[实用新型]一种具有过压保护功能的高压器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压半导体器件，尤其涉及一种具有过压保护功能的高压器件。

背景技术

高压晶体管作为开关器件，被广泛使用在工业电子和消费类电子领域内的电源中（例如AC/DC变换器）。这些应用场合的输入电压通常非常高，例如500V~1000V。因此，高压晶体管需要具有较高的击穿电压来承受如此高的输入电压。

大多数高压晶体管被设计为垂直型器件，其电流方向为流进半导体衬底，即电流方向与半导体衬底所在的平面垂直。这种结构可在给定的击穿电压下获得较小的导通电阻以及良好的功率处理能力。然而，许多高压晶体管仍被设计为横向型器件，即电流方向与半导体衬底所在的平面平行，这是因为横向型高压晶体管通常可采用与低压器件相似的制作步骤来制作，从而允许将高压和低压器件集成在一起以实现功率集成的目的。

传统的横向高压晶体管的一个缺点是不能承受大的雪崩电流，例如，因局部击穿引起的雪崩电流。该局部击穿常常发生于电场最高的位置。这一缺点使得横向高压晶体管在过压情况下失缺乏自我保护的能力，因此需要一种包括高压晶体管与集成的高压保护电路的高压器件，以防止高压晶体管在过压时损坏。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本实用新型的一个目的是提供一种具有过压保护功能的高压器件。

为解决上述技术问题，在本实用新型的一个方面，提供一种高压器件，包括：高压晶体管，具有漏极、栅极和源极；以及过压保护电路，耦接在高压晶体管的漏极和源极之间，监测高压晶体管两端的电压以判断高压晶体管是否过压，并在检测到过压时提供第一电信号至高压晶体管的栅极以导通高压晶体管。

在一个实施例中，过压保护电路包括：电压检测电路，产生表示高压晶体管两端电压的第二电信号；过压判断电路，接收第二电信号，并将第二电信号和过压阈值相比较以产生第一电信号，其中当第二电信号高于过压阈值时，第一电信号导通高压晶体管，当第二电信号低于过压阈值时，第一电信号关断高压晶体管。在进一步的实施例中，过压阈值包括第一过压阈值和第二过压阈值；当第二电信号高于第一过压阈值时，第一电信号导通高压晶体管；当第二电信号低于第二过压阈值时，第一电信号关断高压晶体管。

在一个实施例中。过压判断电路包括：第一常态导通高压晶体管，耦接至高压晶体管的漏极，自高压晶体管的漏极为过压检测电路提供供电电流。在一个实施例中，过压判断电路进一步包括第一常态导通低压晶体管，常态关断低压晶体管和第二常态导通低压晶体管，每个晶体管均具有源极、漏极和栅极，其中：第一常态导通高压晶体管的漏极耦接至高压晶体管的漏极，栅极耦接至地，源极耦接至第一常态导通低压晶体管的源极和第二常态导通低压晶体管的漏极以形成输出节点；第一常态导通低压晶体管的栅极耦接至地，漏极耦接至常态关断低压晶体管的漏极和第二常态导通低压晶体管的栅极；常态关断低压晶体管的源极和第二常态导通低压晶体管的源极均连接至地，常态关断低压晶体管的栅极耦接至电压检测电路以接收第二电信号；输出节点耦接至高压晶体管的栅极。在一个实施例中，过压判断电路进一步包括：箝位电路，耦接在输出节点和地之间，限制高压晶体管的栅极电压。

在本实用新型的另一个方面，提供一种高压器件，包括：高压晶体管，具有第一端，第二端和控制端；以及用于监测高压晶体管两端的电压以检测是否发生过压的构件；用于根据高压晶体管两端电压产生第一电信号至高压晶体管控制端的构件，其中当过压发生时，第一电信号导通高压晶体管，当没有发生过压时，第一电信号关断高压晶体管。

在一个实施例中，用于监测高压晶体管两端电压的构件包括分压器，该分压器产生表示高压晶体管两端电压的第二电信号；用于产生第一电信号的构件包括：用于将第二电信号和过压阈值相比较以产生第一电信号的构件，其中当第二电信号大于过压阈值时第一电信号导通高压晶体管，当第二电信号小于过压阈值时第一电信号关断高压晶体管。在一个实施例中，过压阈值包括第一过压阈值和第二过压阈值，当第二电信号大于第一过压阈值时第一电信号导通高压晶体管，当第二电信号小于第二过压阈值时第一电信号关断高压晶体管。

根据本实用新型实施例的高压器件，当高压晶体管处于过压状态时控制高压晶体管导通，保护高压晶体管不被损坏。

附图说明

结合以下附图阅读本实用新型实施例的详细描述可以更好地理解本实用新型。应理解，附图的特征不是按比例绘制的，而是示意性的。

图1是根据本实用新型一实施例的包括高压晶体管和集成的过压保护电路的高压器件100的框图；