[發明專利]高壓輸出驅動器

無效

• 申請號: 201110309461.3
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102457164A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 皮特·古斯塔夫·尼爾洛普;克萊門斯·G·J·德哈斯;魯克·范戴克
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/32
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

技術領域

本發明的多個實施例方面涉及輸出驅動器，在特定實施例中，涉及集成推挽式(push-pull)高壓輸出驅動器。

背景技術

輸出驅動器是對連接有負載的輸出端子進行驅動的電路。負載可以是被設計成執行具有特定電壓或電流需求的特定應用的半導體或集成電路。一般而言，推挽式驅動器廣泛用作輸出驅動器。推挽式驅動器具有CMOS反相器的形式，該CMOS反相器包括在電源電壓端子與地電壓端子之間彼此串聯的上拉PMOS晶體管和下拉NMOS晶體管。通常，電源電壓端子與地電壓端子分別連接至系統的電源和地。

上述和其他問題對于輸出驅動器和相關器件的制造和實施提出了挑戰。

發明內容

多個示例實施例涉及驅動器電路，例如可以用于驅動總線或者連接至負載的驅動器電路。

根據示例實施例，提供了一種高壓驅動器電路(例如，針對軌到軌(rail?to?rail)操作)。該高壓驅動器包括：高側驅動器電路，包括連接在功率源與輸出節點之間的兩個晶體管，晶體管的源極或漏極彼此反串聯(anti-series)連接。在一些實施方式中，晶體管之一的漏極連接至輸出節點，另一個晶體管的漏極連接至功率源，晶體管的源極彼此連接(反串聯)。在其他實施方式中，晶體管之一的源極連接至輸出節點，另一個晶體管的源極連接至功率源，并且晶體管的漏極彼此連接(反串聯)。在本文中，在連接兩個晶體管的情況下使用的術語“反串聯”被定義為：將晶體管的相應端子(如同FET的源極或漏極)互連；例如，當兩個晶體管的相應源極/漏極相連接以提供有效短路，就像通過在公共節點互連而提供的有效短路或通過阻抗可忽略材料或結構而提供的有效短路那樣時，這兩個晶體管彼此反串聯連接。當兩個FET之一的源極與另一個FET的漏極互連時，或者當電路組件連接在兩個FET的(源極或漏極)端子之間時，這兩個FET不是反串聯連接。

高壓驅動器還包括：低側驅動器電路，具有連接在輸出節點與地之間的兩個晶體管，晶體管的源極或漏極彼此連接。在一種實施方式中，晶體管之一的漏極連接至輸出節點，另一個晶體管的漏極連接至地，晶體管的源極彼此連接。在另一實施方式中，晶體管之一的源極連接至輸出節點，另一個晶體管的源極連接至地，晶體管的漏極彼此連接。

高側驅動器電路還包括連接在晶體管之一的源極與漏極之間的二極管、以及連接在另一個晶體管的源極與漏極之間的另一二極管。這些二極管與晶體管連接，以便在彼此相反的方向上防止功率源與輸出節點之間的電流流動。

低側驅動器電路還包括連接在晶體管之一的源極與漏極之間的二極管、以及連接在另一個晶體管的源極與漏極之間的另一二極管。這些二極管與晶體管連接，以便在彼此相反的方向上防止功率源與輸出節點之間的電流流動。

根據另一示例實施例，減輕或防止了可能導致驅動器的輸出電壓遠低于或遠高于其額定值的特定故障狀況。上述驅動器電路被布置為當檢測到故障狀況時，阻止在驅動器的輸出與與驅動器的地和/或電源連接之間的電流流動。驅動器電路通過使用反串聯的晶體管和二極管來防止不期望的電流流動。當電路處于功能性模式時，成對的晶體管和二極管用于提供輸出電壓，而在電源與輸出之間或者在輸出與地之間無二極管電壓降。

根據本發明的另一示例實施例，高壓驅動器電路包括功率源、地和輸出節點，用于驅動例如總線或其他負載等輸出電路。該電路包括高側驅動器電路，高側驅動器電路包括連接在功率源與輸出節點之間的兩個晶體管，晶體管的源極或漏極類似上述方式(例如，反串聯)彼此連接。該電路還包括低側驅動器電路，低側驅動器電路包括連接在輸出節點與地之間的兩個晶體管，晶體管的源極或漏極也類似上述方式彼此連接。

在高側驅動器電路中，在晶體管之一的源極與漏極之間連接二極管，在另一個晶體管的源極與漏極之間連接另一二極管。配置和布置相應的二極管，以在彼此相反的方向上防止功率源與輸出節點之間的電流流動。

在低側驅動器電路中，在晶體管之一的源極與漏極之間連接二極管，在另一個晶體管的源極與漏極之間連接另一二極管。配置和布置相應的二極管，以在彼此相反的方向上防止輸出節點與地之間的電流流動。

控制電路配置為向高側驅動器電路提供第一信號，以導通高側驅動器電路的晶體管。控制電路還配置為向低側驅動器電路提供第二信號，以導通低側驅動器電路的晶體管。輸出節點配置為在高側驅動器電路的晶體管或低側驅動器電路的晶體管已經導通時提供輸出信號。

以上論述/概述不是要描述本公開的每個實施例或每一種實施方式。以下的附圖和具體描述也舉例描述了多個實施例。

附圖說明