[發(fā)明專(zhuān)利]切換式功率晶體管的柵極驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810090569.6
• 申請(qǐng)日: 2008-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101552598A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳錦揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 晶豪科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03K17/13
• 分類(lèi)號(hào): H03K17/13;H03K17/687;H03F3/217;H03F1/26;H03F1/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 蒲邁文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，特別是指一種用來(lái)切換功率晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

功率晶體管應(yīng)用于提供大電流給負(fù)載的情形，因此，確定功率晶體管導(dǎo)通與關(guān)閉的順序十分重要，以避免因短路電流流過(guò)功率晶體管而導(dǎo)致功率損耗甚至損壞。例如，D類(lèi)放大器包含了由一P型功率晶體管與一N型功率晶體管所組成的輸出級(jí)來(lái)分別提供輸出電流，請(qǐng)參考圖1，圖1為D類(lèi)放大器輸出電路10，其中包含了一輸出級(jí)15與柵極驅(qū)動(dòng)電路30、35，輸出級(jí)15包含有一P型功率晶體管20與一N型功率晶體管25，此二功率晶體管柵極電壓分別由柵極驅(qū)動(dòng)電路30、35控制，柵極驅(qū)動(dòng)電路30、35不能同時(shí)導(dǎo)通P型功率晶體管20與N型功率晶體管25以避免短路電流從電源VDD流至地。輸出級(jí)15在正常操作時(shí)P型功率晶體管20與N型功率晶體管25其中之一是不導(dǎo)通的，而在轉(zhuǎn)換時(shí)間(transition?time)時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)電路30、35首先令P型功率晶體管20與N型功率晶體管25兩者皆不導(dǎo)通，然后再導(dǎo)通兩者其中之一。通常來(lái)說(shuō)，較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間會(huì)造成較大的輸出失真(因?yàn)閮蓚€(gè)功率晶體管皆不導(dǎo)通)，而較短的轉(zhuǎn)換時(shí)間會(huì)造成較大的電磁干擾(EMI)(因?yàn)樨?fù)載具有電感特性)，本發(fā)明目的之一即為找出一種控制機(jī)制能夠平衡輸出失真與電磁干擾，亦即提供具有適當(dāng)轉(zhuǎn)換時(shí)間的柵極控制電路。

圖2A與圖2B為圖1中N型功率晶體管25柵極電壓與漏極電壓分別在較快與較慢柵極電壓轉(zhuǎn)換下的電壓示意圖，眾所皆知金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管在漏極與柵極間距有寄生電容，因此當(dāng)柵極電壓V_G接近該晶體管的臨界電壓V_TH時(shí)漏極電壓V_D會(huì)上升，柵極電壓V_G會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)維持定值直到漏極電壓V_D達(dá)到一定電壓，總轉(zhuǎn)換時(shí)間(transition?time)等于T₁加T₂，T₂正比于T₁，所以總轉(zhuǎn)換時(shí)間是由T₁來(lái)決定。在圖2A中，V_G與V_D改變較快，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時(shí)間較短以及產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾(EMI)效應(yīng)；在圖2B中，V_G與V_D改變較慢，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)以及產(chǎn)生較大的輸出失真，事實(shí)上，P型功率晶體管一樣必須解決相同的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

由是，本發(fā)明的主要目的，即在于提供一種功率晶體管驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路包含兩不同的導(dǎo)電路徑使得電流能從功率晶體管柵極流出，以控制功率晶體管導(dǎo)通與不導(dǎo)通間的轉(zhuǎn)換時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，其公開(kāi)了一種用來(lái)切換功率晶體管的柵極驅(qū)動(dòng)電路，該柵極驅(qū)動(dòng)電路包含有電連接至該功率晶體管柵極的一晶體管對(duì)、電連接至該功率晶體管柵極與該晶體管對(duì)的一第一導(dǎo)電路徑以及電連接至該功率晶體管柵極與該晶體管對(duì)的一第二導(dǎo)電路徑，該晶體管對(duì)控制功率晶體管導(dǎo)通與否，該第一導(dǎo)電路徑具有一固定電阻值，該第二導(dǎo)電路徑具有一隨功率晶體管柵極電壓而變的可變電阻值。

附圖說(shuō)明

圖1為D類(lèi)放大器輸出電路圖。

圖2A與圖2B為圖1中N型功率晶體管柵極電壓與漏極電壓分別在較快與較慢柵極電壓轉(zhuǎn)換下的電壓示意圖。

圖3為本發(fā)明柵極驅(qū)動(dòng)電路一實(shí)施例的電路圖。

圖4是一電阻與一操作在線(xiàn)性區(qū)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的電阻值曲線(xiàn)圖。

圖5是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明圖3中N型功率晶體管的柵極電壓曲線(xiàn)圖。

圖6是本發(fā)明柵極驅(qū)動(dòng)電路另一實(shí)施例的電路圖。

圖7是一電阻與一操作在線(xiàn)性區(qū)P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的電阻值曲線(xiàn)圖。

圖8是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明圖6中P型功率晶體管的柵極電壓曲線(xiàn)圖。

【主要元件符號(hào)說(shuō)明】

10??D類(lèi)放大器輸出電路????????????????????15??輸出級(jí)

20??P型功率晶體管????????????????????????25??N型功率晶體管

30、35??柵極驅(qū)動(dòng)電路?????????????????????105、205、215??P型晶體管

110、115、210??N型晶體管?????????????????120、220??電阻

具體實(shí)施方式