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DE19733707A1 - Schutzschaltung - Google Patents

Schutzschaltung

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Publication number
DE19733707A1
DE19733707A1 DE19733707A DE19733707A DE19733707A1 DE 19733707 A1 DE19733707 A1 DE 19733707A1 DE 19733707 A DE19733707 A DE 19733707A DE 19733707 A DE19733707 A DE 19733707A DE 19733707 A1 DE19733707 A1 DE 19733707A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
effect transistor
field effect
source
protection circuit
drain
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19733707A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfons Dr Ing Graf
Martin Dr Ing Maerz
Christian Dipl Ing Schweizer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE19733707A priority Critical patent/DE19733707A1/de
Publication of DE19733707A1 publication Critical patent/DE19733707A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
    • H02H11/003Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection using a field effect transistor as protecting element in one of the supply lines

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung.
Bei vielen Anwendungen, in denen MOS-Feldeffekttransistoren als Schalter eingesetzt werden, macht sich die für MOS-Feldeffekttransistoren typische Inversdiode störend bemerk­ bar. Bedingt durch diese Diode läßt sich ein MOS-Feldeffekt­ transistor nur als Schalter für eine Stromrichtung verwenden (unidirektionaler Schalter), da er für die entgegengesetzte Stromrichtung immer leitet. Insbesondere bei Anwendungen, in denen die Gefahr einer Verpolung besteht, können daraus er­ hebliche Probleme entstehen, wie beispielsweise übermäßige Verlustleistung, unzulässiges Einschalten von Funktionsein­ heiten wie etwa Motoren und Ventilen, Zerstörung von Schal­ tungseinheiten usw.
Zum Schutze vor Verpolung wird in bekannter Weise häufig eine Diode derart in die Versorgungsleitung geschaltet, das im Normalbetriebsfall die Diode leitet und bei Verpolung sperrt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß im Normalbetrieb eine Span­ nung von 0,3 V an einer Schottky-Diode und bis zu 1,5 V an einer Siliziumdiode abfällt. Ein derartig hoher Spannungsab­ fall ist insbesondere bei Niederspannungsanwendungen wie etwa in Kraftfahrzeugen nicht tolerierbar. Außerdem entsteht auf­ grund des Spannungsabfalls eine erhebliche Verlustleistung, die insbesondere bei hohen Strömen zu erheblichen thermischen Problemen führt.
In "Engineering Journal", MAXIM, Ausgabe 20, Seite 9ff wird vorgeschlagen, als Verpolschutz einen MOS-Feldeffekttransis­ tor im Normalbetrieb als Verpolschutz einzusetzen. Bei einer auf Masse bezogenen, positiven Versorgungsspannung wie sie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen Verwendung findet, wird ein p-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor benötigt, der jedoch aus physikalischen Gründen eine erheblich größere Chipfläche er­ fordert und damit aufwendiger ist. Zwar läßt sich die gleiche Schutzfunktion auch mit einem n-Kanal-MOS-Feldeffekttransis­ tor im Massepfad erreichen, wie dies beispielsweise bei "Schaltnetzteil in Current-Mode-Technik mit der integrierten Schaltung TDA 4919", Siemens Components 29(2), 1991, Seiten 77 bis 82, beschrieben ist, jedoch ist in den meisten Fällen eine Unterbrechung der Masseleitung nicht erwünscht bzw. nicht möglich.
Weitere Schaltungsvorschläge zum Verpolschutz bzw. zur Realisierung rückwärtssperrender Schalter basieren auf der Verwendung antiserieller MOS-Feldeffekttransistoren. Wie bei­ spielsweise aus "Linear Application Handbook-Vol. II", Linear Technology Corporation 1993, Seite AN-53-3, bekannt ist, wer­ den dabei die Drain-Anschlüsse beider MOS-Feldeffekttransis­ toren zusammengeschaltet. Dies hat jedoch den Nachteil, daß wegen der geringen Durchbruchspannungen der jeweiligen Gate-Source-Strecken diese Schaltungsanordnung nur für Spannungen bis ca. 18 V einsetzbar ist. Diesen Nachteil vermeidet eine aus "HEXFET Designers Manual-Vol. I", International Rectifier Corporation, 1993, AN-950B, Seite 96, bekannte Schaltung, bei der die Source-Anschlüsse beider Transistoren zusammenge­ schaltet sind. Eine derartige Zusammenschaltung läßt sich je­ doch bei vielen MOS-Technologien nicht monolithisch realisie­ ren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schutzschaltung an­ zugeben, die diese Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Schnittstellenschaltung gemäß Pa­ tentanspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Schutzschaltung für eine an eine Ver­ sorgungsspannungsquelle angeschlossene Last umfaßt insbeson­ dere einen Feldeffekttransistor, dessen Gateanschluß an einer mit der Versorgungsspannungsquelle verbundenen Ansteuerschal­ tung angeschlossen ist, dessen Sourceanschluß mit einem An­ schluß der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist und des­ sen Drainanschluß mit einem Anschluß der Last gekoppelt ist. Dabei sind die jeweils anderen Anschlüsse von Last und Ver­ sorgungsspannungsquelle miteinander verschaltet und der Lei­ tungstyp des Feldeffekttransistors sowie dessen Ansteuerung sind derart, daß der Feldeffekttransistor bei der für die Last richtigen Polung der Versorgungsspannungsquelle invers betrieben wird und eingeschaltet ist sowie bei der für die Last falschen Polung der Versorgungsspannungsquelle normal betrieben wird und abgeschaltet ist. Bei falscher Polung der Versorgungsspannungsquelle sperrt folglich der Feldeffekt­ transistor und verhindert so einen Stromfluß bei Verpolung. Im normalen Betriebsfall, also bei für die Last richtiger Po­ lung der Versorgungsspannungsquelle wird der Feldeffekttran­ sistor invers betrieben, d. h., daß die parasitäre Drain- Source-Diode in Durchlaßrichtung betrieben wird und somit eine Versorgung der Last über die Diode erfolgen kann. Um je­ doch den Spannungsabfall über der parasitären Diode gering zu halten, wird der Feldeffekttransistor im Inversbetrieb zu­ sätzlich durchgeschaltet. Aufgrund des Durchschaltens des Feldeffekttransistors liegt parallel zur parasitären Diode ein niederohmiger Widerstand. Dadurch ergeben sich auch bei hohen Lastströmen Spannungsabfälle an der parasitären Diode, die weit unter denen handelsüblicher Schottky-Dioden liegen.
Bevorzugt umfaßt die Schutzschaltung eine Ladungspumpe zur Ansteuerung des Feldeffekttransistors, die bei richtiger Po­ lung der Versorgungsspannungsquelle den Feldeffekttransistor durchschaltet und bei Verpolung die Gate-Source-Strecke des Feldeffekttransistors kurzschließt. Damit wird mit geringem Aufwand eine Ansteuerschaltung für den Feldeffekttransistor realisiert.
Bevorzugt wird zur Ansteuerung der Ansteuerschaltung eine Lo­ gikschaltung vorgesehen, welche aus mindestens einem Ein­ gangssignal sowie zusätzlichen internen Signalen ein Ansteu­ ersignal für die Ansteuerschaltung erzeugt. Derartige interne Signale werden beispielsweise von einer Übertemperaturschutz­ schaltung geliefert, die thermisch mit dem Feldeffekttransis­ tor gekoppelt ist und die neben der Logikschaltung auch mit der Ladungspumpe verbunden sein kann. Darüber hinaus kann aber auch die Übertemperaturschutzschaltung nur mit der La­ dungspumpe gekoppelt sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Drain-Source-Strecke mindestens eines weiteren Feldeffekttransistors vom gleichen Leitungstyp antiseriell zur Drain-Source-Strecke des einen Feldeffekttransistors geschaltet, wobei der/die weite­ ren Feldeffekttransistor(en) bei richtiger Polung mittels an dessen/deren Gate(s) anlegbaren Steuersignalen schaltbar ist/sind. Der weitere Feldeffekttransistor kann dabei als Schalttransistor verwendet werden, so daß beide Feldeffekt­ transistoren zusammen einen verpolsicheren Schalter bilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerschal­ tung zwischen Gate und Source des Feldeffekttransistors ge­ schaltet. Die Ansteuerschaltung ist dabei in eine Wanne vom ersten Leitungstyp integriert, wobei die Wanne selbst in eine Zone eines Halbleiterkörpers vom zweiten Leitungstyp einge­ bettet ist, die die Drainzone des Feldeffekttransistors bil­ det und die mit der Zone einen pn-Übergang bildet. Die Wanne ist dabei elektrisch mit dem Sourceanschluß des Feldeffekt­ transistors verbunden. Eine parasitäre Diode, die durch die Wanne und die genannte Zone gebildet wird, ist zwischen Drain- und Sourceanschluß des Feldeffekttransistors ange­ schlossen. Eine weitere Diode ist schließlich antiseriell zur parasitären Diode geschaltet. Die so ausgebildete Schutz­ schaltung ist in besonderem Maße für einen Inversbetrieb ge­ eignet.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der weiteren Diode ein steuerbarer Schalter parallel geschaltet, der leitend ge­ steuert ist, wenn das Drainpotential des Feldeffekttransis­ tors höher ist als sein Sourcepotential und der gesperrt ist, wenn das Sourcepotential des Feldeffekttransistors höher ist als sein Drainpotential.
Bevorzugt ist dabei der steuerbare Schalter ein MOS-Feldef­ fekttransistor, dessen Gateanschluß mit dem Ausgang eines Komparators verbunden ist und bei der der eine Eingang des Komparators mit dem Drainanschluß und der andere Eingang des Komparators mit dem Sourceanschluß des Feldeffekttransistors verbunden ist. Dadurch wird mit geringem Aufwand eine Ansteu­ erschaltung realisiert.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird als MOS-Feldef­ fekttransistor ein Depletion-Feldeffekttransistor verwendet, dessen Drainzone durch die Katodenzone der integrierten Diode gebildet wird und seine Sourcezone mit der Wanne elektrisch verbunden ist.
Schließlich wird bevorzugt in die Wanne eine Schutzdiode in­ tegriert, die zwischen Gateanschluß und Sourceanschluß des Feldeffekttransistors angeschlossen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzschaltung,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzschaltung,
Fig. 3 die Anwendung einer erfindungsgemäßen Schutzschaltung bei einem Halbleiterschalter,
Fig. 4 eine erste Ausführungsform eines bevorzugten Feldef­ fekttransistors zur Verwendung bei einer erfindungs­ gemäßen Schutzschaltung,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines bevorzugten Feldef­ fekttransistors zur Verwendung bei einer erfindungs­ gemäßen Schutzschaltung und
Fig. 6 die Topologie eines Teils der Schaltung nach Fig. 5.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Feldeffekt­ transistor 1 über seinen Sourceanschluß mit einem Versor­ gungspotential V und über seinen Drainanschluß mit einem Aus­ gangsanschluß A verbunden. Zwischen Ausgangsanschluß A und ein Bezugspotential 6 ist dabei eine Last L geschaltet. Das Versorgungspotential V ist bei Normalbetrieb der Last L posi­ tiv und bei Verpolung, also bei falscher Polung, negativ. Der Gateanschluß des Feldeffekttransistors 1 ist an eine Ansteu­ erschaltung 4 angeschlossen, die ebenfalls an das Bezugspo­ tential 6 angeschlossen ist. Ein Steuereingang 5 der Ansteu­ erschaltung 4 ist über einen Widerstand 3 mit dem Versor­ gungspotential V verbunden. Da der Feldeffekttransistor 1 vom n-Kanal-Typ ist, wird er folglich bei richtiger Polung des Versorgungspotentials V invers betrieben. Demnach ist bei Normalbetrieb die parasitäre Diode des Feldeffekttransistor 1 in Durchlaßrichtung zwischen das Versorgungspotential V und dem Ausgangsanschluß A geschaltet. Bei Normalbetrieb wird zu­ dem die Ansteuerschaltung 4 über den Widerstand 3 durch das Versorgungspotential V derart ausgesteuert, daß diese einen Strom I in den Gateanschluß des Feldeffekttransistors 1 treibt. Dadurch verringert sich der Widerstand der Source-Drain-Strecke des Feldeffekttransistors 1 und setzt damit den Spannungsabfall, der ansonsten durch die parasitäre Diode be­ stimmt wird, wesentlich herab. Bei Verpolung arbeitet der Feldeffekttransistor 1 in normaler Betriebsweise. In dem Fall wird jedoch kein Strom je in den Gateanschluß getrieben, so daß der Feldeffekttransistor 1 sperrt und somit einen Strom­ fluß zur Last L unterbindet.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist gegenüber dem aus Fig. 1 dahingehend abgeändert, daß die Ansteuerschaltung 4 eine Ladungspumpe 41 aufweist, die dem Gateanschluß des Feldeffekttransistors 1 vorgeschaltet ist. Die Ladungspumpe 41 wird dabei von einer Logikschaltung 42 angesteuert, deren einer Eingang den Eingang 5 der Ansteuerschaltung 4 bildet und deren anderer Eingang mit dem Ausgang einer Transistor­ schutzschaltung 43 verbunden. Die Transistorschutzschaltung 43 überwacht den Feldeffekttransistor beispielsweise hin­ sichtlich der Temperatur. Demnach ist die Transistorschutz­ schaltung 43 thermisch mit dem Feldeffekttransistor 1 gekop­ pelt. In gleicher Weise kann die Transistorschutzschaltung 43 den Feldeffekttransistor 1 auch hinsichtlich Überspannung und Kurzschluß überwachen und über die Logikschaltung 42 und die Ladungspumpe 41 entsprechend auf den Feldeffekttransistor 1 einwirken.
In Fig. 3 ist die Anwendung der Schutzschaltung nach Fig. 1 bei einem elektronischen Schalter gezeigt. Zu diesem Zweck ist der Drain-Source-Strecke die Source-Drain-Strecke eines weiteren Feldeffekttransistors 1' nachgeschaltet. Das bedeu­ tet, daß die Source-Drain-Strecken der beiden Feldeffekttran­ sistoren 1, 1' in Antiserie bei miteinander gekoppelten Source-Anschlüssen geschaltet sind. Der Drainanschluß des Feldeffekttransistors 1' bildet dabei einen Schaltausgang S, an dem beispielsweise die zu schaltende Last L angeschlossen ist. Der Feldeffekttransistor 1' wird durch eine Ansteuer­ schaltung 4' in gleicher Weise wie der Feldeffekttransistor 1 durch die Ansteuerschaltung 4 angesteuert. Beide Ansteuer­ schaltungen 4, 4' sind dabei an das Bezugspotential 6 ange­ schlossen. Die Steuereingänge beider Ansteuerschaltungen 4, 4' sind über jeweils einen Widerstand 3, 3' an einen Steuer­ eingang 55 gelegt. Um sicherzustellen, daß der invers betrie­ bene Feldeffekttransistor 1 bei Verpolung sicher ausgeschal­ tet bleibt, ist eine Diode zwischen seinem Schalteingang 5 und dem Versorgungspotential V eine Diode 2 derart geschal­ tet, daß diese bei Verpolung leitend ist. Das bedeutet beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, daß die Anode mit dem Schalteingang 5 und die Katode mit dem Versorgungspotential V verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform können die beiden Source-Drain-Strecken gemeinsam durchgesteuert werden, da ein Verpolschutz nur bei durchgeschaltetem Feldeffekttransistor 1' erforderlich ist und daher nur in diesem Fall eine ent­ sprechende Aussteuerung des Feldeffekttransistors 1 notwendig wird. Auf diese Weise können elektronische Schalter mit Ver­ polschutz realisiert werden, die trotz des Verpolschutzes ei­ nen geringen Durchlaßwiderstand aufweisen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Feldeffekt­ transistor 1 durch einen MOS-Feldeffekttransistor gegeben. Ihm ist drainseitig die Last L in Reihe geschaltet. Sein Sourceanschluß ist an das Versorgungspotential V angeschlos­ sen. MOS-Feldeffekttransistoren benötigen zum Einschalten bekanntlich ein Gatepotential, das höher ist als das Source­ potential. Dieses Potential wird z. B. durch eine Ladungspumpe 7 erzeugt, die Teil der Ansteuerschaltung 4 ist, und die zum Ansteuern des Feldeffekttransistors 1 dient. Die Gate-Source-Spannung des Feldeffekttransistors 1 wird dabei durch eine Zenerdiode 8 zwischen dem Gateanschluß G und dem Sourceanschluß S begrenzt. Durch Anlegen eines Steuersignals an den Anschluß 6 wird die Ladungspumpe 7 in Betrieb gesetzt und der MOS-Feldeffekttransistor 1 leitend gesteuert.
Ein Stromfluß allein durch die dem MOS-Feldeffekttransistor 1 antiparallel geschaltete parasitäre Diode ist nicht er­ wünscht, da hier hohe Verluste aufgrund der hohen Schwellspannung eintreten würden. Deshalb muß sichergestellt werden, daß der MOS-Feldeffekttransistor 1 mit Hilfe der La­ dungspumpe 7 bei Inversbetrieb eingeschaltet bleibt, da die Ansteuerschaltung 4 in der Regel mindestens eine parasitäre Diode aufweist, die mit 9 bezeichnet ist. Sie ist über einen Ausgang der Ansteuerschaltung 4 mit dem Sourceanschluß und über einen Versorgungsspannungsanschluß der Steuerschaltung mit dem Drainanschluß des MOS-Feldeffekttransistors 1 ver­ bunden.
Ist also im Inversbetrieb das Sourcepotential größer als das Drainpotential, so beginnt die parasitäre Diode 9 zu leiten. Sie schaltet einen parasitären Bipolartransistor ein, der zwischen Gateanschluß G und Drainanschluß D des MOS-Feldef­ fekttransistors 1 angeschlossen ist. Das Einschalten des pa­ rasitären Bipolartransistors verhindert, daß das Gatepoten­ tial größer als das Drainpotential wird. Der MOS-Feldeffekt­ transistor 1 könnte daher bei Inversbetrieb nicht einge­ schaltet werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht nun vor, daß der para­ sitären Diode 9 eine weitere Diode 10 in Antiserie geschaltet ist. Die Diode 10 kann so mit der Diode 9 verbunden sein, daß entweder - wie beim Ausführungsbeispiel gezeigt - ihre Anoden­ zonen oder ihre Katodenzonen miteinander verbunden sind. Sie kann in die Steuerschaltung integriert oder diskret ausge­ bildet sein. Wird nun das Sourcepotential des MOS-Feldeffekt­ transistors 1 größer als das Drainpotential, so kann durch die Diode 9 kein Strom fließen. Damit kann auch der parasi­ täre Bipolartransistor nicht eingeschaltet werden. Der MOS-Feldeffekttransistor 1 bleibt damit auch bei Inversbetrieb eingeschaltet. Ein Strom kann damit über den MOS-Feldeffekt­ transistor 1 niederohmig zur Last fließen, so daß nur geringe Verluste entstehen.
Die weitere Diode 10 kann, wie in Fig. 6 dargestellt, durch eine in die Wanne 12 integrierte stark n-dotierte Zone 26 realisiert werden. Die Zone 26 bildet die Katodenzone der Diode 10, die Wanne 12 die Anodenzone.
Ist die weitere Diode 10 in die Steuerschaltung integriert, kann sie unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls parasi­ täre Bipolarstrukturen einschalten. Dies wird bei der in Fig. 5 dargestellten Weiterbildung der Erfindung berücksich­ tigt. Die Steuerschaltung 4 enthält dazu einen Depletion-MOS-Feldeffekttransistor 20, der der Diode 10 parallel geschaltet ist. Der Gateanschluß von 20 ist über einen Anschluß 25 und einen Widerstand mit dem Ausgang eines Komparators 21 verbun­ den. Der Komparator 21 hat einen ersten Eingang 23, der mit dem Drainanschluß von 1 verbunden ist und einen zweiten Ein­ gang 24, der mit dem Sourceanschluß von 1 verbunden ist. Der Depletion-MOS-Feldeffekttransistor 20 wird vom Komparator 21 dann leitend gesteuert, wenn die Spannung am Eingang 23 grö­ ßer ist als die Spannung am Eingang 24 des Komparators 21, d. h. wenn das Drainpotential höher ist als das Sourcepoten­ tial des Feldeffekttransistors 1. Wird das Sourcepotential höher als das Drainpotential, so tritt am Ausgang des Kompa­ rators 21 eine Spannung auf, die den Depletion-MOS-Feldef­ fekttransistor 20 sperrt. Damit kann durch die parasitäre Diode 9 kein Strom fließen und der Feldeffekttransistor 1 bleibt über die Ladungspumpe 7 sicher eingeschaltet. Zur Einstellung des Arbeitspunktes des Depletion-MOS-Feldeffekt­ transistor 20 ist dessen Gateanschluß mit dem Sourceanschluß über eine Diode 19 verbunden.
Bei der integrierten Schaltung nach Fig. 6 wird der Deple­ tion-MOS-Feldeffekttransistor 20 durch einen Lateral-Feldef­ fekttransistor gebildet, dessen Drainzone die Zone 26 ist. Im Abstand davon ist eine stark n-dotierte Sourcezone 27 ange­ ordnet. Drain- und Sourcezone sind durch eine schwach n-do­ tierte Kanalzone 28 miteinander verbunden. Die Sourcezone 27 ist über einen ohmschen Kontakt an die p-dotierte Wanne 12 angeschlossen. Die Gateelektrode des Feldeffekttransistors 20 ist über einen Anschluß 25 mit dem Ausgang des Komparators 21 aus Fig. 5 verbunden.
In einem schwach n-dotierten Halbleiterkörper 11 ist eine p-dotierte Wanne 12 eingebettet, in die wiederum eine stark n-dotierte Zone 17 eingebettet ist. Die Zone 17 bildet die Ka­ todenzone der Schutzdiode 8, die parasitäre Diode 9 ist durch die p-Wanne 12 und die n-dotierte Zone 11 gebildet. Die Zone 17 ist analog der Schaltung nach Fig. 4 über einen Kontakt mit dem Ausgang der Ladungspumpe 7 und mit dem Gateanschluß des MOS-Feldeffekttransistors 1 verbunden. Dieser ist üblicherweise in den gleichen Halbleiterkörper integriert und hat eine p-dotierte Basiszone 14 und darin eingebettete Sourcezonen 15. Die Zonen 14 und 15 sind kontaktiert und über einen Kontakt mit der Wanne 12 verbunden. Die Wanne 12 liegt damit auf Sourcepotential. Im Normalbetrieb der Last L ist das Drainpotential des Feldeffekttransistors 1 höher als sein Sourcepotential. Die parasitäre Diode 9 ist damit gesperrt, ebenso ist der parasitäre, aus den Zonen 17, 12 und 11 gebildete Bipolartransistor 13 gesperrt.

Claims (10)

1. Schutzschaltung für eine an eine Versorgungsspannungs­ quelle angeschlossene Last (2) mit einem Feldeffekttransistor (1), dessen Gateanschluß an einer mit der Versorgungsspan­ nungsquelle verbundenen Ansteuerschaltung (4) angeschlossen ist, dessen Sourceanschluß mit einem Anschluß (V) der Ver­ sorgungsspannungsquelle verbunden ist und dessen Drainan­ schluß mit einem Anschluß der Last (L) gekoppelt ist, wobei die jeweils anderen Anschlüsse von Last (L) und Versorgungs­ spannungsquelle miteinander verschaltet sind und der Lei­ tungstyp des Feldeffekttransistors (1) sowie dessen Ansteue­ rung derart sind, daß der Feldeffekttransistor (1) bei der für die Last (1) richtigen Polung der Versorgungsspannungs­ quelle invers betrieben wird und eingeschaltet ist sowie bei der für die Last (L) falschen Polung der Versorgungsspan­ nungsquelle normal betrieben wird und abgeschaltet ist.
2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, bei der die Ansteuer­ schaltung eine Ladungspumpe (41) aufweist, die bei richtiger Polung den Feldeffekttransistors (1) einschaltet.
3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Lo­ gikschaltung (42) zur Ansteuerung der Ladungspumpe (41) vor­ gesehen ist.
4. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Feldeffekttransistor (1) thermisch mit einer Tran­ sistorschutzschaltung (43) gekoppelt ist, die elektrisch mit der Logikschaltung (42) und/oder der Ladungspumpe (41) ver­ bunden ist.
5. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Drain-Source-Strecke mindestens eines weiteren Feld­ effekttransistors (1') vom gleichen Leitungstyp antiseriell zur Drain-Source-Strecke des einen Feldeffekttransistors (1) geschaltet ist, wobei der weitere Feldeffekttransistor (1') bei richtiger Polung mittels an dessen Gate anlegbaren Steu­ ersignalen schaltbar ist.
6. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Ansteuerschaltung zwischen Gate und Source des Feld­ effekttransistors (1) geschaltet ist,
die Ansteuerschaltung (4) in eine Wanne (12) vom ersten Lei­ tungstyp integriert ist,
die Wanne (12) in eine Zone (11) eines Halbleiterkörpers vom zweiten Leitungstyp eingebettet ist, die die Drainzone des Feldeffekttransistors (1) bildet und die mit der Zone (11) einen pn-Übergang bildet,
die Wanne (12) elektrisch mit dem Sourceanschluß des Feldef­ fekttransistors (1) verbunden ist,
eine parasitäre Diode (9), die durch die Wanne (12) und die genannte Zone (11) gebildet ist, zwischen Drain- und Source­ anschluß des Feldeffekttransistors (1) angeschlossen ist,
eine weitere Diode (10) in Antiserie zur parasitären Diode (9) geschaltet ist.
7. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der weiteren Diode (10) ein steuerbarer Schalter (20) parallel geschaltet ist, der leitend gesteuert ist, wenn das Drainpotential des Feldeffekttransistors (1) höher ist als sein Sourcepotential und der gesperrt ist, wenn das Source­ potential des Feldeffekttransistors (1) höher ist als sein Drainpotential.
8. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der steuerbare Schalter ein MOS-Feldeffekttransistor (20) ist, dessen Gateanschluß mit dem Ausgang eines Komparators (21) verbunden ist und daß der eine Eingang (23) des Komparators (21) mit dem Drainanschluß und der andere Eingang (24) des Komparators (21) mit dem Sourceanschluß des Feldeffekttransistors (1) verbunden ist.
9. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der MOS-Feldeffekttransistor (20) ein Depletion-Feldef­ fekttransistor ist, dessen Drainzone (26) durch die Katoden­ zone der integrierten Diode gebildet ist und daß seine Sour­ cezone (27) mit der Wanne (12) elektrisch verbunden ist.
10. Schutzschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der in die Wanne (12) eine Schutzdiode (17) integriert ist, die zwischen Gateanschluß und Sourceanschluß des Feldeffekt­ transistors (1) angeschlossen ist.
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