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二极管和电力 电子系统

阅读：569发布：2020-05-08

专利汇可以提供二极管和电力电子系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种二极管和一种电力电子系统。该二极管包括阳极区、阴极区和沟道阻止区。该二极管还包括连接在该沟道阻止区和该阴极区之间的感测电阻器。当该二极管被正向偏压时，感测电流流过该感测电阻器，该感测电流对应于流过该二极管的该正向电流。当该二极管被反向偏压时，该沟道阻止区有助于防止该二极管中的击穿条件。，下面是二极管和电力电子系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种二极管，其特征在于，所述二极管包括：
衬底；
阴极垫，所述阴极垫设置在所述衬底的底部表面上；
阳极垫，所述阳极垫设置在所述衬底的顶部表面的第一部分上，所述顶部表面与所述底部表面相对；
沟道阻止垫，所述沟道阻止垫设置在所述衬底的所述顶部表面的第二部分上；和感测电阻器，所述感测电阻器电连接在所述沟道阻止垫和所述阴极垫之间。
2.根据权利要求1所述的二极管，其中，当所述二极管被所述阳极垫和所述阴极垫之间的正向电压正向偏压时，所述感测电阻器包括与通过所述二极管的正向电流对应的感测电流。
3.根据权利要求2所述的二极管，其中，对所述二极管的主PN结进行去偏压不是由连接在所述沟道阻止垫和所述阴极垫之间的所述感测电阻器引起的。
4.根据权利要求2所述的二极管，其中，所述感测电流是流过所述二极管的主结的所述正向电流的一部分。
5.根据权利要求2所述的二极管，其中，所述感测电流以感测比率与所述正向电流成比例。
6.根据权利要求1所述的二极管，其中，所述二极管是功率半导体二极管。
7.根据权利要求1所述的二极管，其中，所述衬底包括：
阴极区，所述阴极区直接连接到所述阴极垫；
漂移区；
沟道阻止区，所述沟道阻止区直接连接到所述沟道阻止垫；和
阳极区，所述阳极区直接连接到所述阳极垫。
8.根据权利要求7所述的二极管，其中，当被所述阳极垫和所述阴极垫之间的正向电压正向偏压时，所述二极管包括：
主电流，所述主电流在所述阴极区和所述阳极区之间流过所述漂移区，和感测电流，所述感测电流在所述沟道阻止区和所述阳极区之间流过所述漂移区。
9.根据权利要求8所述的二极管，其中，所述正向电流和所述感测电流的比率在约100至500的范围内。
10.根据权利要求1所述的二极管，其中，所述感测电阻器的电阻在约1欧姆至约20欧姆的范围内。
11.一种电力电子系统，其特征在于，所述电力电子系统包括：
开关器件；
电感器，所述电感器耦接到所述开关器件，使得当所述开关器件处于导通状态时，所述电感器被充电，以及当所述开关器件处于关断状态时，所述电感器被放电；
二极管，所述二极管耦接到所述电感器并被配置为当所述电感器被放电时传导正向电流，所述二极管包括电连接在所述二极管的阴极垫和沟道阻止垫之间的感测电阻器；和监测电路，所述监测电路耦接到所述感测电阻器，并被配置为基于所述感测电阻器两端的感测电压来测量通过所述二极管放电的电流。
12.根据权利要求11所述的电力电子系统，其中，所述感测电阻器在所述二极管的衬底外部。

说明书全文

二极管和电力 电子系统

技术领域

[0001] 本公开涉及电力电子设备，并且更具体地讲，涉及一种二极管和电力电子系统。

背景技术

[0002] 电力电子设备可能易受故障条件(例如，过电流、短路等)影响。如果故障条件未被准确地检测和迅速地(例如，1-10微秒)缓解，可能会导致损坏。因此，需要新的设备和技术来感测电力电子设备中的条件。发明内容

[0003] 在一个整体方面，本公开描述了二极管。该二极管包括衬底。阴极垫设置在该衬底的底部表面上。阳极垫设置在该衬底的顶部表面(即，与底部表面相对)的第一部分上，而沟道阻止垫设置在该顶部表面的第二部分上。该二极管还包括连接在沟道阻止垫和阴极垫之间的感测电阻器。该感测电阻器连接在阴极垫和沟道阻止垫之间。

[0004] 感测电阻器可以用于确定通过二极管的正向电流。因此，在另一个整体方面，本公开描述了用于确定通过二极管的正向电流的方法。该方法包括在二极管的阴极垫和沟道阻止垫之间附接感测电阻器。该方法还包括在二极管的阳极垫和阴极垫之间施加正向电压，以正向偏压二极管。然后通过感测电阻器测量感测电流，并且基于该测量结果，确定通过二极管的正向电流。

[0005] 通过二极管的正向电流的测量结果在系统(例如，电力电子系统)中用于感测(即，监测)电路条件。因此，在另一个整体方面，本公开描述了电力电子系统。电力电子系统包括耦接到开关器件的电感器。当开关器件处于导通状态时，电感器被充电，而当开关器件处于关断状态时，电感器被放电。电力电子系统包括耦接到电感器的二极管，该二极管在电感器被放电时传导正向电流。该二极管包括连接在二极管的阴极垫和沟道阻止垫之间的感测电阻器。该感测电阻器耦接到监测电路，该监测电路被配置为基于感测电阻器两端的感测电压来测量通过二极管放电的电流。

[0006] 在以下具体实施方式及其附图内进一步解释了前述说明性发明内容，以及本公开的其他示例性目标和/或优点、以及实现方式。

附图说明

[0007] 图1A是具有在二极管的主PN结之后配置的电流传感器的二极管的示例的框图。

[0008] 图1B是针对图1A的电流传感器配置的感测电流和正向电流的电流与电压关系的曲线图。

[0009] 图2A是具有在二极管的主PN结之前配置的电流传感器的二极管的示例的框图。

[0010] 图2B是针对图2A的电流传感器配置的感测电流和正向电流的电流与电压关系的曲线图。

[0011] 图3A是根据本公开的实施方案的功率半导体二极管的横截面侧视图，该功率半导体二极管具有耦接到沟道阻止垫的电流传感器。

[0012] 图3B是如图3A所示的功率半导体二极管的等效电路的示意图，该二极管具有耦接到沟道阻止垫的电流传感器。

[0013] 图4是图3A所示功率半导体二极管的顶视图。

[0014] 图5是图4的一部分的放大视图，示出了沟道阻止垫和阳极垫。

[0015] 图6是根据本公开的实施方案的用于确定通过二极管的正向电流的方法。

[0016] 图7是包括用于感测电路条件的二极管的示例性电力电子系统的示意图。

[0017] 附图中的部件未必相对于彼此按比例绘制。相同附图标记在若干附图中表示相应的部件。

具体实施方式

[0018] 本公开描述了二极管，其被配置为在衬底的沟道阻止区上具有导电垫(即沟道阻止垫)。感测电阻器(R感测)可以在二极管的沟道阻止垫和阴极垫之间耦接到二极管，使得当二极管被正向偏压时感测电流(I感测)流过感测电阻器。然后，通过测量I感测(或感测电压V感测)，可以估计通过二极管的正向电流(IF)。因为感测电阻器连接在沟道阻止垫和阴极垫(例如，地)之间，所以二极管的主(PN)结处的电压(和电流)相对不受测量的影响。因此，在宽泛的操作条件范围内(例如，宽泛的IF范围内)，IF的估计可以非常准确。

[0019] 图1A以图形方式示出了根据本公开的实施方案的具有电流传感器的二极管100的示例。二极管包括衬底(例如，硅)，该衬底掺杂有材料(例如，磷、砷、锑、铋)以限定(例如，制造)N型阴极区110，并且该衬底掺杂有材料 (例如，硼、铝、镓、铟)以限定(例如，制造)P型阳极区120。在P型和N 型材料之间的边界处的主结130可以通过施加到与阳极区(即，阳极垫140) 相邻(例如，直接耦接)设置(例如，电镀)的导电垫的正向电压(VF)135和低于施加到与阴极区(即，阴极垫160)相邻(例如，直接耦接)设置(例如，电镀)的导电垫的VF(例如，零伏，地150)的电压来正向偏压。当正向偏压时(例如，通过VF)，二极管传导正向电流IF 105。
在一些具体实施中，设置在阳极区和/或阴极区上的导电垫可以各自是金属层。

[0020] 如图1A所示，二极管被配置为通过使用感测电阻器R感测155来测量正向电流IF。当正向电压VF 135被施加在二极管100的阳极垫140和阴极垫160之间时，正向电流IF 105流入二极管并流经二极管的主(PN)结130。在二极管的N 掺杂区110中，感测垫170用于将正向电流的一部分耦接到R感测中。换句话说，在主结130之后，IF的载流子可以遵循两个不同电流路径之一：在阳极垫140 和阴极垫160之间的第一路径180以及在阳极垫140和感测垫170之间的第二路径190。遵循每条路径的电流量是通过路径的电阻确定的。例如，根据R感测的电阻，从IF 105采样一定量的I感测115。剩余电流I主要125经由阴极垫160传导到地150。因为R感测155连接在感测垫170和阴极垫160之间，所以电流IF 105 最终流向地150。

[0021] 感测电流I感测可以被认为是在IF通过主结130后的IF的样本。I感测可以通过直接测量(例如，电流探针)或通过测量R感测两端的电压V感测(即，I感测＝V 感测/R感测)来确定。流入感测电阻器的感测电流I感测不影响主(PN)结130的电压和/或电流，因为IF在穿过主(PN)结130之后被分割。换句话说，相对于正向电流IF的流动方向，R感测定位(例如，电学定位)在主(PN)结130之后。同样，感测电阻器两端的感测电压V感测不影响主(PN)结130的电压和/或电流，因为主 (PN)结的跨度两端的电压基本恒定(即，VF)。换句话说，主(PN)结130没有被R感测去偏压(即，不具有在结的跨度两端变化的电压)，因为在R感测两端感应的感测电压195发生在阴极垫160和感测垫170之间，阴极垫160和感测垫170在物理上从主(PN)结远离(例如，分离)。另外，如下面将描述的，感测垫170可以与二极管中用于其他目的的特征集成，从而在不增加显著复杂性的情况下增加功能。

[0022] 图1B是示出具有在主结之后(参见图1A)配置的电流传感器(例如，R 感测)的二极管的I-V特性的曲线图。在该曲线图中，I感测115与IF 105近似线性相关(例如，成比例)。例如，由于VF可以在0到2伏的范围内变化，IF可以根据主(PN)结的I-V特性从0到250安培变化。I感测可以以100-500的范围内的 IF/I感测的感测比率与IF相关。在一些具体实施中，感测比率可以是恒定的或相对恒定的，使得曲线105、115在电压VF的相对宽的操作范围106内对齐，如图1B所示。因此，随着IF在0到250安培的范围内变化，I感测可以在0到0.6 安培的范围内变化。
该感测比率基于第二路径190与第一路径180相比的电阻。实际上，该感测比率可以通过调整R感测来控制，并且如上所述，可以在约100 到500(例如，在10％之内)的范围内。在主结130之后配置(例如，布置) 的二极管电流传感器的至少一个优点是该感测比率的控制和灵活性。这样的一个原因是R感测的电阻在阴极垫160和感测垫170之间施加电压195，并且该电压不显著地去偏压主结130。

[0023] 迄今描述的原理和技术可以用于感测通过半导体(PN)结的电流。虽然考虑了二极管设备，但理论上，本公开不限于这些设备，而是包括具有半导体结的所有设备。此外，基于材料和制造(例如，掺杂)技术，二极管变型是可用的 (例如，快恢复二极管、软恢复二极管、肖特基二极管、齐纳二极管、信号二极管、功率二极管等)。本公开和本文所述原理可以应用于所有此类二极管变型。

[0024] 为了进行比较，并且作为变型的图示，在图2A中示出了具有电流传感器实施方案的另选二极管。类似于图1A的实施方案，具有电流传感器200的二极管包括具有在其间的边界处限定(例如，形成)主(PN)结230的P型区220 和N型区210的衬底。阴极垫(即，电极)260设置在N型区210上，而阳极垫240设置在P型区上。

[0025] 与图1A的实施方案不同，对于图2A所示的实施方案，感测垫270设置在 P型材料220上。虽然感测垫可以与标准二极管设计(例如，阳极垫在衬底上电绝缘的一部分)集成，但是以这种方式划分阳极垫可能对二极管的操作产生负面影响。例如，阳极垫面积的减小(即，载流子注入效率的降低)可能最终影响二极管可以操作的电流范围。

[0026] 如图2A所示，感测电阻器255连接在阳极垫240和感测垫270之间，以便当二极管被连接在阳极垫240和阴极垫260之间的正向电压VF 235正向偏压时，感测通过二极管200的正向电流IF 205。如本文所示和所述，用于图2A的实施方案的电流传感器(例如，R感测)被配置在二极管的主PN结230之前。因此，电流分成两个分量(即，I感测、I主要)发生在主(PN)结230之前，并且载流子注入将发生在阳极垫240处的P型区220和不同的感测垫270处。换句话说，由R感测的电压降产生的电压295将导致主PN结230两端的空间上变化的电压(即，主结将被去偏压)。

[0027] 在一些具体实施中，由感测电阻器255引起的主(PN)结的去偏压会影响I感测的准确度。图2B是示出具有在主结之前(参见图2A)配置的电流传感器(例如，R感测)的二极管的I-V特性的曲线图。可以观察到，对于正向电流的范围， I感测215与IF 205不是线性相关的(例如，成比例的)。例如，随着VF在0到 2伏的范围内变化，IF可以根据主(PN)结的I-V特性从0到350安培变化。去偏压高度依赖于R感测的电阻。为了减小图2A的实施方案中的去偏压，可以减小 R感测的值。因此，随着IF在0到350安培的范围内变化，I感测可以在0到0.025 安培的范围内变化。然而，这种方法实际上是有限的，因为在小电阻上感测的电压(V感测)容易受到噪声(例如，检测V感测的电路中的热噪声)的影响。另外，IF和I感测在此范围内不与恒定的感测比率相关。

[0028] 在一些具体实施中，当与图2A的实施方案(即，在主结之前的电流传感器)相比时，所公开的具有图1A的电流传感器(即，在主结之后的电流传感器)的二极管可以具有优势。图1A的实施方案在大的操作范围内更准确，并且适应更宽范围的感测比率(例如，R感测)。例如，RSENSE可以在约1欧姆 (例如，在10％之内)到约20欧姆(例如，在10％之内)的范围内。
图1A的二极管实施方案的实用性基于将感测垫与标准二极管设计集成的容易性。因此，本公开的一个方面是感测垫与可以在功率半导体二极管设计中实现的特征的集成。在集成后，这些特征变得具有双重目的。也就是说，本公开的另一个方面是功率半导体二极管，其特征在于，当二极管被正向偏压时具有第一目的，当二极管被反向偏压时具有第二目的。

[0029] 图3A示出了根据本公开的实施方案的具有电流传感器的功率半导体二极管(即二极管)的横截面侧视图。功率二极管包括重掺杂的P型(即，P+)阳极区310、重掺杂的N型(即，N+)阴极区320和轻掺杂的N型(即，N-)漂移区(即，漂移层)。阳极区310和阴极区320之间的漂移区330的布置平衡了高击穿电压和低正向电阻的要求，这在至少一些高功率应用中是期望的或必要的。

[0030] 二极管300还包括轻掺杂的P型(即，P-)区360，其位于二极管的顶部表面350附近，并且沿着从阳极区310到衬底的边缘表面352的方向布置(即，间隔开)。这些区统称为二极管的边缘终止部360。虽然在图3A中仅示出了一个边缘表面(即，左边缘)，但是二极管可以包括附加的边缘表面(例如，矩形衬底的四个边缘表面)，并且边缘终止部相对于每个边缘表面的取向可以相同。

[0031] 二极管300还包括被称为沟道阻止区(即，沟道阻止部、沟道阻止)的重掺杂的N型(即，N+)区(除了阴极区)。沟道阻止区370邻近顶部表面350 和边缘表面352(即，设备的每个边缘表面)。

[0032] 在一些具体实施中，当反向偏压电压(VR)施加在二极管的主(PN)结380两端时，边缘终止部360和沟道阻止区370用来保护二极管(例如，免受击穿条件)。当二极管被反向偏压(即，施加到阴极区320的电压高于施加到阳极区 310的电压)时，在漂移区330中形成耗尽区。耗尽区的尺寸与反向偏压电压成比例。边缘终止部和沟道阻止部影响耗尽区的尺寸/形状，使得其不会生长得大于漂移层(例如，厚度)并击穿二极管(即，穿通)。当二极管被正向偏压 (例如，通过VF)时，边缘终止部360和沟道阻止区370没有功能。

[0033] 二极管的沟道阻止区370类似于二极管的阴极区320(例如，两者都是重掺杂的N型区)。因此，本公开的一个方面是认识到沟道阻止垫375可以设置在二极管的沟道阻止区370上(即，在二极管的顶部表面350的一部分上)，以用作已经参考图1A讨论的感测垫。

[0034] 如图1A所示，如果正向电压VF施加在设置在衬底的顶部表面350的一部分上的导电(例如，金属)阳极垫315和设置在衬底的底部表面355(至少一部分)上的阴极垫(例如，施加到阳极垫的VF和施加到阴极垫的地)之间。然后，二极管的主(PN)结380被正向偏压，并且正向电流IF将通过二极管到地。

[0035] 如图3A所示，在主(PN)结380之后，正向电流385(IF)被分成两部分。主电流384(I主要)流过阳极区310和阴极区320之间的漂移区330，并且感测电流382(I感测)流过阳极区310和沟道阻止区370之间的漂移区330。因此，附接在沟道阻止垫375和阴极垫325(即，地)之间的感测电阻器R感测将传导 (即，采样)一部分正向电流。如前所述，通过R感测390的感测电流I感测将是大范围操作值上正向电流IF的准确表示，因为电流分割在主(PN)结380之后，并且因为感测的电压在沟道阻止和阴极之间(而不是在主结380两端)。换句话说，通过利用附接在沟道阻止区370和阴极区32之间的感测电阻器，主(PN) 结380不被去偏压。

[0036] 感测电流的准确度可以通过图3A所示二极管的等效电路来图示。作为示例，等效电路在图3B中示出。等效电路包括由正向电压VF正向偏压的主(PN) 结380。在主结380之后，正向电流385的路径被分成两条路径。主电流I主要 384沿着具有R漂移394的等效电阻的第一路径(即，在阳极区和阴极区之间) 流过漂移区。感测电流I感测382沿着具有RTERM 392的等效电阻的第二路径(即，在阳极区和沟道阻止区之间)流过漂移区。感测电流I感测382是使用与RTERM电阻串联的感测电阻器R感测测量的。在一些具体实施中，R漂移远小于RTERM。例如，R漂移可以在0.5-6.0欧姆的范围内，并且RTERM可以在70-220欧姆的范围内。另外，R感测可以大得多，以确保良好的感测。因此，R感测对PN结380的操作的影响是有限的。

[0037] 图3B所示电阻之间的关系可以通过二极管的物理设计来说明。图4示出了示例性功率半导体二极管衬底的顶视图。衬底长度410和宽度420各自大于衬底高度。如图所示，衬底的顶部包括阳极区，该阳极区构成顶部表面的大部分。阳极区310被围绕阳极区310的周边延伸的边缘终止区360包围。边缘终止区360被延伸到衬底的每个边缘的沟道阻止区370包围。根据相对尺寸，流经阳极区域的电流将比流经沟道阻止区域的电流经历低得多的电阻。

[0038] 图5是图4的一部分430(即，虚线框)的放大视图，示出了沟道阻止垫 375和阳极垫315。阳极垫设置在与衬底的阳极区邻接的顶部表面的第一部分上。阳极垫可以覆盖整个阳极区，但是在一些实施方案中，其尺寸设计和/或形状可以不同于阳极区。例如，阳极垫可以尺寸设计成小于阳极区(例如，在阳极区的每个边缘处小100可以)，以提供用于引线接合的空间。沟道阻止垫设置在与衬底的沟道阻止区邻接的顶部表面的第二部分上。图5中所示的沟道阻止区被成形为容纳沟道阻止垫。沟道阻止垫的尺寸可以根据封装考虑来选择。例如，沟道阻止垫可以容纳耦接连接件(例如，引线接合)。沟道阻止垫的尺寸可以取决于该耦接连接件。例如，沟道阻止垫的尺寸可以取决于接合到垫上用于耦接的线的尺寸。对于所公开的实施方案，具有大约0.0015英寸(即，1.5 密耳)直径的线适用于耦接(小)感测电流。基于该直径，至少0.04毫米×0.04 毫米(mm)的沟道阻止垫适用于该耦接。

[0039] 所公开的二极管的一个方面是与沟道阻止区邻接或耦接到沟道阻止区的沟道阻止垫。因此，沟道阻止垫可以设置在二极管的任何表面上。对于所公开的实施方案，沟道阻止垫设置在与阳极垫相同的表面(即，顶部表面)上，位于芯片的周边上掺杂用于沟道阻止的衬底部分正上方的位置。所公开的二极管的另一方面包括连接在沟道阻止垫和阴极垫之间的感测电阻器。感测电阻器可以在外部连接到二极管的衬底。换句话说，二极管和感测电阻器可以是分立元件。在一些具体实施中，感测电阻器和二极管可以形成在同一衬底中或同一衬底上。沟道阻止垫可以直接附接到感测电阻器，或者可以通过导电元件(例如，端子) 耦接到感测电阻器。设置沟道阻止垫和附接R感测增加了正向偏压下的电流感测功能，而不影响反向偏压下的击穿防止功能。因此，在一些具体实施中，二极管300的沟道阻止区370可以至少用于在第一条件(例如，正向偏压)下的第一目的(例如，电流感测)和在第二操作条件(例如，反向偏压)下的第二目的(例如，穿通缓解)。

[0040] 图6示出了用于确定通过二极管的正向电流的方法600的流程图。该方法可以包括将沟道阻止垫设置610到二极管(即，到二极管的沟道阻止区)。然后，感测电阻器耦接(例如，附接)620在二极管的沟道阻止垫和阴极垫之间。在二极管的阳极垫和阴极垫之间施加630正向电压，以正向偏压二极管，使得二极管传导正向电流。接下来，测量640感测电阻器中的感测电流(例如，通过感测电阻器两端的电压)。测量的感测电流以感测比率650与正向电流成比例。因此，该方法包括基于感测电流的测量来确定650(例如，使用感测比率) 通过二极管的正向电流。

[0041] 用于确定通过二极管的正向电流的方法可以包括在二极管的阴极垫和沟道阻止垫之间耦接感测电阻器。该方法还可以包括在二极管的阳极垫和二极管的阴极垫之间施加正向电压，以正向偏压二极管。该方法还可以包括测量通过感测电阻器的感测电流，并基于感测电流的测量确定通过二极管的正向电流。

[0042] 在该方法的可能的具体实施中，阴极垫在衬底的底部表面上，阳极垫在衬底的顶部表面的第一部分上，并且沟道阻止垫在衬底的顶部表面的第二部分上。

[0043] 在该方法的另一个可能的具体实施中，二极管是功率半导体二极管。

[0044] 在该方法的另一个可能的具体实施中，测量通过感测电阻器的感测电流的操作包括测量感测电阻器两端的感测电压和确定感测电阻器的电阻。此外，在可能的具体实施中，在阳极垫处的正向电压不受感测电阻器两端的感测电压的影响。

[0045] 在该方法的另一个可能的具体实施中，基于感测电流确定通过二极管的正向电流的操作包括将正向电流确定为通过感测比率与感测电流成比例。

[0046] 在该方法的另一个可能的具体实施中，衬底包括与阴极垫邻接的阴极区、漂移区、与沟道阻止垫邻接的沟道阻止区以及与阳极垫邻接的阳极区。此外，在可能的具体实施中，在二极管的阳极垫和二极管的阴极垫之间施加正向电压以正向偏压二极管导致主电流流过在阴极区和阳极区之间的漂移区，并且感测电流在沟道阻止区和阳极之间流动。

[0047] 所公开的具有电流传感器的二极管可以用于多种应用。例如，在一些应用中，可能希望测量由二极管在正向偏压条件下传导的正向电流，以便在检测到高正向电流时触发响应来保护设备免受损坏。

[0048] 图7是包括二极管的电力电子系统的示意图，该二极管被配置为感测电路条件。该电路包括开关器件710(即，绝缘栅双极晶体管IGBT)，该开关器件 710被配置为免受高电流的影响以防止损坏。源极705和栅极驱动器707用于将IGBT转换为导通状态或关断状态。当处于导通状态时，IGBT 710允许电流在IGBT的集电极712和发射极714之间流动，从而对电感器720充电。当IGBT 710被切换到关断状态时，电感器720的能量产生正向偏压(即开启)具有电流传感器的二极管730的电压。当正向偏压时，二极管730传导正向电流以使电感器放电。二极管包括附接在感测垫(例如，沟道阻止垫)和阴极垫之间的感测电阻器730(R感测)。一部分正向电流流过感测电阻器，以在感测电阻器两端产生感测电压(V感测)。监测电路750接收感测电阻器两端的电压，并将其与参考电压(V参考)进行比较。基于该比较(例如，V感测>V参考)，监测电路可以提供过电流故障信号以生成警报和/或采取行动(例如，断开电路电源或断开电路的一部分)。因此，具有电流传感器的二极管730可以帮助监测故障条件，以便提高可靠性和延长操作寿命。

[0049] 图7的电路作为示例提供。在一些具体实施中，在不脱离本公开的范围的情况下，可以设计基于所公开的二极管的该电路的变型或新电路。例如，开关器件不限于IGBT，并且在可能的实施方案中，可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或诸如三极管的电子设备。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本公开可以由本领域技术人员以不同于本文具体描述的方式实施。

[0050] 应当理解，在前面的描述中，当元件诸如层、区域、衬底或部件被提及在另一个元件上，连接到另一个元件，电连接到另一个元件，耦接到另一个元件，或电耦接到另一个元件上时，该元件可直接在另一个元件上，连接或耦接到另一个元件上，或者可以存在一个或多个中间元件。相反，当元件被提及直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、或直接耦接到另一个元件或层时，不存在中间元件或层。虽然在整个具体实施方式中可能不会通篇使用术语直接在…上、直接连接到…、或直接耦接到…，但是被示为直接在元件上、直接连接或直接耦接的元件能以此类方式提及。本申请的权利要求书(如果存在的话)可被修订以叙述在说明书中描述或者在附图中示出的示例性关系。

[0051] 一些实施方式可使用各种半导体处理和/或封装技术来实现。一些实施方式可使用与半导体基板相关联的各种类型的半导体处理技术来实现，该半导体基板包含但不限于，例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等。

[0052] 在说明书和/或附图中，已经公开了典型的实施方案。本公开不限于此类示例性实施方案。术语“和/或”的使用包括一个或多个相关联列出条目的任意组合和所有组合。附图是示意性表示并且因此未必按比例绘制。除非另有说明，否则特定术语已用于通用和描述性意义，而非用于限制的目的。

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