[發明專利]絕緣柵型設備的驅動電路

有效

• 申請號: 201510067781.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104917503B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 巖水守生;山科普士
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K17/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王穎;金光軍

本發明提供一種能夠良好地進行柵電壓控制用半導體元件的上拉動作，并適于將構成要素全部集成在同一半導體基板上的絕緣柵型設備的驅動電路，該柵電壓控制用半導體元件用于實現絕緣柵型設備的誤導通的防止和高速關斷。本發明的絕緣柵型設備的驅動電路基于從外部輸入的柵信號來驅動絕緣柵半導體元件，其具備：柵電壓控制用半導體元件14，連接在上述絕緣柵半導體元件8的柵極?源極之間；上拉元件25，由在上述柵電壓控制用半導體元件的柵極?漏極之間連接的耗盡型MOSFET構成。上述柵電壓控制用半導體元件14通過施加在上述絕緣柵半導體元件的柵極的電壓而驅動，使構成上述上拉元件25的MOSFET的背柵極接地，防止寄生晶體管的形成。

技術領域

本發明涉及一種絕緣柵型設備的驅動電路，特別地，涉及一種防止絕緣柵型設備的誤導通，并且高速進行關斷動作的絕緣柵型設備的驅動電路。

背景技術

作為現有的絕緣柵型設備的驅動電路，例如提出有以下的構成：通過設置在關斷流過半導體開關元件的主端子的電流時，用于對該半導體開關元件的柵極電容進行放電的電流源電路，并且設置對應于半導體開關元件的主端子兩端的電壓的上升而使對柵極電容進行放電的電流值逐漸降低的電流調整電路，從而同時降低浪涌電壓和關斷損耗(例如，參考專利文獻1)。

但是，在專利文獻1中記載的現有例中沒有針對功率MOSFET在截止狀態時電源急劇上升情況下的應對方案，因此，在這樣的情況下，經由功率MOSFET的柵極-漏極間的寄生電容而流過柵極的電流導致處于截止狀態的功率MOSFET誤導通。為了處理該問題，在功率MOSFET關斷時，需要將電流源電路的輸出電流總是保持在一定的電流值以上。

然而，在這種情況下，由于施加在柵極端子的電壓被下拉，導致產生以下問題。即，通常在導通時的功率MOSFET的柵電壓的降低導致功率MOSFET的通電能力的降低(Ron的增大)，和/或消耗電流的增加等。

為了解決記載在該專利文獻1中的現有例的問題，本申請人提出了專利文獻2所示的構成。

即，在專利文獻2中記載的現有例中，如圖12所示那樣，在電阻負載和/或電感負載等負載3的一端連接有電源，在負載3的另一端連接有作為負載驅動控制元件的半導體集成電路裝置1。

半導體集成電路裝置1的外部的輸入輸出端子為漏極端子4、柵極端子5、源極端子6這三個端子。漏極端子4與負載3的另一端連接，源極端子6接地。并且，柵信號從外部輸入柵極端子5。半導體集成電路裝置1由驅動電路部17和功率部18構成。功率部18是由通過驅動電路部17而進行導通截止控制的功率MOSFET(絕緣柵半導體元件)8組成。

在半導體集成電路裝置1的柵極端子5和地電位(源電位)24之間連接有齊納二極管9。

并且，在漏電位22和地電位24之間連接有電流檢測傳感器10。此外，柵極端子5和地電位24之間連接有邏輯電路(閾值控制電路)12。在該邏輯電路12和地電位24之間連接有溫度檢測傳感器11。

邏輯電路12如圖12所示，具有N型耗盡MOSFET12x、二極管12y以及N型增強MOSFET12z。并且，在功率MOSFET8的柵極以及柵極端子5之間連接有柵電阻13。

并且，在功率MOSFET(絕緣柵半導體元件)8的柵電位23和地電位24之間連接有柵電壓控制用NMOSET(柵電壓控制用半導體元件)14，在該柵電壓控制用NMOSET14的漏極-柵極之間作為上拉元件連接有N型耗盡MOSFET25。

并且，在柵電位23和地電位24之間連接有柵電壓控制電路15。該柵電壓控制電路15的輸入端連接在電流檢測傳感器10的輸出端。

此外，在柵電位23和地電位24之間連接有恒定電流源16。該恒定電流源16用于下拉柵電位23，從而即使噪聲進入柵極端子5，功率MOSFET8也不導通。