[发明专利]用于过电流保护的耗尽型MOSFET

说明书

本文公开了用于过电流保护的耗尽型MOSFET。该电路的特征在于连接到电阻性元件的耗尽型MOSFET，优选地正温度系数(PTC)器件，以使得PTC器件上的电压与MOSFET的栅极到源极电压相同的方式进行配置。该电路还可以使用TVS二极管来配置，用于在过电流事件期间箝位MOSFET的漏极到源极电压。MOSFET和PTC器件之间的热传递有助于过电流保护。包括耗尽型MOSFET、PTC器件和TVS二极管的两端子器件可以向其他电路提供过电流保护。包括设置在PTC的两侧上的两个MOSFET的双向电路c也被设想用于AC电压过电流保护。

背景技术

过电流或过剩电流是指其中大于预期的电流流过电路情况。过电流本质上可以是恒定的或瞬变的。电压瞬变(即电能的短持续时间浪涌)是由先前储存的或由其他方式(诸如重感性负载或闪电)引起的能量的突然释放的结果。可重复瞬变通常是由电动机、发电机的操作或无功电路组件的切换引起的。随机瞬变可能由闪电和静电放电(ElectrostaticDischarge，ESD)引起。

组件小型化导致对电应力的增加的敏感性。例如，微处理器具有不能处理来自ESD瞬变的高电流的结构和导电路径。这种组件在非常低的电压下操作，因此将较高的优先级给予控制电压扰动，以防止器件中断和潜在或灾难性故障。

就这些和其他考虑而言，目前的改进会是有用的。

发明内容

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在下面的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

公开了用于提供过电流保护的电路的示例性实施例。电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)和具有两个端子的电阻性器件，一个端子耦合到MOSFET的源极，并且第二端子耦合到MOSFET的栅极，其中MOSFET和电阻性器件在过电流事件期间保护电路。在实施例中，电阻性器件是正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)器件。在实施例中，MOSFET是耗尽型MOSFET。在实施例中，MOSFET是N沟道耗尽型MOSFET。在一个实施例中，电路还包括耦合在电阻性器件的第二端子和地之间的二极管，并且二极管在过电流事件期间箝位MOSFET的漏极到源极电压。在实施例中，二极管是瞬变电压抑制(Transient Voltage Suppression，TVS)二极管。在实施例中，MOSFET热耦合到电阻性器件，并且响应于电路接收浪涌电流，MOSFET加热电阻性器件。在实施例中，响应于电路接收浪涌电流，MOSFET的漏极到源极电压V_DS方面的接近瞬时的增加与MOSFET的栅极到源极电压V_GS方面的接近瞬时的降低是一致的。在实施例中，PTC压制浪涌电流，并且PTC的电阻方面的上升加速了MOSFET的阻断能力。在实施例中，MOSFET具有最大栅极到源极电压，并且PTC具有最大工作电压，并且最大工作电压不超过最大栅极到源极电压。

还公开了要被耦合到电路的器件的示例性实施例，该器件用于向电路提供过电流保护。器件包括耗尽型MOSFET和耦合在MOSFET的源极和MOSFET的栅极之间的电阻性器件，其中通过该器件的电流引起在电阻性器件上的、等于MOSFET的栅极到源极电压的电压，使得MOSFET和电阻性器件在过电流事件期间保护电路。在实施例中，该器件还包括用于耦合到电路的电压源的第一端子和用于耦合到要被保护免受过电流事件影响的电路的一部分的第二端子。在实施例中，电阻性器件是PTC器件。在实施例中，该器件包括二极管，用于在过电流保护期间箝位MOSFET的漏极到源极电压V_DS。在实施例中，MOSFET具有最大栅极到源极电压，并且PTC器件具有最大工作电压，并且最大工作电压不超过最大栅极到源极电压。在实施例中，PTC的电阻上的电压等于MOSFET的栅极到源极电压V_GS。