[發明專利]快速PNP晶體管關斷電路

無效

• 申請號: 201310045540.7
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103152023A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 包興坤
• 申請（專利權）人: 蘇州硅智源微電子有限公司
• 主分類號: H03K17/72
• 分類號: H03K17/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到一種PNP晶體管的驅動關斷電路，更具體地，本發明涉及到一種快速PNP晶體管關斷電路，通過存儲的晶體管基極電壓，電路可以減少PNP晶體管從導通到非導通的過渡延遲時間。

背景技術

PNP晶體管在集成電路中經常被用作開關元件，如開關穩壓器。通常情況下，開關正常工作時，通過間歇性地為晶體管提供正向偏置或驅動電流，PNP晶體管循環地導通和斷開，以控制其發射極和集電極之間的電流。在開關的閉合期間，一定量的電荷被存儲在晶體管的基極。當驅動電流被移除后，PNP晶體管的發射-基極由于存儲電荷的存在會保持一段時間的正向偏置，在存儲的電荷衰減之前，晶體管的發射極和集電極間仍然存在電流。而所存儲的電荷增加了晶體管從導通狀態過渡到非導通狀態的時間，這導致了開關延遲現象的出現。當晶體管由驅動電流驅動到飽和時，基極儲存的電荷必須在晶體管的發射極和集電極電流未減小的情況下放電。由于PNP晶體管作為開關元件使用時經常進入飽和狀態，以保證晶體管有效地產生大電流，而由存儲電荷造成的過渡延遲可能達到幾微秒長，在此期間，PNP晶體管在驅動電流被從基極移除后仍會產生相當數量的電流。這個延遲限制了晶體管的開關速度。

存儲電荷的放電時間可以通過為開關PNP晶體管的基極提供反向驅動電流得以減少。加到PNP晶體管基極的反向驅動電流量越大，存儲的電荷放電越快。其結果是提高了存儲電荷的放電速率，降低了晶體管的過渡時間。為了快速使PNP晶體管進入非導通狀態，反向驅動電流必須能夠使PNP晶體管的基極電壓接近其發射極電壓。

鑒于上述情況，需要提供這樣一種電路：它能夠產生反向驅動電流，使PNP晶體管的基極電壓大致接近其發射極電壓，以快速地使PNP晶體管基極存儲的電荷放電。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速PNP晶體管關斷電路，它可以為PNP晶體管提供反向驅動電流使存儲在其基極的電荷快速放電，從而減少PNP晶體管從導通狀態過渡到非導通狀態的時間。

本發明的技術解決方案

本發明的上述和其他目的通過這樣一種電路具體實現：當開關PNP晶體管的正向驅動電流被移除時，一個NPN晶體管的發射極為開關PNP晶體管提供一個反向驅動電流。一個存儲電荷的電容連接到NPN晶體管的基極。電容使PNP晶體管的基極電壓高于其發射極電壓，以保證NPN晶體管導通并且為PNP晶體管提供反向驅動電流。電容在開關PNP晶體管的基極存在正向驅動電流時被充電。

對比文獻，實用新型專利：雙極高速功率開關晶體管發射區結構，申請號：98203022.3

附圖說明

通過下面更詳細的描述和附圖說明，本發明的上述和其他目的將更明顯地體現：

圖1是根據本發明得到的一種快速PNP晶體管關斷電路的簡化電路圖，圖中有一個PNP開關晶體管；

圖2是圖1中電路的一種更詳細的電路原理圖。

具體實施方式

圖1中，晶體管100是一個傳統的集成電路PNP晶體管。PNP晶體管100的發射極連接到電壓源V，集電極連接到端子102。PNP晶體管100的基極連接到驅動電路104，此驅動電路控制PNP晶體管100的發射極-基極驅動電流，從而控制電壓源V和端子102之間的電流。驅動電路104是一個傳統的電路，它保證PNP晶體管100的正向驅動電流間歇性地產生，此正向驅動電流使PNP晶體管100導通并在預定的時間階段內處于工作狀態，在這個時間階段內，電流從電壓源V流向端子102。通過這種方式，控制流量的開關電流可提供給連接到端子102的電路。例如，開關電流可以被其他電路(圖中未顯示)利用以實現開關電容穩壓器。

為了引起PNP晶體管100的發射極到集電極產生電流，驅動電路104必須在晶體管的發射極-基極引起一個足夠大的電壓差使其正向偏置，同時引起PNP晶體管100的基極產生驅動電流。在晶體管的大部分工作范圍(其線性范圍)內，PNP晶體管100基極的驅動電流增加一個較小的量將引起發射極到集電極的電流按比例增加一個較大的量。超過一定范圍后，PNP晶體管100的集電極-基極將反向偏置。然而，由于晶體管基極電流的增大，其集電極-基極將正向偏置。這會導致PNP晶體管100工作在飽和狀態下。當PNP晶體管100的基極驅動電流繼續增加時，晶體管將進入深度飽和，而其發射極和集電極之間的電流卻沒有顯著增加。