调压电路制造技术

本发明专利技术公开了一种调压电路。该电路包括：配置为接收电源电压的电源端子；控制晶体管，可具有体区、第一源/漏区、第二源/漏区、设置在体区上方的栅极绝缘区以及设置在栅极绝缘区上方的栅极区，第一源/漏区可以与电源端子耦接且栅极绝缘区可以具有第一层厚度；具有内部电源端子和多个晶体管的逻辑电路，每个晶体管具有第二层厚度的栅极绝缘区，内部电源端子可以与控制晶体管的第二源/漏区耦接；具有逆变器输入端和逆变器输出端的逆变器，逆变器输入端可与逻辑电路的内部电源端子耦接并且逆变器输出端可与控制晶体管的栅极区耦接，逆变器可包括具有第三层厚度的栅极绝缘区的至少一个晶体管；第一层厚度、第二层厚度和第三层厚度基本上可以相同。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种调压电路。该电路包括：配置为接收电源电压的电源端子；控制晶体管，可具有体区、第一源/漏区、第二源/漏区、设置在体区上方的栅极绝缘区以及设置在栅极绝缘区上方的栅极区，第一源/漏区可以与电源端子耦接且栅极绝缘区可以具有第一层厚度；具有内部电源端子和多个晶体管的逻辑电路，每个晶体管具有第二层厚度的栅极绝缘区，内部电源端子可以与控制晶体管的第二源/漏区耦接；具有逆变器输入端和逆变器输出端的逆变器，逆变器输入端可与逻辑电路的内部电源端子耦接并且逆变器输出端可与控制晶体管的栅极区耦接，逆变器可包括具有第三层厚度的栅极绝缘区的至少一个晶体管；第一层厚度、第二层厚度和第三层厚度基本上可以相同。【专利说明】调压电路
各个实施方式涉及调压电路。
技术介绍
具有数字为主的功能的IC (集成电路)大多包括针对各个电压域的单独的电源端子。例如，如果IC包括以1.5V电压工作的数字控制器，并且还包括被配置为接收及输出3.3V信号的输入端子和输出端子，则IC包括至少一个用于施加1.5V电压的电源端子(或者可以设置多个内部互连的电源端子)以及至少一个用于施加3.3V电压的另一电源端子。电源电压由外部调压器提供。此外，电源电压可能需要由电容器(该电容器与电源端子并联耦接)进行缓冲。需要进行缓冲，原因是数字为主的IC的功耗改变的时间标度是比外部调压器能够对突然发生的阶梯状负载变化作出反应并且调整提供给负载(例如，用IC表示的负载)的电源电压的时间标度短的数量级。数字为主的IC的功耗的特征在于脉冲，该脉冲的宽度对于5V的技术(即，在以5V电压工作的数字为主的IC中)约为10纳秒，对于1.5V的技术(即，在以1.5V电压工作的数字为主的IC中)下降到100皮秒。(主要)数字IC中的脉冲状功耗是由其同步操作造成的。然而，典型调压器的控制稳定时间约为I微秒，因此显然无法对(主要)数字IC所导致的负载条件的突跳作出反应。在常规调压器中，通常，电压域的单个晶体管被用作控制器件，其被选择足够高以便被设计为至少处理调压器的最高输入电压。另外，运算放大器可以被用作稳定放大器或者实现等效功能的电路中，其以由于使用多个放大级而造成相对高的信号延迟时间为代价，提供了高静态控制精度 。这两个原因可以被视为造成常规调压器的相当长的控制稳定时间(control settling time)的主要原因。功耗较低的数字电路(例如用于移动应用的数字电路)通常包括内部调压器，该内部调压器提供较小的电源电压，因此可能需要从外部提供其他(较大的)电源电压。然而，这些类型的电路要求利用外部电容器对该内部较低的电源电压进行缓冲。因此，不得不经由额外的引脚将内部馈线引至IC的外部，从而造成(例如)需要ESD (静电放电)保护以及必须在集成电路中设置额外引脚等所有缺点。在功耗甚至更低的数字电路中，内部可包括有缓冲电容器。这种架构的实例可见于芯片卡或RFID (射频识别)应用中。另外，这些应用领域中的电路通常不以同步操作模式操作，以便减小其功耗谱中的尖峰幅度。由于进一步数字化的趋势，越来越多的应用利用复杂的数字电路从原先以模拟操作模式为主转换为数字操作。与数字电路不同，模拟电路中的功耗基本上是连续的。内部低电压域和外部提供的较高的电源电压在模拟电路中可借助内部调压器进行轻松调节，因此不必引至IC的外部进行缓冲(如就数字IC而言描述的)。这种模拟电路的用户仍然未察觉内部电源域并且不参与操作。这种产品/应用中的电路的数字部分主要以异步模式进行操作，因此功耗相当小，以便可通过内部调压器轻松供电。这种应用的一个突出实例是用于SMPS (开关模式电源)的集成控制电路领域，其由于栅极驱动器的输出电压较高而可能需要范围在15V至20V的相对较高的外部电源电压。用于SMPS的这种集成控制电路通常保持5V的内部电压域以便为模拟电路组件/部件(在一定程度上为数字电路组件/部件)供电。对这些应用进行相当复杂的全数字化到目前为止是不成功的，主要是由于对复杂数字(同步)逻辑的内部电压域有缓冲的需求。如上所述，这需要通过将相应馈线引出至IC的外部来从外面完成。除了 IC的至少一个端子被占用因此不能用于其他目的/功能的明显缺点以外，可能不得不使用更大的外壳并且用户很不愿意付出额外的努力来提供缓冲功能，使得电路很容易受到EMI (电磁干扰)的影响，例如尤其是在1.5V的较低的内部电源电压。易受EMI导致的干扰是由承载相当高的电压的其他周围的外部电气线路和/或引脚导致的，该电压例如是SMPS开关晶体管的通常约为600V的漏极电压或在EMC (电磁兼容性)测试期间施加大约4kV大小的电脉冲的SMPS的输电线。因此应避免不得不将内部电源电线引出至IC (或其外壳)的外部的必要性。到目前为止，用于电力电子设备的控制电路的复杂度一直局限于可以在5V或3.3V电压域中实现的几百个逻辑元件。这些控制电路主要利用BiCMOS(双极互补金属氧化物半导体)技术来实现，其可以用于提供BJT (双极面结型晶体管)，BJT具有增益带宽积，该增益带宽积远远大于数字IC中的其他组件的增益带宽积，以便对于提供IC中内部逻辑的内部电源线的负载调节可以局限于几百毫伏。然而，由于数字IC的密度等级不断的增加，内部逻辑的电源电压与其针对波动接受的绝对容差一起下降。同时，在使用如上描述的这些技术用于IC制造时，快速BJT的实现可能太昂贵。更复杂的数字控制电路(或驱动电路)，例如DC-DC转换器中使用的电路，通常被细分为利用低电源电压进行操作的数字控制器和利用较高的电源电压进行操作、仅包含复杂度较低的逻辑配置的一个或多个独立驱动电路。用于DC-DC转换器的控制电路通常包括大量端子，因此设置用于对内部逻辑电源电压进行外部缓冲的又一端子是不成太大问题的。
技术实现思路
在各个实施方式中，提供了一种电路:电源端子，被配置为接收电源电压；控制晶体管，其可具有体区、第一源/漏区、第二源/漏区、布置在体区上方的栅极绝缘区以及布置在栅极绝缘区上方的栅极区，其中，第一源/漏区可以耦接至电源端子，并且其中，栅极绝缘区可以具有第一层厚度；具有内部电源端子和多个晶体管的逻辑电路，各个晶体管都具有第二层厚度的栅极绝缘区，其中，内部电源端子可以耦接至控制晶体管的第二源/漏区；包括逆变器输入端和逆变器输出端的逆变器，其中，逆变器输入端可以耦接至逻辑电路的内部电源端子并且逆变器输出端可以耦接至控制晶体管的栅极区，其中，逆变器可包括具有第三层厚度的栅极绝缘区的至少一个晶体管；其中，第一层厚度、第二层厚度和第三层厚度可以基本上相等。【专利附图】【附图说明】在附图中，类似参考标号在通篇不同示图中通常是指相同部件。附图不一定按比例绘出，而是通常将重点放在示出本专利技术的原理。在以下描述中，参照以下附图对本专利技术的各个实施方式进行描述，其中:图1示出了电路的实施方式；图2示出了具有单个控制晶体管的电路的另一个实施方式；图3示出了具有级联晶体管的电路的又一个实施方式；图4示出了根据包括数个级的各个实施方式的电路；图5示出了根据图2的各个实施方式的电路的更详细的示图；图6示出了根据图5中所示的各个实施方式的电路的详细的可能实现方式；图7示出了根据各个实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：电源端子，被配置为接收电源电压；控制晶体管，所述控制晶体管具有体区、第一源/漏区、第二源/漏区、布置在所述体区上方的栅极绝缘区以及布置在所述栅极绝缘区上方的栅极区，其中，所述第一源/漏区耦接至所述电源端子，并且其中，所述栅极绝缘区具有第一层厚度；逻辑电路，包括内部电源端子和多个晶体管，各个所述晶体管都具有第二层厚度的栅极绝缘区，其中，所述内部电源端子耦接至所述控制晶体管的所述第二源/漏区；逆变器，包括逆变器输入端和逆变器输出端，其中，所述逆变器输入端耦接至所述逻辑电路的所述内部电源端子，并且所述逆变器输出端耦接至所述控制晶体管的所述栅极区，其中，所述逆变器包括具有第三层厚度的栅极绝缘区的至少一个晶体管；其中，所述第一层厚度、所述第二层厚度和所述第三层厚度基本上相等。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·费尔德特克勒，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：