转换为电磁力,然后使用电磁力来控制离合器3的打开和关闭。因此,在车辆的起步、停止和换挡时,引擎2的驱动力到变速器4的传输被控制。变速器4将引擎2的驱动力改变为与运行条件相对应的旋转速度和扭矩,并且然后将扭矩传输至差速齿轮5来使轮胎6旋转。

图2是示出电子控制单元1的示例性配置的框图。如图2所示,电子控制单元1包括螺线管驱动器11、电流检测电路12和控制单元13。

螺线管驱动器11向螺线管阀7输出电流。电流检测电路12检测从螺线管驱动器11输出的电流的值。控制电路13例如是mcu(微控制单元)并且基于由电流检测电路12检测的电流的值,通过控制脉冲信号(例如,其是控制信号)的占空比来控制螺线管驱动器11的输出电流,使得螺线管驱动器11的输出电流的值落入在正常值内。

这里,电子控制单元1需要通过准确地控制供应到螺线管阀7的电流来准确地打开和关闭离合器3。因此,电流检测电路12需要以高准确度来检测电流。

图3是示出图2所示的电子控制单元1的具体配置的图。如图3所示,在电子控制单元1中,螺线管驱动器11包括驱动晶体管mn1和驱动晶体管mn2,并且电流检测电路12包括感测晶体管tr11、感测晶体管tr21和电流监控器121。

驱动晶体管mn1例如是具有高耐受电压的n沟道mos晶体管,并且用作螺线管驱动器11的高侧驱动器。具体地,驱动晶体管mn1在电压供应端子和外部输出端子out之间被提供,电池电压vbat供应给电压供应端子(以下称为电压供应端子vbat),作为负载的螺线管阀7连接到外部输出端子out,并且驱动晶体管mn1基于来自控制电路13的作为控制信号的脉冲信号s1而被导通/截止。

驱动晶体管mn2例如是具有高耐受电压的n沟道mos晶体管并且用作螺线管驱动器11的低侧驱动器。具体地,驱动晶体管mn2在外部输出端子out与参考电压端子(在下文中被称为参考电压端子gnd)之间提供,并且基于脉冲信号s2而被导通/截止,诸如接地电压的参考电压gnd被供应给参考电压端子,脉冲信号s2是来自控制电路13的控制信号。

螺线管阀7具有电感器l1,并且将从螺线管驱动器11供应的电流转换为电磁力。螺线管阀7通过使用电磁力来控制液压,从而控制离合器3的打开和关闭。

在图3的实施例中,螺线管阀7,其是负载,被提供在电子控制单元1的外部输出端子out与参考电压gnd之间。因此,在图3的情况下,作为高侧驱动器的驱动晶体管mn1用于驱动螺线管阀7,并且作为低侧驱动器的驱动晶体管mn2用作螺线管阀7的再生电流路径。在下文中,高侧驱动器(驱动晶体管mn1)用于驱动负载(螺线管阀7)的事实也被称为高侧驱动。

螺线管阀7可以被提供在电子控制单元1的外部输出端子out与电池电压vbat的电压源之间。在这种情况下,作为低侧驱动器的驱动晶体管mn2用于驱动螺线管阀7,并且作为高侧驱动器的驱动晶体管mn1用作螺线管阀7的再生电流路径。在下文中,低侧驱动器(驱动晶体管mn2)用于驱动负载(螺线管阀7)的事实也被称为低侧驱动。

例如,首先,驱动晶体管mn1接通并且驱动晶体管mn2关断。结果,电流从电压供应端子vbat经由驱动晶体管mn1流到螺线管阀7的电感器l1。此时,电流能量存储在电感器l1中。此后,驱动晶体管mn1关断,并且驱动晶体管mn2接通。结果,从电压供应端子vbat通过驱动晶体管mn1流到螺线管阀7的电感器l1的电流被切断。电感器l1释放所存储的电流能量,以试图维持之前流动的电流的电流值。结果,电流从参考电压端子gnd经由驱动晶体管mn2流到螺线管阀7的电感器l1。该操作被重复。

类似于驱动晶体管mn1,感测晶体管tr11由具有高耐受电压的n沟道mos晶体管形成。例如,感测晶体管tr11的晶体管尺寸是驱动晶体管mn1的晶体管尺寸的1/1000倍。

具体地,在感测晶体管tr11中,漏极连接到电压供应端子vbat,源极连接到电流监控器121,并且脉冲信号s1被供应到栅极。因此,与在驱动晶体管mn1的源极和漏极之间流动的电流成比例(即,该电流的1/1000倍)的电流在感测晶体管tr11的源极-漏极之间流动。

类似于驱动晶体管mn2,感测晶体管tr21由具有高耐受电压的n沟道mos晶体管形成。例如,感测晶体管tr21的晶体管尺寸是驱动晶体管mn2的晶体管尺寸的1/1000倍。

具体地,在感测晶体管tr21中,漏极连接到外部输出端子out,源极连接到电流监控器121,并且脉冲信号s2被供应给栅极。因此,与在驱动晶体管mn2的源极和漏极之间流动的电流成比例(即,该电流的1/1000倍)的电流在感测晶体管tr21的源极-漏极之间流动。

电流监控器121分别监控流过感测晶体管tr11和tr21的电流。由电流监控器121进行的监控结果被输出,作为通过电流检测电路12检测的结果。

控制电路13使用脉冲信号s1和s2交替地驱动驱动晶体管mn1和mn2。这里,控制电路13基于由电流检测电路12检测到的结果来控制脉冲信号s1和s2的占空比。结果,驱动晶体管mn1和mn2的驱动时段可以用高准确度来调整。结果,例如,在其中安装有电子控制单元1的车辆中,在切换变速器4中的齿轮时候的振动可以被抑制,使得可以实现具有较少振动的舒适的乘坐舒适性。

<<发明人预先进行的研究>>在详细描述上述电子控制单元1上安装的电流检测电路12之前,首先,将描述本发明人已经预先研究过的电流检测电路52。

<<电流检测电路52的配置>>图8是示出根据先于第一实施例的电流检测电路52的概念的配置示例的图。图8也示出了作为驱动电路的螺线管驱动器11、以及作为负载电路的螺线管阀7。在图8中,螺线管阀7的高侧驱动由螺线管驱动器11来执行。

电流检测电路52包括感测晶体管tr11和tr21、晶体管(电压控制晶体管)tr12和tr22、晶体管(镜像晶体管)tr23、运算放大器amp1和amp2以及开关sw1和sw2。在电流检测电路52的构成元件之中,电流监控器121由除了感测晶体管tr11和tr21以外的构成元件构成。开关sw1和sw2构成选择电路。

这里,将描述晶体管tr12、tr22和tr23是p沟道mos晶体管的情况。如上所述,晶体管tr11、tr21分别是类似于驱动晶体管mn1和mn2的具有高耐受电压的n沟道mos晶体管。

感测晶体管tr11被提供在电压供应端子vbat与节点n11之间,并且基于脉冲信号s1而导通/截止。运算放大器amp1将驱动晶体管mn1的源极电压(外部输出端子out的电压)与感测晶体管tr11的源极电压(节点n11的电压)之间的电势差放大。晶体管tr12被提供在节点n11与开关sw1之间,并且基于运算放大器amp1的输出电压来控制源极和漏极之间流动的电流。结果,驱动晶体管mn1的源极电压和感测晶体管tr11的源极电压(节点n11的电压)被维持在基本相同的值。电池电压vbat分别提供给驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的漏极。结果,流过驱动晶体管mn1的电流与流过感测晶体管tr11(和晶体管tr12)的电流的比率保持恒定(例如,1000:1)。

感测晶体管tr21被提供在外部输出端子out与节点n12之间,并且基于脉冲信号s2导通和截止。运算放大器amp2将驱动晶体管mn2的源极电压(参考电压gnd)与感测晶体管tr21的源极电压(节点n12的电压)之间的电势差放大。晶体管tr22在电源电压端子与节点n12之间提供,并且基于运算放大器amp2的输出电压来控制源极和漏极之间流动的电流,电源电压vdd被供应给电源电压端子(下文中被称为电源电压端子vdd)。结果,驱动晶体管mn2的源极电压和感测晶体管tr21的源极电压(节点n12的电压)被维持在基本相同的值。这里,外部输出端子out的电压被提供给驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21的相应漏极。结果,流过驱动晶体管mn2的电流与流过感测晶体管tr21(和晶体管tr22)的电流的比率保持恒定(例如,1000:1)。

晶体管tr23被提供在电源电压端子vdd与开关sw2之间,并且连同晶体管tr22一起是基于运算放大器amp2的输出电压来控制在源极与漏极之间流动的电流。在该实施例中,与流过晶体管tr22的电流相同的电流流过晶体管tr23。即,晶体管tr23对流过晶体管tr22的电流进行镜像并且输出镜像电流。

开关sw1和sw2构成选择电路,并且选择性地输出在感测晶体管tr11中流动的电流和在感测晶体管tr21中流动的电流(更详细地,通过对感测晶体管tr21中流动的电流进行镜像而获得的电流)作为电流检测电路52的检测电流iin。开关sw1和sw2相应地根据驱动晶体管mn1和mn2的导通和截止,而互补地导通和截止。

图9是用于解释驱动晶体管mn1接通时,电流检测电路52的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。如图9所示,当驱动晶体管mn1接通并且驱动晶体管mn2关断时,开关sw1接通且开关sw2关断。结果,流过晶体管tr11、tr12的电流与流过驱动晶体管mn1的电流成比例,流过晶体管tr11、tr12的电流通过开关sw1被输出作为电流检测电路52的检测电流iin。

图10是用于解释当驱动晶体管mn2接通时,电流检测电路52的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。如图10所示,当驱动晶体管mn1关断并且驱动晶体管mn2接通时,开关sw1关断并且开关sw2接通。结果,晶体管tr21和tr22中流动的电流与驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,晶体管tr21和tr22中流动的电流通过晶体管tr23而进行镜像,并且经由开关sw2输出作为电流检测电路52的检测电流iin。

然而,在电流检测电路52的配置中,由于关断状态的驱动晶体管mn2的源极-漏极电压与关断状态的感测晶体管tr21的源极-漏极电压不同,因此驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的由漏电流引起的劣化程度不同。结果,在电流检测电路52的配置中,流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21的电流的比率从恒定值(例如,1000:1)变化,并且因此不能准确地检测流过驱动晶体管mn2的电流。类似地,在电流检测电路52的配置中,由于流过接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的电流的比率从恒定值(例如,1000:1)变化,因此不能准确地检测流过驱动晶体管mn1的电流。在下文中,将给出关于该问题的具体描述。

图11是晶体管的示意截面图,用于解释由漏电流引起的晶体管的劣化的。图11示出了n沟道mos晶体管的示意截面图。

如图11所示,在关断状态的n沟道mos晶体管中主要生成四个漏电流。首先,第一漏电流i1从构成源电极的一个n型扩散区域到p阱而生成。第二漏电流i2从p阱到n区域而生成,该n区域形成在形成漏电极的另一n型扩散区域上。第三漏电流i3从栅电极通过栅极氧化膜到n区域而生成。第四漏电流i4从n区域到构成漏电极的另一n型扩散区域而生成。

在此,第四漏电流i4通过漏极和源极之间的强电场而加速,从而生成热载流子。热载流子在n区域和栅极氧化膜之间的界面处被俘获。结果,n沟道mos晶体管的接通电阻增加。即,n沟道mos晶体管的特性劣化。例如,这种性质退化也被称为关断状态退化。

图12是示出在其中即使在发生关断状态退化时,增益退化也不会发生的驱动晶体管和感测晶体管的示例性配置的图。图13是示出在其中在发生关断状态退化时,增益退化发生的驱动晶体管和感测晶体管的示例性配置的图。图14是示出图12所示的示例性配置中的输入电流与电流检测误差之间的关系的图。图15是示出在图13中所示的示例性配置中输入电流与电流检测误差之间的关系的图。

首先,在图12的配置中,关断状态的驱动晶体管和感测晶体管的每个源极-漏极电压具有相同的值。结果,当发生关断状态退化时,驱动晶体管和感测晶体管中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管和感测晶体管中的每一项的电流的比率被维持在恒定值(例如,1000:1)(见图14)。结果,在图12的配置中,流过驱动晶体管的电流能够以高准确度来检测。

另一方面,在图13的配置中,关断状态的驱动晶体管和感测晶体管中的每一项的源极-漏极电压不同。结果,当发生关断状态退化时,驱动晶体管和感测晶体管的退化程度彼此不同,使得流过接通状态的驱动晶体管和感测晶体管中的每一项的电流的比率从恒定值改变(如图15所示)。结果,在图13的配置中,流过驱动晶体管的电流不能被准确地检测。

这里,在电流检测电路52的配置中,当驱动晶体管mn2关断时,感测晶体管tr21关断,并且流过晶体管tr22的电流减小到0a附近,使得由晶体管tr22和运算放大器amp2构成的环路的增益减小且通过环路的反馈变得无效。结果,晶体管tr22没有完全关断,使得关断状态的感测晶体管tr21的源极电压高于电压0v。即,关断状态的驱动晶体管mn2的源极-漏极电压与关断状态的感测晶体管tr21的源极-漏极电压彼此不同。

在电流检测电路52的配置中,当驱动晶体管mn1关断时,由晶体管tr12构成的反馈环路和由运算放大器amp1构成的反馈环路在感测晶体管tr11的源极电压下降到接近0v的电压之前不操作。因此,关断状态的感测晶体管tr11的源极电压高于电压0v。即,关断状态的驱动晶体管mn1的源极-漏极电压与关断状态的感测晶体管tr11的源极-漏极电压彼此不同。

因此,在电流检测电路52的配置中,流过驱动晶体管mn1和mn2的电流不能使用感测晶体管tr11和tr21来准确地检测。

因此,本发明的发明人发现了一种电流检测电路、半导体器件和半导体系统,其即使在关断状态退化发生时,也能够准确地检测流过驱动晶体管mn1和mn2的电流。

<<根据第一实施例的电流检测电路12的示例性配置>>图4是示出根据第一实施例的电流检测电路12的示例性配置的图。图4也示出了作为驱动电路的螺线管驱动器11、以及作为负载电路的螺线管阀7。在图4中,螺线管阀7的高侧驱动由螺线管驱动器11来执行。

如图4所示,与电流检测电路52相比,电流检测电路12还包括开关sw3和sw4。开关sw3被提供在驱动晶体管mn1的源极(外部输出端子out)与感测晶体管tr11的源极(节点n11)之间。开关sw4被提供在驱动晶体管mn2的源极(参考电压端子gnd)和感测晶体管tr21的源极(节点n12)之间。开关sw3和sw4相应地根据驱动晶体管mn1和mn2的接通和关断状态的切换,而被来互补地接通和关断。

由于电流检测电路12的配置的剩余部分与电流检测电路52的配置相同,因此其解释被省略。

<<时序图>>图5是示出电流检测电路12的操作的时序图。在图5中,首先,由于脉冲信号s1指示l电平、并且脉冲信号s2指示h电平,驱动晶体管mn1关断并且驱动晶体管mn2接通。结果,螺线管阀7的再生电流流过通过接通状态(时间t10至t11)的驱动晶体管mn2的电流路径。

此时,为了检测流过接通状态的驱动晶体管mn2的电流,开关sw4被控制为关断。另一方面,为了使得关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极短路,开关sw3被控制为接通。开关sw1被控制为关断,而开关sw2被控制为接通。

此后,当脉冲信号s2从h电平切换到l电平时,驱动晶体管mn2响应于脉冲信号s2而从接通状态切换到关断状态(时间t11)。此时,为了将处于关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的源极短路,开关sw4从关断切换为接通(时间t11)。开关sw2从接通切换为关断(时间t11)。

此后,当脉冲信号s1从l电平切换为h电平时,驱动晶体管mn1的栅极-源极电压vgs开始上升(时间t12)。当驱动晶体管mn1的栅极-源极电压vgs达到阈值电压时,电流流过驱动晶体管mn1,使得外部输出端子out的电压vo开始上升。由于在电压vo上升的同时流过驱动晶体管mn1的电流恒定,所以驱动晶体管mn1的栅极-源极电压vgs基本恒定。在此期间的栅极-源极电压vgs被称为平台电压(plateauvoltage)。在此,直到电压vo达到电池电压vbat之前,未完全接通的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一个的源极需要被短路,所以开关sw3保持接通。

此后,当电压vo达到电池电压vbat并且驱动晶体管mn1的栅极-源极电压vgs变得高于平台电压时,开关sw3从接通切换到关断(时间t13)。结果,处于接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极的短路被释放。开关sw1从关断切换到接通(时间t13)。

此后,当脉冲信号s1从h电平切换到l电平时,驱动晶体管mn1的栅极-源极电压vgs开始减小(时间t14)。因此,电压vo开始减小。此时,为了将处于关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极短路,开关sw3从关断切换为接通(时间t14)。开关sw1从接通切换为关断(时间t14)。

此后,当脉冲信号s2从l电平切换到h电平时,响应于脉冲信号s2,驱动晶体管mn2从关断状态切换到接通状态(时间t15)。此时,开关sw4从接通切换为关断(时间t15)。结果,处于接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的源极的短路被释放。开关sw2从关断切换到接通(时间t15)。

接下来,参考图6和图7,将更详细地描述在相应的操作模式中的电流检测电路12的电流的流动以及开关sw3和sw4的切换状态。

图6是用于解释当驱动晶体管mn1接通时,电流检测电路12的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。

如图6所示,当驱动晶体管mn1接通并且驱动晶体管mn2关断时,开关sw1接通并且开关sw2关断。结果,流过晶体管tr11、tr12的电流与流过驱动晶体管mn1的电流成比例,流过晶体管tr11、tr12的电流通过开关sw1输出作为电流检测电路12的检测电流iin。

此时,开关sw3关断并且开关sw4接通。结果,关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的源极被短路。这里,外部输出端子out的电压被供应给驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极。因此,处于关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的源极-漏极电压呈现相同的值。结果,当发生关断状态退化时,驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的电流的比率被维持在恒定值(例如,1000:1)。因此,电流检测电路12可以通过使用感测晶体管tr21来准确地检测流过驱动晶体管mn2的电流。

图7是用于解释当驱动晶体管mn2接通时,电流检测电路12的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。

如图7所示,当驱动晶体管mn1关断并且驱动晶体管mn2接通时,开关sw1关断并且开关sw2接通。结果,晶体管tr21、tr22中流动的电流与驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,晶体管tr21、tr22中流动的电流通过晶体管tr23进行镜像,并且经由开关sw2输出作为电流检测电路12的检测电流iin。

此时,开关sw3接通并且开关sw4关断。结果,关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极被短路。电池电压vbat分别被供应给驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的漏极。因此,关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极-漏极电压呈现相同的值。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的电流的比率被维持在恒定值(例如,1000:1)。因此,电流检测电路12可以使用感测晶体管tr11准确地检测流过驱动晶体管mn1的电流。

例如,当螺线管驱动器11的操作停止时,驱动晶体管mn1和mn2均关断,使得开关sw3和sw4均接通。在这种情况下,即使当发生关断状态退化时,驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的劣化程度相同,并且驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21的劣化程度相同。因此,电流检测电路12可以抑制流过驱动晶体管mn1和mn2的电流的检测准确度的劣化。

如上所述,根据本实施例的电流检测电路12包括开关sw3和开关sw4,开关sw3用于将关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极短路,并且开关sw4用于将驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21的中的每一项的源极短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的电流的比率被维持在恒定值。类似地,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的电流的比率被维持在恒定值。因此,应用于本实施例的电流检测电路12可以通过使用感测晶体管tr11和tr21来准确地检测流动在驱动晶体管mn1和mn2中的电流。

在本实施例中,电流检测电路12检测流过驱动晶体管mn1和mn2的电流,但是本发明不限于此。电流检测电路12可以适当地改变为这样的配置,其用于仅检测在驱动晶体管mn1和mn2中的一个驱动晶体管中流动的电流。

<第二实施例>图16是示出根据第二实施例的电流检测电路22的示例性配置的图。图16也示出了作为驱动电路的螺线管驱动器11、以及作为负载电路的螺线管阀7。在图16中,螺线管驱动器11执行螺线管阀7的低侧驱动。

如图16所示,类似于电流检测电路12,电流检测电路22包括感测晶体管tr11、tr21、晶体管(电压控制晶体管)tr12、tr22、晶体管(镜像晶体管)tr23、运算放大器amp1和amp2以及开关sw1至sw4。然而,电流检测电路22和电流检测电路12在电路的连接关系上彼此不同。在下文中,将给出具体描述。

感测晶体管tr11被提供在外部输出端子out与节点n11之间,并且基于脉冲信号s1接通/关断。运算放大器amp1将驱动晶体管mn1的漏极电压(电池电压vbat)与感测晶体管tr11的漏极电压(节点n11的电压)之间的电势差放大。晶体管tr12被提供在节点n11与开关sw1之间,并且基于运算放大器amp1的输出电压来控制流动在源极和漏极之间的电流。结果,驱动晶体管mn1的漏极电压和感测晶体管tr11的漏极电压(节点n11的电压)被维持在基本相同的值处。这里,外部输出端子out的电压被供应给驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极。因此,流过驱动晶体管mn1的电流与流过感测晶体管tr11(和晶体管tr12)的电流的比率保持恒定(例如,1000:1)。

感测晶体管tr21被提供在参考电压端子gnd与节点n12之间,并且基于脉冲信号s2接通和关断。运算放大器amp2将驱动晶体管mn2的漏极电压(外部输出端子out的电压)与感测晶体管tr21的漏极电压(节点n12的电压)之间的电势差放大。晶体管tr22被提供在电源电压端子vdd与节点n12之间,并且基于运算放大器amp2的输出电压来控制在源极与漏极之间流动的电流。结果,驱动晶体管mn2的漏极电压和感测晶体管tr21的漏极电压被维持在基本相同的值处。参考电压gnd被供应给驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21的源极电压。因此,流过驱动晶体管mn2的电流与流过感测晶体管tr21(和晶体管tr22)的电流的比率保持恒定(例如,1000:1)。

晶体管tr23被提供在电源电压端子vdd与开关sw2之间,并且与晶体管tr22一起是基于运算放大器amp2的输出电压来控制在源极与漏极之间流动的电流。在本实施例中,与流过晶体管tr22的电流相同的电流流过晶体管tr23。即,晶体管tr23对流过晶体管tr22的电流进行镜像,并且输出经镜像的电流。

开关sw1和sw2构成选择电路,并且选择性地输出在感测晶体管tr11中流动的电流以及在感测晶体管tr21中流动的电流(更详细地,通过对感测晶体管tr21中流动的电流进行镜像而获得的电流)作为电流检测电路22的检测电流iin。开关sw1和sw2相应地根据驱动晶体管mn1和mn2的接通和关断,而互补地接通和关断。

开关sw3在驱动晶体管mn1的漏极(电压供应端子vbat)与感测晶体管tr11的漏极(节点n11)之间提供。开关sw4在驱动晶体管mn2的漏极(外部输出端子out)与感测晶体管tr21的漏极(节点n12)之间提供。开关sw3和sw4分别根据驱动晶体管mn1和mn2的接通和关断状态的切换而互补地接通和关断。

<<时序图>>图17是示出电流检测电路22的操作的时序图。在图17的情况中,首先,由于脉冲信号s1指示h电平、并且脉冲信号s2指示l电平,驱动晶体管mn1接通并且驱动晶体管mn2关断。结果,螺线管阀7的再生电流流过通过接通状态(时间t20至t21)的驱动晶体管mn1的电流路径。

此时,为了检测流过接通状态的驱动晶体管mn1的电流,开关sw3被控制为关断。另一方面,为了将关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极短路,开关sw4被控制为接通。开关sw1被控制为接通,并且开关sw2被控制为关断。

此后,当脉冲信号s1从h电平切换到l电平时,响应于脉冲信号s1,驱动晶体管mn1从接通状态切换到关断状态(时间t21)。此时,为了将处于关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的漏极短路,开关sw3从关断切换为接通(时间t21)。开关sw1从接通切换为关断(时间t21)。

此后,当脉冲信号s2从l电平切换为h电平时,驱动晶体管mn2的栅极-源极电压vgs开始上升(时间t22)。当驱动晶体管mn2的栅极-源极电压vgs达到阈值电压时,电流流过驱动晶体管mn2,使得外部输出端子out的电压vo开始下降。由于在电压vo减小的同时流过驱动晶体管mn2的电流恒定,所以驱动晶体管mn2的栅极-源极电压vgs基本上恒定。在此期间的栅极-源极电压vgs被称为平台电压。在此,直到电压vo达到参考电压gnd之前,没有被完全接通的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极都需要被短路,所以开关sw4保持接通。

此后,当电压vo达到参考电压gnd、并且驱动晶体管mn2的栅极-源极电压vgs变得高于平台电压时,开关sw4从接通切换到关断(时间t23)。结果,处于接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极的短路被释放。开关sw2从关断切换到接通(时间t23)。

此后,当脉冲信号s2从h电平切换到l电平时,驱动晶体管mn2的栅极-源极电压vgs开始减小(时间t24)。结果,电压vo开始上升。此时,为了将处于关断的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极短路,开关sw4从关断切换到接通(时间t24)。开关sw2从接通切换为关断(时间t24)。

此后,当脉冲信号s1从l电平切换到h电平时,驱动晶体管mn1从关断切换到接通(时间t25)。此时,开关sw3从接通切换为关断(时间t25)。结果,处于接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的漏极的短路被释放。开关sw1从关断切换到接通(时间t25)。

接下来,将参考图18和图19更详细地描述在相应的操作模式中的电流检测电路22的电流流动、以及开关sw3和sw4的切换状态。

图18是用于解释当驱动晶体管mn1接通时,电流检测电路22的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。

如图18所示,当驱动晶体管mn1接通、并且驱动晶体管mn2关断时,开关sw1接通并且开关sw2关断。结果,流过晶体管tr11、tr12的电流与流过驱动晶体管mn1的电流成比例,流过晶体管tr11、tr12的电流通过开关sw1输出作为电流检测电路22的检测电流iin。

此时,开关sw3关断并且开关sw4接通。结果,关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极被短路。这里,参考电压gnd被供应给驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的源极。因此,关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的源极-漏极电压呈现相同的值。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的电流的比率被维持在恒定值(例如,1000:1)。因此,电流检测电路22可以通过使用感测晶体管tr21来准确地检测流过驱动晶体管mn2的电流。

图19是用于解释当驱动晶体管mn2接通时,电流检测电路22的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。

如图19所示,当驱动晶体管mn1关断并且驱动晶体管mn2接通时,开关sw1关断并且开关sw2接通。结果,在晶体管tr21、tr22中流动的电流与在驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,在晶体管tr21、tr22中流动的电流通过晶体管tr23进行镜像,并且经由开关sw2输出作为电流检测电路22的检测电流iin。

此时,开关sw3接通并且开关sw4关断。结果,关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的漏极被短路。这里,外部输出端子out的电压被供应给驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极。因此,关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的源极-漏极电压呈现相同的值。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的电流的比率保持在恒定值(例如,1000:1)。因此,电流检测电路22可以使用感测晶体管tr11准确地检测流过驱动晶体管mn1的电流。

例如,当螺线管驱动器11的操作停止时,驱动晶体管mn1和mn2均关断,使得开关sw3和sw4均接通。在这种情况下,当发生关断状态退化时,驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11的劣化程度相同,并且驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21的劣化程度相同。因此,电流检测电路22可以抑制对流过驱动晶体管mn1和mn2的电流的检测的准确度的劣化。

如上所述,根据本实施例的电流检测电路22包括开关sw3和开关sw4,开关sw3用于将关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的漏极短路,并且开关sw4用于将关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的漏极短路。结果,与电流检测电路12类似,本实施例中的电流检测电路22可以通过使用感测晶体管tr11和tr21,来准确地检测流过驱动晶体管mn1和mn2的电流。

在本实施例中,电流检测电路22检测流过驱动晶体管mn1和mn2的电流,但是本发明不限于此。电流检测电路22可以适当地改变为这样的配置,该配置用于仅检测在驱动晶体管mn1和mn2中的一个驱动晶体管中流动的电流。

<<根据比较示例的电流检测电路62>>参考图20和图21,将描述根据电流检测电路22的比较示例的电流检测电路62。与电流检测电路22相比,电流检测电路62不包括开关sw3和sw4。

图20是用于解释当驱动晶体管mn1接通时,电流检测电路62的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。如图20所示,当驱动晶体管mn1接通并且驱动晶体管mn2关断时,开关sw1接通并且开关sw2关断。结果,流过晶体管tr11、tr12的电流与流过驱动晶体管mn1的电流成比例,流过晶体管tr11、tr12的电流通过开关sw1输出作为电流检测电路52的检测电流iin。

然而,在此时的电流检测电路62的配置中,当驱动晶体管mn2关断时,感测晶体管tr21关断,并且流过晶体管tr22的电流减小到0a附近,使得由晶体管tr22和运算放大器amp2构成的环路的增益降低,并且环路的反馈变得无效。结果,晶体管tr22没有完全关断,使得关断状态的感测晶体管tr21的漏极电压增加到电源电压vdd附近。这里,当电源电压vdd呈现与电池电压vbat相等的值时,由于感测晶体管tr21的漏极电压到达电池电压vbat附近需要花费时间,所以在该时段期间,关断状态的驱动晶体管mn2的源极-漏极电压、以及关断状态的感测晶体管tr21的源极-漏极电压呈现出不同的值。

结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的退化程度不同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21中的每一项的电流的比率从恒定值开始变化。

图21是用于解释当驱动晶体管mn2接通时,电流检测电路62的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。如图21所示,当驱动晶体管mn1关断、并且驱动晶体管mn2接通时,开关sw1关断并且开关sw2接通。结果,在晶体管tr21、tr22中流动的电流与在驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,在晶体管tr21、tr22中流动的电流通过晶体管tr23而被镜像,并且经由开关sw2输出作为电流检测电路52的检测电流iin。

然而,在此时的电流检测电路62的配置中,当驱动晶体管mn1关断时,感测晶体管tr11关断,并且流过晶体管tr12的电流减小到0a附近,使得由晶体管tr12和运算放大器amp1构成的环路的增益降低,并且通过该环路的反馈变得无效。结果,晶体管tr12没有完全关断,使得关断状态的感测晶体管tr11的漏极电压变得小于电池电压vbat。即,关断状态的驱动晶体管mn1的源极-漏极电压、以及关断状态的感测晶体管tr11的源极-漏极电压彼此不同。

结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的退化程度不同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11中的每一项的电流的比率从恒定值变化。

因此,电流检测电路62不能使用感测晶体管tr11和tr21来准确地检测流过驱动晶体管mn1和mn2的电流。另一方面,根据本实施例的电流检测电路22可以通过提供开关sw3和sw4来解决在电流检测电路62中发生的问题。

<第三实施例>图22是图示根据第三实施例的电流检测电路12a的具体配置的图。图22也示出了作为驱动电路的螺线管驱动器11、以及作为负载电路的螺线管阀7。在图22中,通过螺线管驱动器11的螺线管阀7的高侧驱动被执行。

与电流检测电路12相比,电流检测电路12a还包括开关电路sw5。开关电路sw5被配置为当驱动晶体管mn1关断时,将外部输出端子out和感测晶体管tr11的源极与运算放大器amp1的两个输入端子断开连接。

具体地,开关电路sw5包括开关sw51至sw56。开关sw51被提供在运算放大器amp1的反相端子与感测晶体管tr11的源极之间。开关sw52被提供在运算放大器amp1的非反相端子与驱动晶体管mn1的源极(外部输出端子out)之间。开关sw53被提供在运算放大器amp1的反相端子与晶体管tr12的源极之间。开关sw54被提供在晶体管tr12的源极与感测晶体管tr11的源极之间。开关sw55被提供在晶体管tr12的源极与电压供应端子vbat之间。开关sw56被提供在运算放大器amp1的非反相端子与电压供应端子vbat之间。

图23是用于解释当驱动晶体管mn1接通时,电流检测电路12a的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。

如图23所示,当驱动晶体管mn1接通、并且驱动晶体管mn2关断时,开关sw1接通并且开关sw2关断。此时,开关sw51、sw52和sw54接通,并且开关sw53、sw55和sw56关断。因此,驱动晶体管mn1的源极(外部输出端子out)连接到运算放大器amp1的非反相端子,并且感测晶体管tr11的源极连接到运算放大器amp1的反相端子。结果,在电流检测电路12a中,与电流检测电路12中相同,在晶体管tr11和tr12中流动的电流与在驱动晶体管mn1中流动的电流成比例,在晶体管tr11和tr12中流动的电流经由开关sw1输出作为检测电流iin。

开关sw3和sw4的接通/关断以及电流检测电路12a的操作由此与电流检测电路12中的那些的相同,因此其描述被省略。

图24是用于解释当作为低侧驱动器的驱动晶体管mn2接通时,电流检测电路12a的电流流动的图。

如图24所示,当驱动晶体管mn1关断、并且驱动晶体管mn2接通时,开关sw1关断并且开关sw2接通。因此,在电流检测电路12a中,如同电流检测电路12相同,在晶体管tr21和tr22中流动的电流与在驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,在晶体管tr21和tr22中流动的电流通过晶体管tr23进行镜像,并且经由开关sw2输出作为检测电流iin。

开关sw3和sw4的接通/关断、以及电流检测电路12a的操作由此与电流检测电路12中的那些的相同,因此其描述被省略。

此时,开关sw51、sw52和sw54关断,并且开关sw53、sw55和sw56接通。因此,电压供应端子vbat连接到运算放大器amp1的非反相端子和反相端子两者。由此,运算放大器amp1与外部输出端子out断开连接,外部输出端子out的电压在从参考电压gnd到电池电压vbat的宽范围中改变,使得amp1可以通过在电池电压vbat周围的低电压范围中操作的电路来配置。这抑制了电路规模的增加。

如上所述,应用于本实施例的电流检测电路12a可以呈现出与电流检测电路12相同的效果。另外,根据本实施例的电流检测电路12a被配置为当驱动晶体管mn1关断时,将驱动晶体管mn1的源极(外部输出端子out)、以及感测晶体管tr11的源极从运算放大器amp1的两个输入端子断开连接。由此,运算放大器amp1与外部输出端子out断开连接,使得amp1可以通过如下电路来配置,该电路在电池电压vbat周围的低电压范围中操作,其中外部输出端子out的电压从参考电压gnd到电池电压vbat的宽范围中改变。这抑制了电路规模的增加。

<第四实施例>图25是示出根据第四实施例的电流检测电路22a的具体配置的图。图25也示出了作为驱动电路的螺线管驱动器11、以及作为负载电路的螺线管阀7。在图25中,螺线管驱动器11执行螺线管阀7的低侧驱动。

与电流检测电路22相比,电流检测电路22a还包括开关电路sw6。开关电路sw6被配置为当驱动晶体管mn2被关断时,将外部输出端子out和感测晶体管tr21的漏极与运算放大器amp2的两个输入端子断开连接。

具体地,开关电路sw6包括开关sw61至sw66。开关sw61被提供在运算放大器amp2的反相端子与感测晶体管tr21的漏极之间。开关sw62被提供在运算放大器amp2的非反相端子与驱动晶体管mn2的漏极(外部输出端子out)之间。开关sw63被提供在运算放大器amp2的反相端子与晶体管tr22的漏极之间。开关sw64被提供在晶体管tr22的漏极与感测晶体管tr21的漏极之间。开关sw65被提供在运算放大器amp2的反相端子与参考电压端子gnd之间。开关sw66被提供在运算放大器amp2的非反相端子与参考电压端子gnd之间。

图26是用于解释当驱动晶体管mn1接通时,电流检测电路22a的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。

如图26所示,当驱动晶体管mn1接通、并且驱动晶体管mn2关断时,开关sw1接通并且开关sw2关断。结果,在电流检测电路22a中,流过晶体管tr11、tr12的电流与流过驱动晶体管mn1的电流成比例,流过晶体管tr11、tr12的电流以与电流检测电路22相同的方式经由开关sw1输出作为检测电流iin。

开关sw3和sw4的接通/关断以及电流检测电路22a的操作因此与电流检测电路22中的那些的相同,因此其描述被省略。

此时,开关sw61、sw62和sw64关断,并且开关sw63、sw65和sw66接通。因此,参考电压端子gnd连接到运算放大器amp2的非反相端子和反相端子两者。结果,运算放大器amp2从外部输出端子out断开连接,并且因此amp2可以通过在低电压范围中操作的电路来配置,其中外部输出端子out的电压在从参考电压gnd到电池电压vbat的宽范围中改变。这抑制了电路规模的增加。

图27是用于解释当驱动晶体管mn2接通时,电流检测电路22a的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。

如图27所示,当驱动晶体管mn1关断并且驱动晶体管mn2接通时,开关sw1关断并且开关sw2接通。此时,开关sw61、sw62和sw64接通,并且开关sw63、sw65和sw66关断。因此,驱动晶体管mn2的漏极(外部输出端子out)连接到运算放大器amp2的非反相端子,并且感测晶体管tr21的漏极连接到运算放大器amp2的反相端子。结果,在电流检测电路22a中,与电流检测电路22中的相同,在晶体管tr21和tr22中流动的电流与在驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,在晶体管tr21和tr22中流动的电流通过晶体管tr23进行镜像,并且经由开关sw2输出作为检测电流iin。

开关sw3和sw4的接通/关断、以及电流检测电路22a的操作由此与电流检测电路12中的那些的相同,因此其描述被省略。

如上所述,应用于本实施例的电流检测电路22a可以呈现出与电流检测电路22相同的效果。此外,根据本实施例的电流检测电路22a被配置为当驱动晶体管mn2关断时,从运算放大器amp2的两个输入端子将驱动晶体管mn2的漏极(外部输出端子out)、以及感测晶体管tr21的漏极断开连接。结果,运算放大器amp2与外部输出端子out断开连接,并且因此运算放大器amp2可以由操作在低电压范围中的电路来配置,其中外部输出端子out的电压在从参考电压gnd到电池电压vbat的宽范围中改变。这抑制了电路规模的增加。

<第五实施例>图28是示出根据第五实施例的电流检测电路32的具体配置示例的图。根据本实施例的电流检测电路32能够在通过螺线管驱动器11以高侧驱动和低侧驱动中的任一项来驱动螺线管阀7时,通过切换组件的连接关系来检测流过螺线管驱动器11的电流。在下文中,将给出具体描述。

如图28所示,电流检测电路32包括感测晶体管tr11和tr21、晶体管tr12、tr22、运算放大器amp1和amp2、晶体管tr23、开关sw1至sw4以及电流检测电路sw5和sw6,其例如与开关电路12a和22a类似。电流检测电路32还包括开关组(在下文中被称为开关组swg),用于切换这些组件的连接。在下文中,开关组swg包括开关sw1至sw4、以及构成开关电路sw5和sw6的多个开关。

在图28中,感测晶体管tr11a被提供作为在高侧驱动的时候使用的感测晶体管tr11,并且感测晶体管tr11b被提供作为在低侧驱动的时候使用的感测晶体管tr11。此外,在图28的实施例中,晶体管tr12a被提供作为在高侧驱动的时候使用的晶体管tr12,并且提供晶体管tr12b作为在低侧驱动的时候使用的晶体管tr12。此外,在图28的实施例中,感测晶体管tr21a被提供作为在高侧驱动的时候使用的感测晶体管tr21,并且感测晶体管tr21b被提供作为在低侧驱动的时候使用的感测晶体管tr21。

图29是用于解释当驱动晶体管mn1在高侧驱动的时候接通时,电流检测电路32的各组件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。在图29中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

此时,电流检测电路32通过接通和关断开关组swg,来配置图23所示的电流检测电路12a的等效电路。在图29中,针对高侧驱动的感测晶体管tr11a用作感测晶体管tr11,并且针对高侧驱动的晶体管tr12a用作晶体管tr12。

此时,关断状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的源极被短路,并且每个漏极通过接通/关断开关组swg中的与开关sw4相对应的开关而被短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2与感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的退化程度变得相同,使得流过处于接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的电流的比率被维持在恒定值。因此,电流检测电路32可以使用感测晶体管tr21a和tr2b来准确地检测流过驱动晶体管mn2的电流。

图30是用于解释在驱动晶体管mn2在高侧驱动的时候被接通时,电流检测电路32的各组件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。在图30中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

此时,电流检测电路32通过接通和关断开关组swg,来实现图24所示的电流检测电路12a的等效电路。在图30中,针对高侧驱动的感测晶体管tr21a用作感测晶体管tr21。

此时,通过接通和关断开关组swg中的与开关sw3相对应的开关,关断状态的驱动晶体管mn1和感测晶体管tr11a和tr11b中的每一项的源极被短路,并且每个漏极被短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b的电流的比率被维持在恒定值。因此,电流检测电路32能够使用感测晶体管tr11a和tr11b来准确地检测流过驱动晶体管mn1的电流。

图31是用于解释当驱动晶体管mn1在低侧驱动的时候被接通时,电流检测电路32的各组件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。在图31中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

此时,电流检测电路32通过接通和关断开关组swg,来实现图26所示的电流检测电路22a的等效电路。在图31中,针对低侧驱动的感测晶体管tr11b用作感测晶体管tr11,并且针对低侧驱动的晶体管tr12b用作晶体管tr12。

此时,关断状态的驱动晶体管mn2以及感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的源极被短路,并且每个漏极通过接通/关断开关组swg中的与开关sw4相对应的开关而被短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2以及感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的电流的比率被维持在恒定值。因此,电流检测电路32可以使用感测晶体管tr21a和tr21b来准确地检测流过驱动晶体管mn2的电流。

图32是用于解释当驱动晶体管mn2在低侧驱动的时候被接通时时,电流检测电路32的各组件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。在图32中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

此时,电流检测电路32通过接通和关断开关组swg来实现图27所示的电流检测电路22a的等效电路。在图32中,针对低侧驱动的感测晶体管tr21b用作感测晶体管tr21。

此时,通过接通和关断开关组swg中的与开关sw3相对应的开关,关断状态的驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b中的每一项的源极被短路,并且每个漏极被短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b的电流的比率被维持在恒定值。因此,电流检测电路32可以使用感测晶体管tr11a和tr11b来准确地检测流过驱动晶体管mn1的电流。

如上所述,根据本实施例的电流检测电路32能够在由螺线管驱动器11通过高侧驱动或低侧驱动来驱动螺线管阀7时,通过使用开关组swg来切换组件的连接关系,来检测流过螺线管驱动器11的电流。

此外,根据本实施例的电流检测电路32通过使用开关组swg来切换组件的连接,使得关断状态的驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b中的每一项的源极被短路,并且使得每个漏极被短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b的劣化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn1、感测晶体管tr11a和tr11b的电流的比率被维持在恒定值。

类似地,连接到本实施例的电流检测电路32通过使用开关组swg来切换组件的连接,使得关断状态的驱动晶体管mn2、感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的源极被短路,并且使得每个漏极被短路。结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2、感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的退化程度变得相同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和、感测晶体管tr21a和tr21b中的每一项的电流的比率被维持在恒定值。

因此,应用于本实施例的电流检测电路32可以通过使用感测晶体管tr11a、tr11b、tr21a和tr21b来准确地检测流过驱动晶体管mn1和mn2的电流。

在本实施例中,电流检测电路32实现电流检测电路12a和电流检测电路22a的等效电路中的一项作为操作模式,但是本发明不限于此。例如,电流检测电路32可以被配置为与操作模式相对应地实现电流检测电路12的等效电路或电流检测电路22的等效电路。

《根据比较示例的电流检测电路72》接下来,将描述根据电流检测电路32中的比较示例的电流检测电路72。图33是示出根据比较示例的电流检测电路72的配置示例的图。当由螺线管驱动器11以高侧驱动或低侧驱动来驱动螺线管阀7时,电流检测电路72可以检测在螺线管驱动器11中流动的电流。

如图33所示,电流检测电路72包括在高侧驱动的时候使用的感测晶体管tr21a、在低侧驱动的时候使用的感测晶体管tr21b、运算放大器amp2、晶体管tr22、晶体管tr23和开关sw71至sw73。

感测晶体管tr21a和tr21b串联地提供在外部输出端子out和参考电压端子gnd之间。开关sw71被提供在节点n71与参考电压端子gnd之间,节点n71是感测晶体管tr21a和节点tr21b之间的节点。开关sw72被提供在节点n72与参考电压端子gnd之间。开关sw73被提供在节点n72与外部输出端子out之间。运算放大器amp2将节点n71的电压与节点n72的电压之间的电势差放大。晶体管tr22在电源电压端子vdd与节点n71之间提供,并且基于运算放大器amp2的输出电压来控制流动在源极节点与漏极节点之间的电流。晶体管tr23被提供在在电源电压端子vdd与检测电流输出端子之间,并且基于运算放大器amp2的输出电压来控制流过晶体管tr22的电流、以及流动在源极和漏极之间的电流。在该实施例中,与流过晶体管tr22的电流相同的电流流过晶体管tr23。即,晶体管tr23将流过晶体管tr22的电流镜像,并且输出经镜像的电流作为检测电流iin。

图34是用于解释当驱动晶体管mn1在高侧驱动的时候接通时,电流检测电路72的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。

此时,开关sw71和sw72接通,并且开关sw73关断。然而,在此时的电流检测电路72的配置中,关断状态的驱动晶体管mn2的源极-漏极电压和关断状态的感测晶体管tr21a的源极-漏极电压示出相同的值(vbat),而关断状态的感测晶体管tr21b的源极-漏极电压示出不同的值(0v)。

结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21b中的每一项的退化程度不同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21b中的每一项的电流的比率从恒定值变化。

图35是用于解释当驱动晶体管mn2在高侧驱动的时候被接通时,电流检测电路72的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。

此时,开关sw71关断,开关sw72接通,并且开关sw73关断。结果,在晶体管tr21a和tr22中流动的电流与在驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,在晶体管tr21a和tr22中流动的电流通过晶体管tr23而被镜像,并且被输出作为电流检测电路72的检测电流iin。

图36是用于解释当驱动晶体管mn1在低侧驱动的时候接通时,电流检测电路72的电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。

此时,开关sw71和sw72接通,并且开关sw73关断。然而,在此时的电流检测电路72的配置中,关断状态的驱动晶体管mn2的源极-漏极电压和关断状态的感测晶体管tr21a的源极-漏极电压示出相同的值(vbat),而关断状态的感测晶体管tr21b的源极-漏极电压示出不同的值(0v)。

结果,当发生关断状态劣化时,驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21b中的每一项的退化程度不同,使得流过接通状态的驱动晶体管mn2和感测晶体管tr21b中的每一项的电流的比率从恒定值变化。

图37是用于解释当驱动晶体管mn2在低侧驱动的时候被接通时,电流检测电路72的电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。

此时,开关sw71和sw72关断,并且开关sw73接通。结果,在晶体管tr21a和tr22中流动的电流与在驱动晶体管mn2中流动的电流成比例,在晶体管tr21a和tr22中流动的电流通过晶体管tr23被镜像,并且输出作为电流检测电路72的检测电流iin。

如上所述,电流检测电路72不能通过使用感测晶体管tr21b来准确地检测流过驱动晶体管mn2的电流。另一方面,根据本实施例的电流检测电路32可以解决在电流检测电路72中发生的问题。

<第五实施例>图38是示出根据第六实施例的电流检测电路32a的具体配置示例的图。与电流检测电路32相比,电流检测电路32a还包括恒定电流源i1和i2。

恒定电流源i1生成恒定电流ishh,恒定电流ishh是有意偏移电流。通过将恒定电流ishh与流过感测晶体管tr11a和tr11b的电流(第一感测电流)相加而获得的电流被输出作为电流检测电路32a的检测电流iin。结果,当第一感测电流(输入电流)中存在变化时,电流检测电路32a可以在不引起死区区域的情况下,输出检测电流iin(参见图39a和图39b)。

恒定电流源i2生成恒定电流ishl,恒定电流ishl是有意偏移电流。通过将恒定电流ishl与流过感测晶体管tr21a和tr21b的电流(第二感测电流)相加而获得的电流被输出作为电流检测电路32a的检测电流iin。在图38中,恒定电流ishl被供应给运算放大器amp2的非反相端子。伴随于此,在运算放大器amp2外围的开关中的一部分开关用mos晶体管来替换。结果,当第二感测电流(输入电流)具有偏移变化时,电流检测电路32a可以在不引起死区区域的情况下,输出检测电流iin(参见图39a和图39b)。

图40是用于解释当驱动晶体管mn1在高侧驱动的时候被接通时,电流检测电路32a的构成元件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。在图40中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

图41是用于解释当驱动晶体管mn2在高侧驱动的时候被接通时,电流检测电路32a的构成元件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。在图41中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

图42是用于解释当驱动晶体管mn1在低侧驱动的时候被接通时,电流检测电路32a的构成元件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn1是高侧驱动器。在图42中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

图43是用于解释当驱动晶体管mn2在低侧驱动的时候被接通时,电流检测电路32a的构成元件的连接、以及电流流动的图,驱动晶体管mn2是低侧驱动器。在图43中,粗的虚线箭头指示螺线管电流流过的路径,细的虚线箭头指示检测电流流过的路径。

图40至图43中所示的电流检测电路32a的构成元件的连接关系以及电流流动与图29至图32所示的电流检测电路32的构成元件的连接关系以及电流流动相同,因此省略其说明。

如上所述,应用于本实施例的电流检测电路32a可以呈现出与电流检测电路32相同的效果。另外,应用于本实施例的电流检测电路32a可以将恒定电流ishh与第一感测电流相加,或者将恒定电流ishl与第二感测电流相加,从而在当第一感测电流和第二感测电流中存在偏移变化时,不引起死区区域的情况下,输出检测电流iin。

尽管已基于实施例具体描述了发明人做出的发明,但是本发明不限于已描述的实施例,并且显然在不脱离其主旨的情况下可以进行各种修改。

例如,根据上述实施例的半导体器件,半导体衬底、半导体层、扩散层(扩散区域)等的导电类型(p型或n型)可以被反转。因此,在n型或p型的一个导电类型是第一导电型,而另一导电型是第二导电类型的情况下,第一导电型可以是p型而第二导电类型可以是n型,或者相反,第一导电类型可以是n型,第二导电类型可以是p型。

在上述实施例中,相应开关可以通过例如mos晶体管来配置。例如,通过仅在多个开关之中的如下开关使用高耐受电压mos晶体管,在该开关中被施加有高电压,电路规模的增加能够被抑制。

以上实施例的部分或全部可以被描述为以下附加声明,但是本发明不限于此。

(附加声明1)

一种电流检测电路包括:

第一感测晶体管,第一感测晶体管与第一驱动晶体管共同地用第一电源的电压来供应,第一驱动晶体管被提供在在第一电源与外部输出端子之间提供,并且第一感测电流流过第一感测晶体管,第一感测电流与流过第一驱动晶体管的电流成比例;

第一放大器,将外部输出端子的电压与第一感测晶体管的输出第一感测电流的输出端子的电压之间的电势差放大;

第一电压控制晶体管,被提供与第一感测晶体管在第一感测晶体管的输出端子的一侧串联,并且第一放大器的输出电压被添加到第一电压控制晶体管的栅极;

第一开关,提供在外部输出端子与第一感测晶体管的输出端子之间,当第一驱动晶体管关断时接通,并且当第一驱动晶体管接通时关断。

其中电流检测电路输出第一感测电流作为检测电流。

(附加声明2)

根据附加声明1所述的电流检测电路,还包括:

第二感测晶体管,被提供在外部输出端子与第二电源之间,并且第二感测晶体管与第二驱动晶体管共同地用外部输出电压的电压来供应,第二驱动晶体管与第一驱动晶体管互补地接通和关断,并且与流过第二驱动晶体管的电流成比例的感测电流流过第二感测晶体管;

第二电压控制晶体管,被提供与第二感测晶体管在第二感测晶体管的输出端子一侧串联,并且第二放大器的输出电压被添加到第二电压控制晶体管的栅极;

第二开关,被提供在第二电源和第二感测晶体管的输出端子之间,并且第二开关在第二驱动晶体管关断时接通,而在第二驱动晶体管接通时关断;以及

选择电路,选择性地输出第一感测电流或第二感测电流作为检测电流。

(附加声明3)

根据附加声明1所述的电流检测电路,还包括第一恒定电流源,第一恒定电流源将第一恒定电流添加到第一感测电流。

(附加声明4)

根据附加声明2所述的电流检测电路,还包括:

第一恒定电流源,第一恒定电流源将第一恒定电流添加到第一感测电流;以及

第二恒定电流源,第二恒定电流源将第二恒定电流添加到第二感测电流。

(附加声明5)

一种半导体器件,包括:

根据附加声明1所述的电流检测电路;

第一驱动晶体管,被提供在第一电源和外部输出端子之间;以及

第二驱动晶体管,被提供在第二电源和外部输出端子之间,并且与第一驱动晶体管互补地接通和关断。

(附加声明6)

一种半导体系统,包括:

第一驱动晶体管,基于脉冲信号来控制对流过负载的电流的供应;

根据附加声明1所述的电流检测电路,检测流过第一驱动晶体管的电流;以及

控制电路,基于电流检测电路的检测结果来控制脉冲信号的占空比。

(附加声明7)

根据附加声明6所述的半导体系统,其中负载是螺线管阀。

(附加声明8)

一种电流检测电路,包括:

第一感测晶体管,外部输出端子的电压被供应给第一感测晶体管、以及第一驱动晶体管和第二驱动晶体管中的第一驱动晶体管,第一驱动晶体管被提供在第一电源和外部输出端子之间,负载连接到外部端子,并且第二驱动晶体管被提供在外部输出端子和第二电源之间,并且与流过第一驱动晶体管的电流成比例的第一感测电流流过第一感测晶体管;

第一放大器,将第一电源的电压与输出第一感测电流的第一感测晶体管的电压之间的电势差放大;

第一电压控制晶体管,被提供与第一感测晶体管在第一感测晶体管的输出端子的一侧串联,并且第一放大器的输出电压被添加到第一电压控制晶体管的栅极;

第一开关,被提供在外部输出端子与第一感测晶体管的输出端子之间,第一开关在第一驱动晶体管关断时接通,并且在第一驱动晶体管接通时关断;

其中电流检测电路输出第一感测电流作为检测电流。

(附加声明9)

根据声明8所述的电流检测电路,

其中第一电源是低电势侧电源,

其中负载被提供在外部输出端子和低电势侧电源之间,

其中电流检测电路还包括镜像晶体管,镜像晶体管对第一感测电流进行镜像,第一感测电流流过第一感测晶体管以及第一电压控制晶体管,并且

其中电流检测电路输出通过镜像晶体管而被镜像的第一感测电流作为检测电流。

(附加声明10)

根据附加声明8所述的电流检测电路,

其中第一电源是高电势侧电源,

其中负载被提供在外部输出端子和高电势电源之间。

(附加声明11)

一种半导体器件,包括:

根据附加声明8所述的电流检测电路;

第一驱动晶体管,被提供在第一电源和外部输出端子之间;以及

第二驱动晶体管,被提供在第二电源和外部输出端子之间,并与第一驱动晶体管互补地接通和关断。

(附加声明12)

一种半导体系统,包括:

第一驱动晶体管,基于脉冲信号来控制对流过负载的电流的供应;

根据附加声明8所述的电流检测电路,检测流过第一驱动晶体管的电流;

控制电路,基于电流检测电路的检测结果来控制脉冲信号的占空比。

(附加声明13)

根据附加声明12所述的半导体系统,其中负载是螺线管阀。

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