[發明專利]用于驅動半導體器件的驅動器電路、系統及方法

無效

• 申請號: 201310574509.2
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103825432A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 拉斯洛·巴拉夫
• 申請（專利權）人: 快捷半導體（蘇州）有限公司;快捷半導體公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

技術領域

本發明涉及驅動器電路，并且更為具體地，涉及一種用于高效生成在接通期間需要恒定電流的電流驅動型半導體器件的基極電流的驅動器電路。

背景技術

晶體管為一種常用于電子裝置中對電信號和電功率進行放大和/或切換的半導體器件。晶體管由半導體材料組成并具有至少三個用于連接到外部電路上的端子，其中，施加到這些晶體管端子中的一對端子上的電壓或電流改變流過另一對端子的電流。

例如，雙極性結型晶體管（BJT）是一類公知的晶體管，該晶體管通常包括至少三個端子，基極、發射極以及集電極。通常，電流被施加到基極端子以將BJT轉變到接通狀態。一些電流系統可包括用于對該BJT進行控制和驅動的驅動器（在下文中被稱為“驅動器電路”）。驅動器電路可被用于調節流過電路的電流和/或控制在電路中的其他系數或部件。驅動器電路可包括電路輸入，該電路輸入被配置為由電壓源驅動到預定的正電壓電平，并進一步被配置為通過耦合到該BJT的基極端子上的電阻器來施加電流。然后，該BJT將從其集電極端子到其發射極端子傳導一電流，該電流多達從基極端子流到發射極端子的電流的β倍比率。β為與器件及操作條件相關的參數，其受工藝偏差制約；電路一般被設計為與具有β比率范圍的器件一起操作以便于制造。

當前用于驅動晶體管（尤其是BJT）的電流系統和方法存在缺點。例如，在如上所述的驅動器電路系統中，通過電阻器來施加電壓和設置基極電流以驅動BJT導致功率耗散。另外，在操作期間，空間電荷聚集在BJT的基極-發射極結中，而為關斷該BJT（即，轉變到關斷狀態），該空間電荷必須被消散。同樣地，當前的系統和方法通常要求耗散，這就導致功率損耗，從而導致低效的功率維護。

發明內容

本申請涉及一種用于驅動半導體器件的驅動器電路，所述驅動器電路包括：降壓轉換器，其被配置為生成基線電流；以及電容器，其耦合在所述降壓轉換器的輸出端與地之間，所述電容器被配置為在所述降壓轉換器的關斷期間儲存電荷，并在所述降壓轉換器的接通期間對所儲存的電荷進行放電作為峰值電流，其中，所述基線電流在所述電容器完全放電之前達到電流極限，并且在所述驅動器電路的輸出端處的輸出電流至少部分地基于所述基線電流和所述峰值電流。

本申請還涉及一種系統，所述系統包括：降壓轉換器，其被配置為生成基線電流；以及電容器，其耦合在所述降壓轉換器的輸出端與地之間，所述電容器被配置為在所述降壓轉換器的關斷期間儲存電荷，并在所述降壓轉換器的接通期間對所儲存的電荷進行放電作為峰值電流，其中所述基線電流在所述電容器完全放電之前達到電流極限，輸出電流至少部分地基于所述基線電流和所述峰值電流，以及所述峰值電流大于至少兩倍的所述基線電流的電流極限。

本申請還涉及一種生成輸出電流的方法，所述方法包括：在降壓轉換器的關斷期間，在電容器中存儲電荷；在所述降壓轉換器的接通期間，對所儲存的電荷進行放電作為峰值電流；以及在所述降壓轉換器的接通期間，利用降壓轉換器來生成基線電流，其中所述基線電流在所述電容器完全放電之前達到電流極限，所述輸出電流為所述基線電流與所述峰值電流之和，以及所述峰值電流大于兩倍的所述基線電流的電流極限。

附圖說明

隨著下文與所要求保護的主題一致的實施例的詳細描述，這些主題的特征和優點將變得顯而易見，下文的描述應參照附圖進行考慮，在附圖中：

圖1示出了與本申請一致的驅動器電路的一示例性實施例；

圖2示出了與本申請一致的驅動器電路的另一示例性實施例；

圖3示出了與本申請一致的驅動器電路的一個示例性實施例；

圖4示出了與本申請一致的驅動器電路的一示例性實施例；

圖5為根據一些示例性實施例的操作流程圖；以及

圖6示出了根據一些示例性實施例的波形圖。

盡管下述具體實施方式將參照說明性實施例來進行，但是對本領域的技術人員來說，許多替換、修改和變形都是顯而易見的。

具體實施方式

概括地，本申請針對一種用于高效地驅動晶體管的系統。特別地，該系統包括：用于驅動負載的電流控制切換器件（例如雙極性結型晶體管BJT），以及被耦合到該BJT上并被配置為高效地驅動該BJT的驅動器電路。所述BJT在接通期間會需要恒定的電流驅動。所述驅動器電路包括降壓轉換器配置，所述降壓轉換器配置用于高效地生成用于驅動所述BJT的基極端子區的基極電流。所述驅動器電路的降壓轉換器配置被配置為提供一種更高效的生成BJT操作所需的基極電流的方法。