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一种功率管、电源开关芯片及漏电检测方法与流程

2022-06-01 17:47:27 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及功率管技术领域,尤其涉及一种具有漏电检测单元的功率管、具有该功率管的电源开关芯片以及对该功率管进行栅极漏电检测的方法。


背景技术:

2.随着电力电子技术的不断发展,具有功率管的电源开关芯片的应用也越来越多,使得对于电源开关芯片的工作可靠性的要求也越来越高。为了保证电源开关芯片的工作可靠性,避免电源开关芯片中的功率管为漏电较大的瑕疵品,是非常重要的一步。
3.对于功率管而言,其栅极与源极之间的栅氧化层很薄,容易发生漏电。并且电源开关芯片中的功率管通常用电荷泵作为驱动,驱动能力很弱,只有几个微安。若功率管的栅极存在漏电的情况,并且漏电大于电荷泵的驱动电流,功率管就无法工作,将会影响电源开关芯片的工作可靠性。因此,提供一种能够支持检测其是否发生栅极漏电的功率管,成为了本领域技术人员的研究重点。


技术实现要素:

4.为解决上述技术问题,本技术实施例提供了一种具有漏电检测单元的功率管,该功率管能够支持对其进行栅极漏电检测,避免由于功率管栅极漏电影响电源开关芯片的工作。
5.为解决上述问题,本技术实施例提供了如下技术方案:
6.一种功率管,包括:第一n型场效应管、第二n型场效应管、漏电检测单元;
7.所述第一n型场效应管的源极与所述第二n型场效应管的源极相连,栅极与所述第二n型场效应管的栅极相连;
8.所述漏电检测单元包括第一开关和控制电路,其中,所述第一开关第一端与所述第一n型场效应管栅极相连,第二端接地,所述控制电路第一端与所述第一n型场效应管漏极相连,第二端与所述第一n型场效应管源极相连;
9.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一开关闭合,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地,所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接,并且所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压,以对所述功率管进行栅极漏电检测;
10.其中,所述电压源为外部电压源,仅在对所述功率管进行栅极漏电检测时,与所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极相连。
11.可选的,所述控制电路包括:p型场效应管、电阻、第二开关和电流源;
12.其中,所述p型场效应管源极与所述第一n型场效应管漏极相连,漏极与所述第一n型场效应管的源极相连;所述电阻第一端与所述p型场效应管源极相连,第二端与所述p型场效应管栅极相连,并且所述电阻第二端还与所述第二开关第一端相连,所述第二开关第
二端与所述电流源相连,所述电流源用于提供预设电流;
13.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第二开关闭合,所述预设电流流经所述电阻,使得所述电阻两端产生电压差,促使所述p型场效应管导通,以使得所述控制电路开启。
14.可选的,还包括电荷泵,所述电荷泵包括第一电容、第二电容、第三开关、第四开关、第五开关以及第六开关;
15.其中,所述第三开关第一端与所述第四开关第一端相连;所述第四开关第二端与所述第五开关第一端相连;所述第五开关第二端与所述第六开关第一端相连;所述第六开关第二端与所述第三开关第一端相连;所述第一电容第一端与所述第三开关第二端相连,第二端为其输入端,所述第一电容通过其第二端进行充电;所述第二电容第一端与所述第四开关第二端相连,第二端为输入端,所述第二电容通过其第二端进行充电;
16.所述第三开关第一端还与所述第一n型场效应管栅极相连,所述第五开关第二端还与所述第一n型场效应管源极相连,所述功率管工作时,所述电荷泵处于开启状态,为所述第一n型场效应管和所述第二n型场效应管提供驱动电压。
17.一种电源开关芯片,包括权利要求1-3任一一项所述的功率管。
18.一种漏电检测方法,用于对功率管进行栅极漏电检测,所述功率管包括:第一n型场效应管、第二n型场效应管、漏电检测单元,所述第一n型场效应管的源极与所述第二n型场效应管的源极相连,栅极与所述第二n型场效应管的栅极相连;所述漏电检测单元包括第一开关和控制电路,其中,所述第一开关第一端与所述第一n型场效应管栅极相连,第二端接地,所述控制电路第一端与所述第一n型场效应管漏极相连,第二端与所述第一n型场效应管源极相连;该方法包括:
19.将所述第一开关闭合,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地;
20.将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接;
21.将所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压,以对所述功率管进行栅极漏电检测;
22.其中,所述电压源为外部电压源,仅在对所述功率管进行栅极漏电检测时,与所述第一n型场效应管和所述第二n型场效应管漏极相连。
23.可选的,所述控制电路包括:p型场效应管、电阻、第二开关和电流源,其中,所述p型场效应管源极与所述第一n型场效应管漏极相连,漏极与所述第一n型场效应管的源极相连;所述电阻第一端与所述p型场效应管源极相连,第二端与所述p型场效应管栅极相连,并且所述电阻第二端还与所述第二开关第一端相连,所述第二开关第二端与所述电流源相连,所述电流源提供预设电流;将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接包括:
24.将所述第二开关闭合,所述预设电流流经所述电阻,使得所述电阻两端产生电压差,促使所述p型场效应管导通,以将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接。
25.与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
26.本技术所提供的技术方案包括:第一n型场效应管、第二n型场效应管、漏电检测单元;所述第一n型场效应管的源极与所述第二n型场效应管的源极相连,栅极与所述第二n型场效应管的栅极相连;所述漏电检测单元包括第一开关和控制电路,其中,所述第一开关第一端与所述第一n型场效应管栅极相连,第二端接地,所述控制电路第一端与所述第一n型场效应管漏极相连,第二端与所述第一n型场效应管源极相连。
27.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一开关闭合,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地,电位为0。并且所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极和所述第一n型场效应管的源极短接,同时所述第一n型场效应管的漏极和所述第二n型场效应管的漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压。由于对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一n型场效应管的源极与所述第一n型场效应管的漏极短接,因此所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压时,也就加在了所述第一n型场效应管的源极和漏极,使得所述第一n型场效应管的源极和漏极电位相同,高于所述第一n型场效应管的栅极电压,从而所述电压源向与所述第一n型场效应管漏极施加电压,就加在了所述第一n型场效应管的漏极与栅极之间,同时也加在了所述第一n型场效应管的源极和栅极之间,进而在所述第一n型场效应管的源极和栅极之间的栅氧化层施加电压,并在所述第一n型场效应管的漏极和栅极之间的栅氧化层施加电压,使得能够对所述第一n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并对所述第一n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第一n型场效应管进行栅极漏电检测。
28.已知所述第一n型场效应管源极与所述第二n型场效应管源极相连,所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压,电压加在所述第一n型场效应管的源极,也就加在了所述第二n型场效应管的源极,并且所述电压源还向所述第二n型场效应管的漏极施加电压,使得所述第二n型场效应管的源极和漏极的电压相同。已知所述第二n型场效应管的栅极接地,因此所述第二n型场效应管源极电位高于所述第二n型场效应管的栅极电位,并且所述第二n型场效应管的漏极电位高于所述第二n型场效应管的栅极电位,从而施加在所述第二n型场效应管源极的电压,就加在了所述第一n型场效应管的源极与栅极之间,施加在所述第二n型场效应管漏极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的漏极和栅极之间,进而加在所述第二n型场效应管的源极和栅极之间的栅氧化层上,并加在所述第二n型场效应管的漏极和栅极之间的栅氧化层上,使得能够对所述第二n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并且能够对所述第二n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第二n型场效应管进行栅极漏电检测。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为对一种单向功率管进行漏电检测的电路结构示意图;
31.图2为利用单向功率管漏电检测电路对一种双向功率管进行漏电检测的电路结构
示意图;
32.图3为本技术实施例提供的一种具有漏电检测单元的功率管的结构示意图;
33.图4为本技术实施例提供的一种漏电检测方法的流程图。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术,但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广,因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
36.其次,本技术结合示意图进行详细描述,在详述本技术实施例时,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,其在此不应限制本技术保护的范围。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。
37.正如背景技术部分所述,提供一种能够支持检测其是否发生栅极漏电的功率管,成为了本领域技术人员的研究重点。
38.对于功率管而言,栅氧化层包括源极与栅极之间的栅氧化层和漏极与栅极之间的栅氧化层,电子由于隧穿效应发生穿过栅氧化层的情况,就会导致功率管发生栅极漏电,也就导致功率管发生漏电。电源开关芯片中的功率管通常用电荷泵作为驱动,驱动能力很弱,只有几个微安。若功率管的栅极存在漏电的情况,并且漏电大于电荷泵的驱动电流,功率管就无法导通工作,影响电源开关芯片的工作可靠性。
39.并且,在电源开关芯片中,功率管的尺寸很大,占整个芯片面积的一半以上,功率管的尺寸越大,其栅极尺寸越大,导致形成栅极氧化层时,更容易使得栅氧化层存在缺陷,电子会由于缺陷的存在,穿过栅氧化层,导致发生栅极漏电,影响电源开关芯片的工作可靠性。
40.为了检测功率管是否存在栅极漏电情况,以免影响电源开关芯片的工作,就必须对功率管栅极漏电进行检测。目前常用的方法是增加栅极测试引脚,并在晶圆阶段进行检测。但是对于晶圆片级芯片规模封装(wafer level chip scale packaging,简称wlcsp),只进行最终的检测,若再进行一次晶圆检测,将增加测试成本,并且对于晶圆级芯片规模封装的功率管而言,其栅极为内置节点,没有外置引脚,不能对栅极直接施加电压,进行漏电检测。对于这种情况,通常设计一个测试电路对功率管进行栅极漏电检测,利用测试电路对功率管进行漏电检测的方法是通过测试电路对功率管的栅氧化层施加电压,利用电流检测工具检测电流,根据检测到的电流判断漏电情况。现有的测试电路如图1所示,10为电荷泵,11为功率管,所述功率管11为n型场效应管,对功率管进行漏电检测时,电荷泵10不工作,开关k3闭合,将功率管11的栅极接地,使得功率管栅极的电位为0。并将in端和out端短接到外部电源,即将功率管11的源极和漏极短接到外部电源,以对功率管的源极和漏极施加电压,使得所述功率管的漏极电位和源极电位高于栅极电位,从而使得施加在源极的电压加在了所述功率管的源极与栅极之间,施加在漏极的电压加在了所述功率管的漏极和栅极之间,
以对源极和栅极之间的栅氧化层施加电压,并对漏极和栅极之间的栅氧化层施加电压,进而对源极和栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并对漏极和栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,即对所述功率管的栅氧化层进行漏电检测,若检测到电流较大,说明功率管栅极漏电较大。
41.现有的测试电路对于中只有一个场效应管的单向功率管而言,是可以实现漏电检测的,但是对于具有源极相连的两个背靠背场效应管的功率管而言,是不能够进行漏电检测的。如图2所示,12为电荷泵,13和14分别为源极相连的两个场效应管,根据图2可以看出,对于该功率管而言,场效应管的源极为内置节点,没有外置引脚,利用上述测试电路无法在两个功率管的源极施加电压,只是单纯将栅极电位下拉为0,无法检测该功率管源极与栅极之间的栅氧化层的漏电,从而无法全面了解功率管栅极的漏电情况。但是随着电力电子技术的发展,具有两个背靠背场效应管的功率管应用越来越广泛,因此对该种功率管进行栅极漏电检测,变的越发重要。
42.基于此,本技术实施例提供了一种具有漏电检测单元的功率管,如图3所示,所述功率管包括:第一n型场效应管21、第二n型场效应管22、漏电检测单元;
43.所述第一n型场效应管21源极与所述第二n型场效应管22源极相连,栅极与所述第二n型场效应管22栅极相连;
44.所述漏电检测单元包括第一开关31和控制电路32,其中,所述第一开关31第一端与所述第一n型场效应管21栅极相连,第二端接地;需要说明的是,已知所述第一n型场效应管21栅极与所述第二n型场效应管22栅极相连,并且所述第一开关31第一端与所述第一n型场效应管21栅极相连,从而所述第一开关31第一端也与所述第二n型场效应管22的栅极相连,即所述第一开关31第一端与所述第一n型场效应管21栅极以及所述第二n型场效应管22栅极相连;所述控制电路32第一端与所述第一n型场效应管21漏极相连,第二端与所述第一n型场效应管21源极相连;需要说明的是,已知所述第一n型场效应管21源极与所述第二n型场效应管22的源极相连,并且所述控制电路32第二端与所述第一n型场效应管21源极相连,从而所述控制电路32第二端也与所述第二n型场效应管22源极相连,即所述控制电路32第二端与所述第一n型场效应管21源极以及所述第二n型场效应管22源极相连;
45.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一开关31闭合,使得所述第一n型场效应管21栅极与所述第二n型场效应管22栅极接地;所述控制电路32开启,使得所述第一n型场效应管21漏极与源极短接,并且所述第一n型场效应管21漏极和所述第二n型场效应管22漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管21漏极和所述第二n型场效应管22漏极施加电压,以对所述功率管进行栅极漏电检测;需要说明的是,在本技术实施例中,所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极与电压源相连,是指所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极短接到电压源,即所述第一n型场效应管漏极与所述第二n型场效应管漏极相连,之后,共同与所述电压源相连,已知所述第一n型场效应管的漏极和所述第二n型场效应管的漏极分别为所述功率管的in端和out端,因此所述第一n型场效应管漏极与所述第二n型场效应管漏极相连,之后,共同与所述电压源相连,也即所述功率管的in端和out端相连,之后,共同与所述电压源相连,但本技术实施例对此并不做限定,具体视情况而定;
46.其中,所述电压源为外部电压源,不属于所述功率管,是为了检测所述功率管栅极
漏电而提供的,仅在对所述功率管进行栅极漏电检测时,与所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极相连。
47.具体的,在本技术实施例中,所述功率管包括第一n型场效应管和第二n型场效应管,并且所述第一n型场效应管源极和所述第二n型场效应管源极相连,即所述功率管包括两个背靠背的n型场效应管。
48.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一开关闭合,由于所述第一开关第一端与所述第一n型场效应管的栅极以及所述第二n型场效应管的栅极相连,第二端接地,从而所述第一开关闭合时,所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极电位为0。
49.并且对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极和所述第一n型场效应管的源极短接,同时所述第一n型场效应管的漏极和所述第二n型场效应管的漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压。由于对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一n型场效应管的源极与所述第一n型场效应管的漏极短接,因此所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压时,也就同时加在了所述第一n型场效应管的源极和漏极,使得所述第一n型场效应管的源极和漏极电位相同,高于所述第一n型场效应管的栅极电压,从而所述电压源向与所述第一n型场效应管漏极施加电压,就加在了所述第一n型场效应管的漏极与栅极之间,同时也加在了所述第一n型场效应管的源极和栅极之间,进而在所述第一n型场效应管的漏极和栅极之间的栅氧化层施加电压,并在源极和栅极之间的栅氧化层施加电压,使得能够对所述第一n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并对所述第一n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第一n型场效应管进行栅极漏电检测。
50.已知所述第一n型场效应管源极与所述第二n型场效应管源极相连,所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压,电压能够加在所述第一n型场效应管的源极,也就加在了所述第二n型场效应管的源极,并且所述电压源还向所述第二n型场效应管的漏极施加电压,使得所述第二n型场效应管的源极和漏极的电压相同。已知所述第二n型场效应管的栅极接地,使得所述第二n型场效应管源极电位高于所述第二n型场效应管的栅极电位,并且所述第二n型场效应管的漏极电位高于所述第二n型场效应管的栅极电位,从而施加在所述第二n型场效应管源极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的源极与栅极之间,施加在所述第二n型场效应管漏极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的漏极和栅极之间,进而加在了所述第二n型场效应管的源极和栅极之间的栅氧化层上,并加在所述第二n型场效应管的漏极和栅极之间的栅氧化层上,使得能够对所述第二n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并且能够对所述第二n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第二n型场效应管进行栅极漏电检测。
51.需要说明的是,通常情况下,n型场效应管为高压场效应管,n场效应管栅极与源极之间的栅氧化层薄,栅极与漏极之间的栅氧化层较厚,栅极漏电较多发生在栅极与源极之间的栅氧化层上,较少发生在栅极与漏极之间,从而对具有n型场效应管的功率管进行栅极漏电检测时,通常重点检测的是栅极与源极之间栅氧化层的漏电情况。但是,当场效应管为低压场效应管时,源极与栅极之间的栅氧化层的厚度同漏极与栅极之间的栅氧化层厚度相
同,对具有该种场效应管的功率管进行栅极漏电检测时,需要同时检测源极与栅极之间栅氧化层的漏电,及漏极与栅极之间栅氧化层的漏电。由上述可知,本技术实施例所提供的功率管能够检测源极与栅极之间栅氧化层的漏电,及漏极与栅极之间栅氧化层的漏电,使得本技术实施例所提供的功率管支持上述两种类型的场效应管的栅极漏电检测,从而本技术实施例所提供的功率管可以为具有n型场效应管的功率管,也可以为具有低压场效应管的功率管,具有较强的实用性。
52.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,继续如图3所示,所述控制电路32包括:p型场效应管321、电阻322、第二开关323和电流源;其中,所述p型场效应管321源极与所述第一n型场效应管21漏极相连,漏极与所述第一n型场效应管21的源极相连;所述电阻322第一端与所述p型场效应管321源极相连,第二端与所述p型场效应管321栅极相连,并且所述电阻322第二端还与所述第二开关323第一端相连,所述第二开关323第二端与所述电流源相连,所述电流源用于提供预设电流;需要说明的是,已知所述第一n型场效应管源极与所述第二n型场效应管源极相连,从而所述p型场效应管漏极也与所述第二n型场效应管源极相连,即所述p型场效应管漏极与所述第一n型场效应管源极以及所述第二n型场效应管源极相连;还需要说明的是,在本技术实施例中,所述电流源为对所述功率管内部电流进行采样的恒流源,为下拉电流源(在图3中并没有示出),并且所述电流源提供的预设电流的值根据电阻阻值和p型场效应管的驱动电压决定;
53.对所述功率管进行漏电检测时,所述第二开关323闭合,所述电流源提供的预设电流流经所述电阻322,使得所述电阻322两端产生电压差,促使所述p型场效应管321导通,以使得所述控制电路开启。
54.具体的,在本技术实施例中,对所述功率管进行漏电检测时,所述第二开关闭合,使得所述电流源提供的预设电流流经所述电阻,以使得所述电阻两端产生电压差,由于所述电阻第一端与所述p型场效应管源极相连,第二端与所述p型场效应管的栅极相连,从而所述电阻两端具有电压差时,为所述p型场效应管提供了驱动电压,能够使得所述p型场效应管导通,从而所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与所述第一n型场效应管短接。
55.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,继续如图3所示,所述功率管还包括功率管40,所述电荷泵40包括第一电容41、第二电容42、第三开关43、第四开关44、第五开关45以及第六开关46;其中,所述第三开关43第一端与所述第四开关44第一端相连;所述第四开关44第二端与所述第五开关45第一端相连;所述第五开关45第二端与所述第六开关46第一端相连;所述第六开关46第二端与所述第三开关43第一端相连;所述第一电容41第一端与所述第三开关43第二端相连,所述第二电容42第一端与所述第四开关44第二端相连,并且所述第一电容41第二端为其输入端,所述第一电容41通过其第二端进行充电,所述第二电容42第二端为其输入端,所述第二电容42通过其第二端进行充电;并且所述第三开关43第一端还与所述第一n型场效应管21栅极相连,所述第五开关45第二端还与所述第一n型场效应管21源极相连,所述功率管工作时,所述电荷泵40处于开启状态,为所述第一n型场效应管21和所述第二n型场效应管22提供驱动电压。
56.需要说明的是,已知所述第一n型场效应管栅极与所述第二n型场效应管栅极相连,由于所述第三开关第一端与所述第一n型场效应管栅极相连,从而所述第三开关第一端
也与所述第二n型场效应管栅极相连;并且所述第一n型场效应管源极和所述第二n型场效应管源极相连,由于所述第五开关第二端还与所述第一n型场效应管源极相连,从而所述第五开关第二端也与所述第二n型场效应管源极相连,即所述电荷泵与所述第一n型场效应管和第二n型场效应管的栅极和源极,使得所述电荷泵处于开启状态时,所述电荷泵能够为所述第一n型场效应管和所述第二n型场效应管提供驱动电压。还需要说明的是,所述电荷泵的工作原理和工作过程为本领域技术人员所公知,因此不再过多赘述。
57.本技术实施例还提供了一种电源开关芯片,所述电源开关芯片包括上述任一实施例所述的功率管。需要说明的是,所述功率管的结构在上述实施例中已经详细介绍,在比不再赘述。
58.本技术实施例还提供了一种漏电检测方法,用于对功率管进行栅极漏电检测,如图3所示,所述功率管包括:第一n型场效应管21、第二n型场效应管22、漏电检测单元,所述第一n型场效应管21的源极与所述第二n型场效应管22的源极相连,栅极与所述第二n型场效应管22的栅极相连;所述漏电检测单元包括第一开关31和控制电路32,其中,所述第一开关31第一端与所述第一n型场效应管栅极21相连,第二端接地,所述控制电路32第一端与所述第一n型场效应管21漏极相连,第二端与所述第一n型场效应管21源极相连;如图4所示,该方法包括:
59.s1:将所述第一开关闭合,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地;
60.s2:将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接;
61.s3:将所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极与电压源相连,在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压,以对所述功率管进行栅极漏电检测;需要说明的是,所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极与电压源相连,是指所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极短接到电压源,即所述第一n型场效应管漏极与所述第二n型场效应管漏极相连,之后,共同与所述电压源相连,已知所述第一n型场效应管的漏极和所述第二n型场效应管的漏极分别为所述功率管的in端和out端,因此所述第一n型场效应管漏极与所述第二n型场效应管漏极相连,之后,共同与所述电压源相连,也即所述功率管的in端和out端相连,之后,共同与所述电压源相连,但本技术实施例对此并不做限定,具体视情况而定;
62.其中,所述电压源为外部电压源,仅在对所述功率管进行漏电检测时,与所述第一n型场效应管和所述第二n型场效应管漏极相连。
63.具体的,在本技术实施例中,所述功率管包括第一n型场效应管和第二n型场效应管,并且所述第一n型场效应管源极和所述第二n型场效应管源极相连,即所述功率管包括两个背靠背的n型场效应管。
64.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述漏电检测方法包括将所述第一开关闭合,由于所述第一开关第一端与所述第一n型场效应管的栅极以及所述第二n型场效应管的栅极相连,第二端接地,从而将所述第一开关闭合时,所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极电位为0。
65.所述漏电检测方法还包括将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极
和所述第一n型场效应管的源极短接,并将所述第一n型场效应管的漏极和所述第二n型场效应管的漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压。由于对所述功率管进行漏电检测时,所述第一n型场效应管的源极与所述第一n型场效应管的漏极短接,因此所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加的电压时,也就加在了所述第一n型场效应管的源极和漏极,使得所述第一n型场效应管的源极和漏极电位相同,高于所述第一n型场效应管的栅极电压,从而所述电压源向与所述第一n型场效应管漏极施加电压,就加在了所述第一n型场效应管的漏极与栅极之间,同时也加在了所述第一n型场效应管的源极和栅极之间,进而在所述第一n型场效应管的漏极与栅极之间的栅氧化层施加了电压,并在漏极与栅极之间的栅氧化层施加了电压,使得能够对所述第一n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并能够对所述第一n型场效应管源极和栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第一n型场效应管进行栅极漏电检测。
66.已知所述第一n型场效应管源极与所述第二n型场效应管源极相连,从而所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压,电压能够加在所述第一n型场效应管的源极,也就加在了所述第二n型场效应管的源极,并且所述电压源还向所述第二n型场效应管的漏极施加电压。已知所述第二n型场效应管的栅极接地,使得所述第二n型场效应管源极电位高于所述第二n型场效应管的栅极电位,并且所述第二n型场效应管的漏极电位高于所述第二n型场效应管的栅极电位,从而施加在所述第二n型场效应管源极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的源极与栅极之间,施加在所述第二n型场效应管漏极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的栅极和漏极之间,进而加在所述第二n型场效应管的源极和栅极之间的栅氧化层上,并加在所述第二n型场效应管的漏极和栅极之间的栅氧化层上,能够对所述第二n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并且能够对所述第二n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第二n型场效应管进行栅极漏电检测。
67.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图3所示,所述控制电路31包括p型场效应管321、电阻322、第二开关323和电流源324;其中,所述p型场效应管321源极与所述第一n型场效应管21漏极相连,漏极与所述第一n型场效应管21的源极相连;所述电阻322第一端与所述p型场效应管321源极相连,第二端与所述p型场效应管321栅极相连,并且所述电阻322第二端还与所述第二开关323第一端相连,所述第二开关323第二端与所述电流源324相连,所述电流源324用于提供预设电流;在步骤s2中,将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接包括:
68.s21:将所述第二开关闭合,所述电流源提供的预设电流流经所述电阻,使得所述电阻两端具有电压差,促使所述p型场效应管导通,以将所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与源极短接。
69.具体的,在本技术实施例中,对所述功率管进行漏电检测时,将所述第二开关闭合,使得所述电流源输出的预设电流能够流经所述电阻,以使得所述电阻两端产生电压,由于所述电阻第一端与所述p型场效应管源极相连,第二端与所述p型场效应管的栅极相连,从而所述电阻两端具有电压差时,为所述p型场效应管提供了驱动电压,能够使得所述p型场效应管导通,从而所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极与所述第一n型场
效应管短接。
70.综上所述,本技术实施例提供了一种功率管、电源开关芯片及漏电检测方法,该功率管包括:第一n型场效应管、第二n型场效应管、漏电检测单元;所述第一n型场效应管的源极与所述第二n型场效应管的源极相连,栅极与所述第二n型场效应管的栅极相连;所述漏电检测单元包括第一开关和控制电路,其中,所述第一开关第一端与所述第一n型场效应管栅极相连,第二端接地,所述控制电路第一端与所述第一n型场效应管漏极相连,第二端与所述第一n型场效应管源极相连。
71.对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一开关闭合,使得所述第一n型场效应管的栅极和所述第二n型场效应管的栅极接地,电位为0。并且所述控制电路开启,使得所述第一n型场效应管漏极和所述第一n型场效应管的源极短接,同时所述第一n型场效应管的漏极和所述第二n型场效应管的漏极与电压源相连,使得所述电压源在所述第一n型场效应管漏极和所述第二n型场效应管漏极施加电压。由于对所述功率管进行栅极漏电检测时,所述第一n型场效应管的源极与所述第一n型场效应管的漏极短接,因此所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压时,也就加在了所述第一n型场效应管的源极和漏极,使得所述第一n型场效应管的源极和漏极电位相同,高于所述第一n型场效应管的栅极电压,从而所述电压源向与所述第一n型场效应管漏极施加电压,就加在了所述第一n型场效应管的漏极与栅极之间,同时也加在了所述第一n型场效应管的源极和栅极之间,使得能够对所述第一n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并对所述第一n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第一n型场效应管进行栅极漏电检测。
72.已知所述第一n型场效应管源极与所述第二n型场效应管源极相连,所述电压源向所述第一n型场效应管漏极施加电压,电压加在所述第一n型场效应管的源极,也就加在了所述第二n型场效应管的源极,并且所述电压源还向所述第二n型场效应管的漏极施加电压,使得所述第二n型场效应管的源极和漏极的电压相同。已知所述第二n型场效应管的栅极接地,因此所述第二n型场效应管源极电位和漏极电位高于其栅极电位,从而施加在所述第二n型场效应管源极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的源极与栅极之间,施加在所述第二n型场效应管漏极的电压,就加在了所述第二n型场效应管的栅极和漏极之间,进而加在所述第二n型场效应管的源极和栅极之间的栅氧化层上,并加在所述第二n型场效应管的漏极和栅极之间的栅氧化层上,能够对所述第二n型场效应管源极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,并且能够对所述第二n型场效应管漏极与栅极之间的栅氧化层进行漏电检测,从而能够对所述第二n型场效应管进行栅极漏电检测。
73.本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述,每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处,各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
74.对所公开的实施例的上述说明,本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合,使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
再多了解一些

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