[发明专利]DC去耦电流测量

说明书

技术领域

本公开大体涉及电流测量，例如，涉及在高DC电位的数字输出电流测量。

背景技术

为了测量功率晶体管（尤其是IGBT或MOSFET）的负载电流，通常使用所谓的感测（sense）晶体管装置（arrangement）。这种感测晶体管装置的早期公布例如是美国专利号5,023,693。具体而言，当将功率晶体管用作高边（high side）半导体开关时，负载电流可能必须在高DC电位被测量。测量处于高DC电位的电流通常需要在测量电路中使用高压电路组件。这种高压组件伴随更复杂的电路设计，并且需要大量的芯片面积。尤其是当将测量结果作为数字值提供时，对于耐高压的需求包含在电路设计中的相当多的问题。因此，存在对允许仅以几个高压电路组件在高DC电位进行电流测量的电流测量电路的需求。

发明内容

公开了一种用于测量经由负载晶体管的第一负载端子提供至负载的负载电流的电路装置。根据本发明的一个示例，该电路装置包括感测晶体管，其被耦合至负载晶体管以提供表示感测晶体管的第一负载端子处的负载电流的感测电流。负载和感测晶体管的第一负载端子处于相应浮动电位。浮动感测电路耦合在感测晶体管和负载晶体管的负载端子之间，至少在一个操作模式中，感测电路接收感测电流并且提供表示感测电流的浮动信号。非浮动测量电路经由DC去耦电容器被耦合到感测电路，用于将表示感测电流的浮动信号传送至非浮动测量电路。测量电路被配置成提供表示浮动信号以及因此表示感测电流的输出信号。

附图说明

参考下文附图和描述，能够更好地理解本发明。附图中的组件不一定按比例绘制，相反，重点在于说明本发明的原理。而且，在附图中，相同的附图标记指代对应的部分。在附图中：

图1示出了感测晶体管装置的一般示例；

图2示出了能够处理相对于地电位的负源极电位的感测晶体管装置的示例；

图3示出了作为本发明一个示例性实施例的包括浮动感测电路和从其DC去耦的测量电路的感测晶体管装置；

图4更详细地示出了图3的示例；

图5a示出了图4的示例的替换方案；

图5b示出了在第一操作模式中的图4a的示例；以及

图5c示出了在第二操作模式中的图4a的示例。

具体实施方式

图1总体示出了其中本示例包括MOSFET作为功率和感测晶体管的感测晶体管装置的操作原理。功率晶体管T_L可以由多个晶体管单元组成，以便能够切换供应至具有负载阻抗Z_L的负载的高负载电流i_L。相比之下，仅一个或几个晶体管单元被用于形成感测晶体管T_S，从而，两个晶体管的晶体管单元基本相同，并且可以具有一个公共漏极（或集电极）端子和一个公共栅极端子。单独的源极（或发射极）端子分别提供负载电流i_L和感测电流i_S。假定在相同操作点操作这两个晶体管，感测电流i_S与负载电流i_L成比例。从而比例因子k = i_L/i_S由晶体管T_L和T_S的有源（active）区之比确定，晶体管T_L和T_S的有源区之比等于晶体管T_L和T_S中有效的（active）晶体管单元的数量之比。本示例示出了公共漏极/单独源极晶体管结构。可替换地，公共源极/单独漏极晶体管结构是可适用的。应该注意的是，依据该应用，因子k通常可以从1000（或以下）变动直至10000或者甚至以上。