[發明專利]柵極能量回收

有效

• 申請號: 201611144001.9
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106887949B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 約格西·庫馬爾·拉馬達斯
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本發明涉及柵極能量回收。本發明的標的物的實施例包含一種設備(100)，其包括第一開關(110)、第二開關(112)、第三開關(108)及晶體管(114)。所述第一開關(110)耦合到第一電壓裝置(104)及所述晶體管(114)以選擇性地將所述第一電壓裝置(104)電連接到所述晶體管(114)以將第一電荷提供到所述晶體管(114)。所述第二開關(112)耦合到第二電壓裝置(106)及所述晶體管(114)以選擇性地將所述第二電壓裝置(106)電連接到所述晶體管(114)以從所述晶體管(114)移除電荷。所述第三開關(108)耦合到所述第三電壓裝置(102)及所述晶體管(114)以選擇性地將所述第三電壓裝置(102)耦合到所述晶體管(114)以將第二電荷提供到所述晶體管(114)。

技術領域

本發明大體上涉及電路，且更具體來說，本發明涉及將電荷供應到晶體管及從晶體管汲取電荷。

背景技術

晶體管通常在電路中用作開關及用于放大電信號以及其它用途。許多晶體管，例如場效應晶體管及雙極結晶體管，具有三個端子：柵極、源極及漏極。源極及漏極端子可耦合到(舉例來說)由例如電池的電壓裝置供應的第一電勢。柵極端子可連接到(例如)由第二電壓裝置供應的第二電勢。將第二電勢供應到晶體管的柵極會將電荷施加于柵極。一旦所施加的電荷增加到超出閾值，那么柵極會開啟以允許電流流動通過如由第一電勢所提供的源極及漏極端子。當電流正流動通過源極及漏極端子時，可將晶體管稱為“接通”。當不再將第二電勢施加于柵極端子且從柵極移除電荷時，電流停止流動通過源極及漏極端子。當電流不流動通過源極及漏極端子時，可將晶體管稱為“關斷”。

通常，當將晶體管從接通切換到關斷時，被施加于所述柵極的電荷被有源地從所述柵極汲取。舉例來說，電接地可電連接到柵極，其從柵極牽引被施加于所述柵極的電荷。接著，此電荷丟失，變成實際上損失的能量。在其中晶體管在接通狀態與關斷狀態之間迅速切換的應用中，通過汲取電荷損失的能量可能是顯著的。

發明內容

一般來說，且依據這些不同實施例，提供一種循序地將電荷施加于晶體管及/或移除到晶體管的電荷作為分別接通及關斷柵極的部分的電路及方法。當從開關的柵極移除施加到所述柵極的電荷時，可將所述電荷的至少部分移除到存儲裝置且再次使用所述電荷而非將其汲取到接地。舉例來說，電容器可用于提供電勢，通過所述電勢將電荷施加于晶體管的柵極。當汲取所述電荷時，可在將柵極連接到電接地之前將所述電荷至少部分汲取回到所述電容器，這移除足夠的電荷以使所述晶體管完全關斷。經如此配置，下次將所述晶體管切換回接通時可重復使用汲取到電容器而非汲取到接地的電荷。參考圖式及以下描述可理解這些優點及其它優點。

附圖說明

在附圖的圖式中說明本發明的實施例，其中：

圖1描繪根據本發明的標的物的一些實施例的實例電路100，在實例電路100分階段將電勢施加到晶體管114的柵極116及/或從晶體管114的柵極116汲取電荷，其中從晶體管114的柵極116回收電荷。

圖2是根據本發明的標的物的一些實施例的圖表200，其描繪在分階段將電勢施加于晶體管的柵極及從晶體管的柵極汲取電勢時隨時間變化的跨越晶體管的柵極的電勢差。

圖3描繪根據本發明的標的物的一些實施例的實例電路300，其包含第一晶體管304、第二晶體管306及第三晶體管302，第三晶體管302耦合到被驅動晶體管308的柵極318，其中可分步驟將電勢施加于被驅動晶體管308的柵極318及/或從被驅動晶體管308的柵極318汲取電勢且從被驅動晶體管308的柵極318回收電勢。

圖4是根據本發明的標的物的一些實施例的用于將電荷供應到晶體管的柵極的實例操作的流程圖。

圖5是根據本發明的標的物的一些實施例的用于汲取來自晶體管的柵極的電荷的實例操作的流程圖。

具體實施方式