阅读说明：本技术 一种功率器件的过温检测电路 (Over-temperature detection circuit of power device ) 是由 王飞 王云 郑鲲鲲 郝炳贤 任广辉 薛静 王桂磊 亨利·阿达姆松 于 2020-05-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种功率器件的过温检测电路,属于过温检测电路技术领域,三极管的PN结发射极与场效应管共享一个PGND,相对应的比较电平也对应到同一个电位,场效应管的热能可以通过PGND的金属连线绕过DTI传到三极管的发射极,其次PGND与三极管的B,C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构,用于加热NPN的B,C端金属连线,从而加热NPN管,所有以上金属层的面积需要完全覆盖NPN管以实现最佳的热传导。(The invention discloses an over-temperature detection circuit of a power device, which belongs to the technical field of over-temperature detection circuits, wherein a PN junction emitter of a triode and a field effect transistor share one PGND, corresponding comparison levels also correspond to the same electric potential, the heat energy of the field effect transistor can be transmitted to the emitter of the triode by bypassing a DTI through a metal connecting wire of the PGND, then the PGND and a B end and a C end node of the triode form a finger-inserting capacitor structure on an NPN layout, the finger-inserting capacitor structure is used for heating the metal connecting wires at the B end and the C end of the NPN, so that the NPN is heated, and the area of all the metal layers needs to completely cover the NPN to realize the optimal heat conduction.)

一种功率器件的过温检测电路

技术领域

本发明涉及一种过温检测电路，特别是涉及一种功率器件的过温检测电路，属于过温检测电路技术领域。

背景技术

在功率集成电路中，在功率器件上过大的电流会引起功率模块剧烈升温导致器件损坏。为安全考虑，过温检测电路被引入以防止上述失效。

以低边的DMOS为例(图1),用于检测DMOS的温度，Vref为带隙基准产生温度不敏感电平，利用PN结点压的负温度特性实现特定温度下的报警机制，当温度上升时，VBE的电压下降至Vref时为过温检测点(图2),过温检测电路的PN结放在功率器件DMOS边上，当DMOS升温发热时，经过晶圆表面热传导引起PN结的温度上升。在DMOS工艺引入DTI工艺，现有DTI工艺隔离层的实现，一种为空气隔离，直接挖深凹槽物理隔离，一种为凹槽中先做氧化层，再填充导电层，无论哪种结构，DTI为热隔离，功率器件的热量被局限在DMOS自己的DTI内，导致热能不能传导到DTI外部的检测PN结，进而导致检测不到DMOS的升温，为此设计一种功率器件的过温检测电路来解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种功率器件的过温检测电路(图3)，三极管的PN结发射极与场效应管共享一个PGND，相对应的比较电平也对应到同一个电位，场效应管的热能可以通过PGND的金属连线绕过DTI传到三极管的发射极，其次PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构，用于加热NPN的B，C端金属连线，从而加热NPN管，所有以上金属层的面积需要完全覆盖NPN管以实现最佳的热传导(图4，左边为DMOS，右边为NPN)。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种功率器件的过温检测电路，包括场效应管、三极管、电阻R0和信号放大器，所述场效应管的漏极外接负载，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的栅极接驱动电路，所述场效应管的源极电性连接所述三极管的发射极，所述三极管的集电极外接偏置电流，所述三极管的基极连接发射极以及比较器的正极，所述比较器的负极连接电阻R0的一端，电阻R0的另一端连接三极管的发射极，所述电阻R0的一端连接偏置电流，且所述比较器输出端报警信号OT(Over Temperature,过温)。

优选的，所述场效应管的外侧生产通过将DTI(Deep Trench Isolation,深槽隔离)工艺引入到BCD(双极型、CMOS和DMOS)工艺中。

优选的，在DTI工艺引入到BCD工艺中时，避免了DTI的热隔离作用使热能能传导到外部检测PN结上。

优选的，三极管中PN结的发射极与场效应管共享一个PGND，相对应的比较电平也对应到同一个电位。

优选的，场效应管的热能通过PGND的金属连线绕过DTI传到到三极管的发射极。

优选的，PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构。

优选的，金属层的面积完全覆盖NPN管。

优选的，PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构。

本发明的有益技术效果：

本发明提供的一种功率器件的过温检测电路，三极管的PN结发射极与场效应管共享一个PGND，相对应的比较电平也对应到同一个电位，场效应管的热能可以通过PGND的金属连线绕过DTI传到三极管的发射极，其次PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构，用于加热NPN的B，C端金属连线，从而加热NPN管，所有以上金属层的面积需要完全覆盖NPN管以实现最佳的热传导(图4，左边为DMOS，右边为NPN)。

附图说明

图1为现有技术中的过温检测电路电路图；

图2为现有技术中的过温检测电路版图；

图3为按照本发明的一种功率器件的过温检测电路的一优选实施例的过温检测电路图；

图4为按照本发明的一种功率器件的过温检测电路的一优选实施例的导热版图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图3-4所示，本实施例提供的，一种功率器件的过温检测电路，包括场效应管、三极管、电阻R0和信号放大器，所述场效应管的漏极外接负载，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的栅极接驱动电路，所述场效应管的源极电性连接所述三极管的发射极，所述三极管的集电极外接偏置电流，所述三极管的基极连接发射极以及比较器的正极，所述比较器的负极连接电阻R0的一端，电阻R0的另一端连接三极管的发射极，所述电阻R0的一端连接偏置电流，且所述比较器输出端报警信号OT(Over Temperature,过温)。

三极管的PN结发射极与场效应管共享一个PGND，相对应的比较电平也对应到同一个电位，场效应管的热能可以通过PGND的金属连线绕过DTI传到三极管的发射极，其次PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构，用于加热NPN的B，C端金属连线，从而加热NPN管，所有以上金属层的面积需要完全覆盖NPN管以实现最佳的热传导。

在本实施例中，所述场效应管的外侧生产通过将DTI工艺引入到BCD工艺中。

在本实施例中，在DTI工艺引入到BCD工艺中时，避免了DTI的热隔离作用使热能能传导到外部检测PN结上。

在本实施例中，三极管中PN结的发射极与场效应管共享一个PGND，相对应的比较电平也对应到同一个电位。

在本实施例中，场效应管的热能通过PGND的金属连线绕过DTI传到到三极管的发射极。

在本实施例中，PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构。

在本实施例中，金属层的面积完全覆盖NPN管。

在本实施例中，PGND与三极管的B，C端节点在NPN的版图上形成类似于插指电容结构。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。