[發明專利]一種柵極驅動電路

有效

• 申請號: 201811243085.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109194100B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 劉慧明;張進賀
• 申請（專利權）人: 華大半導體有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H03K17/687
• 代理公司: 31313 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張東梅

本發明公開了一種柵極驅動電路，包括：第一輸入端口，所述第一輸入端口接收第一控制信號，并控制第一輸出端口處的電壓，所述第一輸出端口與第一晶體管的柵極相連，所述第一晶體管的漏極與電源相連；電壓采樣端口，所述電壓采樣端口與所述第一晶體管的源級及負載相連；以及第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管及第六晶體管，其中第三晶體管和第四晶體管的漏極分別與所述電源相連，第三晶體管的源級與第一二極管的正極相連，第四晶體管的源級與第二二極管的正極相連，第一二極管的負極與電容的一端、第三二極管的正極相連，第二二極管的負極與第三二極管的負極、所述第一輸出端口及第六晶體管的漏極相連，第五和第六晶體管的源極分別接地。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體而言，本發明涉及一種新型的柵極驅動電路。

背景技術

在低壓驅動應用中，通常使用MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)作為功率轉換器件。可以使用專用的驅動電路對MOSFET進行驅動。由于MOSFET的柵極-源級之間存在寄生電容，因此MOSFET的開和關的過程是對電容進行充放電的過程。

MOSFET柵極驅動電路的基本要求包括能夠向柵極施加明顯高于閾值電壓的電壓，并且具有為寄生電容完全充電的驅動能力。

發明內容

本發明提出了一種新型的柵極驅動電路，通過提高N型功率管柵極與源極之間電壓，使功率管良好導通的方法。

根據本發明的一個實施例，提供一種柵極驅動電路，包括：

第一輸入端口，所述第一輸入端口接收第一控制信號，并控制第一輸出端口處的電壓，所述第一輸出端口與第一晶體管的柵極相連，所述第一晶體管的漏極與電源相連；

電壓采樣端口，所述電壓采樣端口與所述第一晶體管的源級及負載相連；以及

第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管及第六晶體管，其中第三晶體管和第四晶體管的漏極分別與所述電源相連，第三晶體管的源級與第一二極管的正極相連，第四晶體管的源級與第二二極管的正極相連，第一二極管的負極與電容的一端、第三二極管的正極相連，第二二極管的負極與第三二極管的負極、所述第一輸出端口及第六晶體管的漏極相連，第五和第六晶體管的源極分別接地。

在本發明的一個實施例中，該柵極驅動電路還包括第二輸入端口，所述第二輸入端口接收第二控制信號，并控制第二輸出端口處的電壓，所述第二輸出端口與第二晶體管的柵極相連，所述第二晶體管的源極接地，漏極與所述負載、所述電壓采樣端口及所述第一晶體管的源級相連。

在本發明的一個實施例中，所述第三晶體管、第四晶體管及第六晶體管的柵極受到第三控制信號的控制，所述第三控制信號是第一控制信號的反相信號。

在本發明的一個實施例中，所述柵極驅動電路還包括第一電阻、第二電阻，所述電容的另一端與第一電阻的一端、第二電阻的一端相連，第一電阻的另一端與所述電壓采樣端口相連，第二電阻的另一端與第五晶體管的漏極相連。

在本發明的一個實施例中，所述第五晶體管受到第四控制信號的控制，所述第四控制信號是振蕩高低電平變化信號。

在本發明的一個實施例中，所述第四控制信號周期性開啟第五晶體管，所述第一輸出端口與所述電壓采樣端口之間的電壓為：

Vin-V_M3-V_D2F-Vs*(R2+V_M5)/(R1+R2+V_M5)-V_D4F

其中Vin是電源電壓，V_M3是第三晶體管的導通壓降，V_D2F是第一二極管的正向導通壓降，Vs是電壓采樣端口處的電壓，R2是第二電阻的阻值，V_M5是第五晶體管的導通壓降，R1是第一電阻的阻值，V_D4F是第三二極管的正向導通壓降。