具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路的制作方法

1.本发明属于半导体集成电路设计及制造领域，特别是涉及一种具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路。


背景技术：

2.现有的一种高边驱动电路中，由于负载端连接的电路存在电感，当高边驱动电路的主mos管关断时，电感会强制从该主mos抽取电流，而负载本身也存在压降，会导致主mos管两端的电压高于主mos管本身的雪崩电压而发生雪崩击穿现象，导致主mos管直接被烧毁。
3.同时，现有的高边驱动电路通常需要对高边驱动电路的电流或/及电压进行检测以防止过流或/及过压等现象的发生。现有的电流/电压检测电路通常是通过增加额外的电流/电压采样电阻来实现电流检测功能，不仅增加了较大的成本和电路体积，而且增加了高边驱动电路的开关的损耗。
4.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，用于解决现有技术中高边驱动电路的主mos管容易发生雪崩击穿和/或电流/电压检测需要额外增加较大的采样结构问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，所述具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路包括：主mos管、第一子mos管、过压保护单元、第一电阻和第一二极管；所述主mos管的栅极与所述第一子mos管的栅极连接作为栅端，所述栅端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接控制信号，所述主mos管的第一极与所述第一二极管的负极连接并作为负载端，所述主mos管的第二极与所述第一子mos管的第二极连接并作为输入端，所述第一子mos管的第一极与所述第一二极管的正极连接作为检测端，所述过压保护单元连接于所述栅端与输入端之间，所述过压保护单元包括两个负极相连的二极管；所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻，所述过压保护单元的击穿电压小于所述主mos管的击穿电压。
7.可选地，所述第一子mos管的导通内阻为所述主mos管的导通内阻的100倍以上。
8.可选地，所述主mos管的内阻为1mohm～100mohm，所述第一子mos管的内阻为1ohm～100ohm。
9.可选地，当主mos管关断时，所述负载端的电感强制从所述主mos抽取电流，使得所述主mos管两端的电压升高，由于所述过压保护单元的击穿电压小于所述主mos管的击穿电压，使得所述主mos管的栅端和输入端之间的过压保护单元会提前被击穿产生电流，所述电
阻使栅端和负载端之间存在压降，从而使所述主mos被开启，电流从所述主mos管的沟道通过，进而保护所述主mos管不会发生雪崩击穿且将所述输入端和负载端之间的电压钳位在所述过压保护单元的击穿电压。
10.可选地，当所述主mos管导通时，所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻，使得所述第一子mos管没有电流通过，此时通过所述检测端检测所述输入端的电压。
11.可选地，当所述主mos管和所述第一子mos管关闭时，通过在所述检测端输入一个电流信号，使所述第一二极管导通，通过获取当前温度下的所述第一二极管的导通压降，根据所述导通压降和温度的关系，获得所述第一二极管的当前温度。
12.可选地，根据所述主mos管的内阻的温度系数获取所述主mos管的在当前温度下的内阻，根据开通时的所述主mos管的压降，计算出当前温度下的所述主mos管的电流。
13.可选地，所述高边驱动电路还包括一静电保护单元，所述静电保护单元连接于所述栅端和所述负载端之间，所述静电保护单元包括两个负极相连的二极管。
14.可选地，还包括供电单元，所述供电单元包括第二电阻、第二二极管和第二子mos管，所述第二电阻的一端与所述第二二极管的正极相连，另一端与所述负载端连接，所述第二二极管的负极连接所述第二子mos管的栅极，所述第二子mos管的第一极连接供电电压，第二极连接所述输入端。
15.可选地，所述第二二极管的击穿电压大于所述供电电压。
16.可选地，还包括电荷泵单元，所述电荷泵单元包括第三子mos管、至少两个泵电容及至少两个串联的第三二极管；所述第三子mos管的栅极与串联的第三二极管的负极连接并连接于所述栅端，所述第三子mos管的第一极连接串联的第三二极管的正极，所述第三子mos管的第二极连接所述输入端，所述泵电容的第一极板分别连接于每个所述第三二极管的负极，第二极板分别连接多个pwm信号。
17.可选地，还包括第四二极管，所述第四二极管的正极连接于所述第三子mos管的栅极和串联的第三二极管的负极，所述第四二极管的负极连接于所述栅端。
18.可选地，所述高边驱动电路包括：衬底，所述衬底的背面设置有漏区；漂移区，设置于所述衬底的正面上；所述主mos管设置于所述漂移区中，所述主mos管包括沟槽栅、体区和源区；所述第一子mos管设置于所述漂移区中，所述第一子mos管包括沟槽栅、体区和源区，所述主mos管包含的沟槽栅的数量大于所述第一子mos管包含的沟槽栅的数量，使得所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻；所述过压保护单元、所述第一电阻所述第一二极管设置于所述漂移区表面，所述过压保护单元包括横向排布的n型多晶硅-p型多晶硅-n型多晶硅，所述第一二极管包括横向排布的p型多晶硅-n型多晶硅，所述第一电阻包括p型多晶硅。
19.可选地，所述过压保护单元、所述第一电阻所述第一二极管设置于同一外延多晶硅中，多个所述n型多晶硅通过同一个第一掩膜和第一离子注入工艺形成，多个所述p型多晶硅通过同一个第二掩膜和第二离子注入工艺形成。
20.如上所述，本发明的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，具有以下有益效果：
21.本发明的高边驱动电路当主mos管关断时，所述负载端的电感强制从所述主mos抽
取电流，使得所述主mos管两端的电压升高，由于所述过压保护单元的击穿电压小于所述主mos管的击穿电压，使得所述主mos管的栅端和输入端之间的过压保护单元会提前被击穿产生电流，所述电阻使栅端和负载端之间存在压降，从而使所述主mos被开启，电流从所述主mos管的沟道通过，进而保护所述主mos管不会发生雪崩击穿且将所述输入端和负载端之间的电压钳位在所述过压保护单元的击穿电压。
22.本发明的高边驱动电路当所述主mos管导通时，所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻，使得所述第一子mos管没有电流通过，此时通过所述检测端检测所述输入端的电压；当所述主mos管和所述第一子mos管关闭时，通过在所述检测端输入一个电流信号，使所述第一二极管导通，通过获取当前温度下的所述第一二极管的导通压降，根据所述导通压降和温度的关系，获得所述第一二极管的当前温度；根据所述主mos管的内阻的温度系数获取所述主mos管的在当前温度下的内阻，根据开通时的所述主mos管的压降，计算出当前温度下的所述主mos管的电流。本发明的高边驱动电路通过较小的面积同时实现了电路的电压、温度和电流的采样。
23.本发明的高边驱动电路设有静电保护单元，可实现栅端和负载端之间的静电esd保护功能。
24.本发明的高边驱动电路设置有供电单元和电荷泵单元，供电单元通过电阻和二极管串联(击穿电压为6v左右)，且由于第二子mos管的分压，使得第二子mos管的输出端的输出电压无法超过5v，因而这个端口可以作为一个5v的输出电源。本发明的电荷泵单元由外接5v的电源和多个pwm信号，通过两个或者多个二极管连接，可以保证负载端在高压的时候，栅端和负载端之间维持固定的电压。
附图说明
25.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于说明本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例。
26.图1显示为本发明的实施例的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路的一种电路结构示意图。
27.图2显示为本发明的实施例的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路的另一种电路结构示意图。
28.图3显示为本发明的实施例的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路的布局结构示意图。
29.图4及图5显示为本发明的实施例的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路的器件结构示意图。
30.元件标号说明
31.mos1
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主mos管
32.mos2
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第一子mos管
33.mos3
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第二子mos管
34.mos4
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第三子mos管
35.d1
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第一二极管
36.d2
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第二二极管
37.d3
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第三二极管
38.d4
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第四二极管
39.r1
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第一电阻
40.r2
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第二电阻
41.c1
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泵电容
42.a1
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过压保护单元
43.b1
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静电保护单元
44.s1
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负载端
45.s2
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检测端
46.s3
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输入端
47.s4
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栅端
48.101
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衬底
49.102
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漂移区
50.103
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沟槽栅
51.104
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体区
52.105
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源区
53.106
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金属连线
具体实施方式
54.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
55.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
56.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
57.如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
58.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
59.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
60.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
61.如图1所示，本实施例提供一种具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，所述具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路包括：主mos管mos1、第一子mos管mos2、过压保护单元a1、第一电阻r1和第一二极管d1；所述主mos管mos1的栅极与所述第一子mos管mos2的栅极连接作为栅端s4，所述栅端s4连接所述第一电阻r1的第一端，所述第一电阻r1的第二端连接控制信号，所述主mos管mos1的第一极与所述第一二极管d1的负极连接并作为负载端s1，所述主mos管mos1的第二极与所述第一子mos管mos2的第二极连接并作为输入端s3，所述第一子mos管mos2的第一极与所述第一二极管d1的正极连接作为检测端s2，所述过压保护单元a1连接于所述栅端s4与输入端s3之间，所述过压保护单元a1包括两个负极相连的二极管；所述第一子mos管mos2的导通内阻远大于所述主mos管mos1的导通内阻，所述过压保护单元a1的击穿电压小于所述主mos管mos1的击穿电压。
62.所述的第一子mos管mos2的导通内阻远大于所述主mos管mos1的导通内阻，是指所述第一子mos管mos2的导通内阻为所述主mos管mos1的导通内阻的50倍以上。
63.在一个实施例中，所述第一子mos管mos2的导通内阻为所述主mos管mos1的导通内阻的100倍以上，例如，所述第一子mos管mos2的导通内阻为所述主mos管mos1的导通内阻的100倍、200倍、500倍、1000倍、2000倍等。在设计的过程中，所述主mos管mos1的面积远大于所述第一子mos管mos2的面积。
64.在一个实施例中，所述主mos管mos1的内阻为1mohm～100mohm，所述第一子mos管mos2的内阻为1ohm～100ohm。例如，在一个具体的示例中，所述主mos管mos1的内阻为5mohm，所述第一子mos管mos2的内阻为10ohm。
65.若没有所述过压保护单元a1，当主mos关断时(vs4＝vs1＝0v)，由于负载端s1连接的电路存在电感，因为负载接地，电感强制从主mos管mos1抽取电流，而负载本身也存在压降，会导致主mos管mos1两端的电压高于主mos管mos1本身的雪崩电压，如果没有过压保护，主mos管mos1两端电压高于雪崩电压，会导致主mos管mos1直接被烧毁。在本实施例中，在所述栅端s4与输入端s3之间设置过压保护单元a1，当主mos管mos1关断时(vs4＝vs1＝0v)，所述负载端s1的电感强制从所述主mos抽取电流，使得所述主mos管mos1两端的电压升高，由于所述过压保护单元a1的击穿电压小于所述主mos管mos1的击穿电压，使得所述主mos管mos1的栅端s4和输入端s3之间的过压保护单元a1会提前被击穿产生电流，所述电阻使栅端s4和负载端s1之间存在压降，从而使所述主mos被开启，电流从所述主mos管mos1的沟道通过，进而保护所述主mos管mos1不会发生雪崩击穿且将所述输入端s3和负载端s1之间的电压钳位在所述过压保护单元a1的击穿电压。
66.在一个实施例中，当所述主mos管mos1导通时，由于所述第一子mos管mos2的导通内阻远大于所述主mos管mos1的导通内阻，导通时主mos管mos1压降很低，大约只有几十毫伏的压降，这会使得所述第一子mos管mos2没有电流通过，此时可以通过所述检测端s2检测所述输入端s3的电压。
67.在一个实施例中，当所述主mos管mos1和所述第一子mos管mos2关闭时，通过在所
述检测端s2输入一个电流信号，使所述第一二极管d1导通，通过获取当前温度下的所述第一二极管d1的导通压降，根据所述导通压降和温度的关系，获得所述第一二极管d1的当前温度。
68.在一个实施例中，由于所述主mos管mos1和所述第一二极管d1设置于同一芯片中，所述主mos管mos1和所述第一二极管d1的温度相同，据此，可以根据所述主mos管mos1的内阻的温度系数获取所述主mos管mos1的在当前温度下的内阻，根据开通时的所述主mos管mos1的压降，计算出当前温度下的所述主mos管mos1的电流。
69.在一个实施例中，如图1所示，所述高边驱动电路还包括一静电保护单元b1，所述静电保护单元b1连接于所述栅端s4和所述负载端s1之间，所述静电保护单元b1包括两个负极相连的二极管。
70.在一个实施例中，如图2所示，所述高边驱动电路还包括供电单元，所述供电单元包括第二电阻r2、第二二极管d2和第二子mos管mos3，所述第二电阻r2的一端与所述第二二极管d2的正极相连，另一端与所述负载端s1连接，所述第二二极管d2的负极连接所述第二子mos管mos3的栅极，所述第二子mos管mos3的第一极连接供电电压，第二极连接所述输入端s3。
71.在一个实施例中，所述第二二极管d2的击穿电压大于所述供电电压。例如，所述供电电压可以为5v。第二电阻r2和第二二极管d2串联，第二二极管d2的击穿电压例如为6v，由于第二子mos管mos3的分压，使得第二子mos管mos3的输出端的输出电压无法超过5v。因而这个第二子mos管mos3的输出端可以作为一个稳定的5v输出电源。
72.在一个实施例中，如图2所示，所述高边驱动电路还包括电荷泵单元，所述电荷泵单元包括第三子mos管mos4、至少两个泵电容c1及至少两个串联的第三二极管d3；所述第三子mos管mos4的栅极与串联的第三二极管d3的负极连接并连接于所述栅端s4，所述第三子mos管mos4的第一极连接串联的第三二极管d3的正极，所述第三子mos管mos4的第二极连接所述输入端s3，所述泵电容c1的第一极板分别连接于每个所述第三二极管d3的负极，第二极板分别连接多个pwm信号。电荷泵单元外接5v的电源，两个pwm信号(pwm1、pwm2)，并通过两个或者多个第三二极管d3连接，可以保证负载端s1在高压的时候，栅端s4和负载端s1之间维持固定的电压。
73.在一个实施例中，所述高边驱动电路还包括第四二极管d4，所述第四二极管d4的正极连接于所述第三子mos管mos4的栅极和串联的第三二极管d3的负极，所述第四二极管d4的负极连接于所述栅端s4。
74.图3显示为本实施例的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路布局结构示意图，该布局结构中，供电单元和电荷泵单元沿y方向依次排布于主mos管mos1的宽边外围，过压保护单元a1、栅端s4、静电保护单元b1和第一子mos管mos2沿x方向依次排布于所述主mos管mos1的长边外围，使得结构紧凑，可以有效减小所述高边驱动电路的面积。
75.如图4所示，所述高边驱动电路包括：衬底101，所述衬底101的背面设置有漏区；漂移区102，设置于所述衬底101的正面上；所述主mos管mos1设置于所述漂移区102中，所述主mos管mos1包括沟槽栅103、体区104和源区105；所述第一子mos管mos2设置于所述漂移区102中，所述第一子mos管mos2包括沟槽栅103、体区104和源区105，所述主mos管mos1包含的沟槽栅103的数量大于所述第一子mos管mos2包含的沟槽栅103的数量，使得所述第一子mos
管mos2的导通内阻远大于所述主mos管mos1的导通内阻；所述过压保护单元a1、所述第一电阻r1所述第一二极管d1设置于所述漂移区102表面，所述过压保护单元a1包括横向排布的n型多晶硅-p型多晶硅-n型多晶硅，所述第一二极管d1包括横向排布的p型多晶硅-n型多晶硅，所述第一电阻r1包括p型多晶硅。
76.在一个实施例中，所述过压保护单元a1、所述第一电阻r1所述第一二极管d1设置于同一外延多晶硅中，多个所述n型多晶硅通过同一个第一掩膜和第一离子注入工艺形成，多个所述p型多晶硅通过同一个第二掩膜和第二离子注入工艺形成。在沟槽栅103mos管完成多晶硅(poly)刻蚀之后，再次沉积一层厚度为2000埃～4000埃的多晶硅(poly)制作过压保护单元a1和esd静电保护单元b1。因为过压保护单元a1和esd静电保护单元b1均为多晶硅pn结结构，因此可以共同同样的掩模版，不增加额外的制造工艺成本。
77.在一个实施例中，所述主mos管mos1的面积远大于所述第一子mos管mos2的面积，所述主mos管mos1包含的沟槽栅103的数量远大于所述第一子mos管mos2包含的沟槽栅103的数量。例如，所述主mos管mos1包含的沟槽栅103的数量可以为5～20个，所述第一子mos管mos2包含的沟槽栅103的数量为3～5个。
78.如图5所示，同理地，所述第二子mos管mos3和第三子mos管mos4也包括沟槽栅103、体区104和源区105。所述第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4也设置于所述漂移区102表面，其同样包括横向排布的p型多晶硅-n型多晶硅，因此，上述第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4也可以与所述过压保护单元a1和esd静电保护单元b1使用相同的掩膜和相同的离子注入工艺形成，以打打节约工艺成本。
79.如图4和图5所示，上述各元件之间，可以通过金属连线106进行连接，以实现相应的电路功能。
80.如上所述，本发明的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，具有以下有益效果：
81.本发明的高边驱动电路当主mos管mos1关断时，所述负载端s1的电感强制从所述主mos抽取电流，使得所述主mos管mos1两端的电压升高，由于所述过压保护单元a1的击穿电压小于所述主mos管mos1的击穿电压，使得所述主mos管mos1的栅端s4和输入端s3之间的过压保护单元a1会提前被击穿产生电流，所述电阻使栅端s4和负载端s1之间存在压降，从而使所述主mos被开启，电流从所述主mos管mos1的沟道通过，进而保护所述主mos管mos1不会发生雪崩击穿且将所述输入端s3和负载端s1之间的电压钳位在所述过压保护单元a1的击穿电压。
82.本发明的高边驱动电路当所述主mos管mos1导通时，所述第一子mos管mos2的导通内阻远大于所述主mos管mos1的导通内阻，使得所述第一子mos管mos2没有电流通过，此时通过所述检测端s2检测所述输入端s3的电压；当所述主mos管mos1和所述第一子mos管mos2关闭时，通过在所述检测端s2输入一个电流信号，使所述第一二极管d1导通，通过获取当前温度下的所述第一二极管d1的导通压降，根据所述导通压降和温度的关系，获得所述第一二极管d1的当前温度；根据所述主mos管mos1的内阻的温度系数获取所述主mos管mos1的在当前温度下的内阻，根据开通时的所述主mos管mos1的压降，计算出当前温度下的所述主mos管mos1的电流。本发明的高边驱动电路通过较小的面积同时实现了电路的电压、温度和电流的采样。
83.本发明的高边驱动电路设有静电保护单元b1，可实现栅端s4和负载端s1之间的静电esd保护功能。
84.本发明的高边驱动电路设置有供电单元和电荷泵单元，供电单元通过电阻和二极管串联(击穿电压为6v左右)，且由于第二子mos管mos3的分压，使得第二子mos管mos3的输出端的输出电压无法超过5v，因而这个端口可以作为一个5v的输出电源。本发明的电荷泵单元由外接5v的电源和多个pwm信号，通过两个或者多个二极管连接，可以保证负载端s1在高压的时候，栅端s4和负载端s1之间维持固定的电压。
85.所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
86.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于，所述具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路包括：主mos管、第一子mos管、过压保护单元、第一电阻和第一二极管；所述主mos管的栅极与所述第一子mos管的栅极连接作为栅端，所述栅端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接控制信号，所述主mos管的第一极与所述第一二极管的负极连接并作为负载端，所述主mos管的第二极与所述第一子mos管的第二极连接并作为输入端，所述第一子mos管的第一极与所述第一二极管的正极连接作为检测端，所述过压保护单元连接于所述栅端与输入端之间，所述过压保护单元包括两个负极相连的二极管；所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻，所述过压保护单元的击穿电压小于所述主mos管的击穿电压。2.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：所述第一子mos管的导通内阻为所述主mos管的导通内阻的100倍以上。3.根据权利要求2所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：所述主mos管的内阻为1mohm～100mohm，所述第一子mos管的内阻为1ohm～100ohm。4.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于，当主mos管关断时，所述负载端的电感强制从所述主mos抽取电流，使得所述主mos管两端的电压升高，由于所述过压保护单元的击穿电压小于所述主mos管的击穿电压，使得所述主mos管的栅端和输入端之间的过压保护单元会提前被击穿产生电流，所述电阻使栅端和负载端之间存在压降，从而使所述主mos被开启，电流从所述主mos管的沟道通过，进而保护所述主mos管不会发生雪崩击穿且将所述输入端和负载端之间的电压钳位在所述过压保护单元的击穿电压。5.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：当所述主mos管导通时，所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻，使得所述第一子mos管没有电流通过，此时通过所述检测端检测所述输入端的电压。6.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：当所述主mos管和所述第一子mos管关闭时，通过在所述检测端输入一个电流信号，使所述第一二极管导通，通过获取当前温度下的所述第一二极管的导通压降，根据所述导通压降和温度的关系，获得所述第一二极管的当前温度。7.根据权利要求6所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：根据所述主mos管的内阻的温度系数获取所述主mos管的在当前温度下的内阻，根据开通时的所述主mos管的压降，计算出当前温度下的所述主mos管的电流。8.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：所述高边驱动电路还包括一静电保护单元，所述静电保护单元连接于所述栅端和所述负载端之间，所述静电保护单元包括两个负极相连的二极管。9.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：还包括供电单元，所述供电单元包括第二电阻、第二二极管和第二子mos管，所述第二电阻的一端与所述第二二极管的正极相连，另一端与所述负载端连接，所述第二二极管的负极连接所述第二子mos管的栅极，所述第二子mos管的第一极连接供电电压，第二极连接所述输入端。
10.根据权利要求9所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：所述第二二极管的击穿电压大于所述供电电压。11.根据权利要求1所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：还包括电荷泵单元，所述电荷泵单元包括第三子mos管、至少两个泵电容及至少两个串联的第三二极管；所述第三子mos管的栅极与串联的第三二极管的负极连接并连接于所述栅端，所述第三子mos管的第一极连接串联的第三二极管的正极，所述第三子mos管的第二极连接所述输入端，所述泵电容的第一极板分别连接于每个所述第三二极管的负极，第二极板分别连接多个pwm信号。12.根据权利要求11所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于：还包括第四二极管，所述第四二极管的正极连接于所述第三子mos管的栅极和串联的第三二极管的负极，所述第四二极管的负极连接于所述栅端。13.根据权利要求1～12任意一项所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于，所述高边驱动电路包括：衬底，所述衬底的背面设置有漏区；漂移区，设置于所述衬底的正面上；所述主mos管设置于所述漂移区中，所述主mos管包括沟槽栅、体区和源区；所述第一子mos管设置于所述漂移区中，所述第一子mos管包括沟槽栅、体区和源区，所述主mos管包含的沟槽栅的数量大于所述第一子mos管包含的沟槽栅的数量，使得所述第一子mos管的导通内阻远大于所述主mos管的导通内阻；所述过压保护单元、所述第一电阻所述第一二极管设置于所述漂移区表面，所述过压保护单元包括横向排布的n型多晶硅-p型多晶硅-n型多晶硅，所述第一二极管包括横向排布的p型多晶硅-n型多晶硅，所述第一电阻包括p型多晶硅。14.根据权利要求13所述的具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，其特征在于，所述过压保护单元、所述第一电阻所述第一二极管设置于同一外延多晶硅中，多个所述n型多晶硅通过同一个第一掩膜和第一离子注入工艺形成，多个所述p型多晶硅通过同一个第二掩膜和第二离子注入工艺形成。

技术总结
本发明提供一种具有信号采样及过压保护功能的高边驱动电路，包括：主MOS管、第一子MOS管、过压保护单元、第一电阻和第一二极管；主MOS管的栅极与第一子MOS管的栅极连接作为栅端，栅端连接第一电阻的第一端，主MOS管的第一极与第一二极管的负极连接并作为负载端，第二极与第一子MOS管的第二极连接并作为输入端，第一子MOS管的第一极与第一二极管的正极连接作为检测端，过压保护单元连接于栅端与输入端之间；第一子MOS管的导通内阻远大于主MOS管的导通内阻，过压保护单元的击穿电压小于主MOS管的击穿电压。本发明可以有效保护主MOS管不会发生雪崩击穿并可通过较小的面积同时实现了电路的电压、温度和电流的采样。温度和电流的采样。温度和电流的采样。


技术研发人员：王凡
受保护的技术使用者：宁波宝芯源功率半导体有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/25