[发明专利]电流传感器

说明书

本发明提供一种电流传感器，包括电流感测电阻、第一晶体管、第二晶体管、偏压电压产生电路以及电流镜。第一晶体管的第一端耦接至电流感测电阻的第一端。第二晶体管的第一端耦接至电流感测电阻的第二端。偏压电压产生电路提供第一偏压电压至第一晶体管的控制端，以及提供第二偏压电压至第二晶体管的控制端。其中，第一偏压电压与第二偏压电压相依于第一输入端的电压或是第二输入端的电压。电流镜的二电流端分别耦接至第二晶体管的第二端与第一晶体管的第二端。

技术领域

本发明涉及一种电子电路，且特别涉及一种电流传感器。

背景技术

依照设计需求，电子电路的某个目标电压(或是目标电流)可能需要被监视。举例来说，为了避免某个功率路径发生过电流(overcurrent)事件，一个电阻与一个电压比较器可以被配置于这个功率路径中。此电阻可以将这个功率路径的电流值转换为电压值，而此电压比较器可以检测此电阻的电压值(电阻两端的电压差)。在一般电压比较器的输入级中，输入级晶体管的栅极被用来作为电压比较器的输入端。在高压应用中，电压比较器的输入电压的摆幅(变动范围)是很大的，亦即输入级晶体管(例如N-型金属氧化物半导体(N-type metal oxide semiconductor，简称NMOS)晶体管)的栅源电压(栅极与源极之间的电压差)可能会很大。

发明内容

本发明提供一种电流传感器，以进行电流感测。

本发明的实施例提供一种电流传感器。所述电流传感器包括电流感测电阻、第一晶体管、第二晶体管、偏压电压产生电路以及电流镜。电流感测电阻的第一端与第二端分别耦接至电流传感器的第一输入端与第二输入端。第一晶体管的第一端耦接至电流传感器的第一输入端。第一晶体管的第二端耦接至电流传感器的输出端。第二晶体管的第一端耦接至电流传感器的第二输入端。偏压电压产生电路耦接至第一晶体管的控制端，以提供第一偏压电压。偏压电压产生电路耦接至第二晶体管的控制端，以提供第二偏压电压。其中，第一偏压电压与第二偏压电压相依于电流传感器的第一输入端的电压或是电流传感器的第二输入端的电压。电流镜的第一电流端耦接至第二晶体管的第二端。电流镜的第二电流端耦接至第一晶体管的第二端。

基于上述，本发明诸实施例所述电流传感器的输入端的电压被送至晶体管的非控制端。电流传感器的偏压产生电路所产生的两偏压相依于电流传感器两输入端的电压之一，使得电流传感器的两输入级晶体管的源栅跨压被控制在小摆幅。优点是此电流传感器可以用来检测大电压范围，例如可应用在通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)电力输送(power delivery，简称PD)3.0的领域中，用以检测流经电源22V或更高的电源的电流路径是否过电流，然不限于此。当电流由电流传感器的第一输入端流向电流传感器的第二输入端时，第一输入端的电压大于第二输入端的电压，此时连接第一输入端的晶体管的源栅电压会大于连接第二输入端的晶体管的源栅电压，使得流经连接第一输入端的晶体管的电流大于流经连接第二输入端的晶体管的电流。此时连接第一输入端的晶体管会导通而将电流传感器的输出端的电压拉高。

当电流由电流传感器的第二输入端流向电流传感器的第一输入端时，第一输入端的电压小于第二输入端的电压，此时连接第二输入端的晶体管的源栅电压会大于连接第一输入端的晶体管的源栅电压，使得流经连接第二输入端的晶体管的电流大于流经连接第一输入端的晶体管的电流。此时连接第二输入端的晶体管会导通，进而使得电流镜将电流传感器的输出端的电压拉低。因此，所述电流传感器可以进行电流感测。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例所绘示的一种电流传感器的电路方块(circuitblock)示意图。

图2是依照本发明的一实施例说明图1所示偏压电压产生电路以及电流镜的电路示意图。