[發(fā)明專利]一種柵極驅(qū)動電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110083120.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112769317A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 譚在超;涂才根;張勝;羅寅;丁國華
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州鍇威特半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 郭微

本發(fā)明公開了一種柵極驅(qū)動電路，包括左側(cè)電路和驅(qū)動電路，左側(cè)電路包括高壓電源VCC、Q1三級管、Q2三極管、d1二極管、dz1齊納二極管、dz2齊納二極管、dz3齊納二極管、C1電容、I1偏置電流源、I2偏置電流源、N1MOS管、N2MOS管、N3MOS管以及N4MOS管，驅(qū)動電路包括INV1驅(qū)動器，INV1驅(qū)動器連接INV2驅(qū)動器，INV2驅(qū)動器連接HN1驅(qū)動管，HN1驅(qū)動管的漏極連接HP3驅(qū)動管的源極，HP3驅(qū)動管的漏極連接HP1驅(qū)動管的源極和HP2驅(qū)動管的柵極，HP2驅(qū)動管的源極連接HP4驅(qū)動管的漏極，HP4驅(qū)動管的源極連接HN2驅(qū)動管的漏極，HP4驅(qū)動管的漏極連接HP1驅(qū)動管的柵極，HN1驅(qū)動管、HN2驅(qū)動管、HP1驅(qū)動管、HP2驅(qū)動管、HP3驅(qū)動管以及HP4驅(qū)動管構(gòu)成電平位移電路，本驅(qū)動電路可以保證即使在薄柵氧工藝中，也能夠安全地工作。

技術領域

本發(fā)明涉及開關電源電路技術領域，具體涉及一種柵極驅(qū)動電路。

背景技術

在開關電源拓撲中，都存在一個功率開關管，故而稱為開關電源，然而，該功率開關管都需要一種驅(qū)動電路以控制其開關，通常驅(qū)動電路會集成在控制IC中，在IC設計時，通常其電源腳工作電壓在10V~30V之間，較高的電源電壓一方面保證IC的驅(qū)動能力夠強，另一方面較寬的工作電壓區(qū)間能確保IC更能適應各種工作環(huán)境，具有較強的適應性，然而，IC設計中通常會設計一低壓內(nèi)部電源（例如5V），采用低電源設計，IC內(nèi)部可以大量采用低壓管，因此可大大提高IC的集成度，這也是IC設計的發(fā)展趨勢，典型的IC內(nèi)部的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，P1/N1為低壓管，HN1~HN6，HP1~HP6為高壓管，DRV信號為IC內(nèi)部經(jīng)過邏輯處理后的低壓驅(qū)動信號，Gate信號為IC的驅(qū)動輸出信號，VDD為IC內(nèi)部低壓電源，VCC為IC管腳的高壓電源，N1/P1/HN1/HN2/HP1/HP2組成電平位移電路，即可將低電平的DRV信號轉(zhuǎn)換成高電平信號，經(jīng)過后面4組驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，逐級增強驅(qū)動能力，最終得到驅(qū)動能力較強的輸出信號Gate.當然，有些結(jié)構(gòu)會做一些改進，為最后一級的驅(qū)動管HP6/HN6設計死區(qū)時間，防止HP6和HN6同時導通而損壞，但核心思路都在該結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，該驅(qū)動結(jié)構(gòu)的應用前提是，高壓管不但漏源端（Vds）能夠承受高壓，柵氧（Vgs）也能夠承受高壓而不損傷。在大量的工藝制程中，通常會通過增加一塊光刻板能夠同時實現(xiàn)厚柵氧和薄柵氧，厚柵氧的耐壓更高，在高壓管中采用厚柵氧設計，可以很好地保護柵氧不被擊穿，因而這種驅(qū)動結(jié)構(gòu)能夠得到大量的采用，然而，在一些更小尺寸的工藝制程中，比如0.18um工藝，很多Fab并不提供厚柵氧和薄柵氧的選擇，只提供薄柵氧，如繼續(xù)采用這種驅(qū)動電路，勢必造成高壓管因為柵氧耐壓不夠而損傷。

發(fā)明內(nèi)容