CN101123427A - 栅极驱动电路 - Google Patents
栅极驱动电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101123427A CN101123427A CNA2007101454980A CN200710145498A CN101123427A CN 101123427 A CN101123427 A CN 101123427A CN A2007101454980 A CNA2007101454980 A CN A2007101454980A CN 200710145498 A CN200710145498 A CN 200710145498A CN 101123427 A CN101123427 A CN 101123427A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- voltage
- metal
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 66
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
- H03K17/145—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
本发明是有关于一种栅极驱动电路，主要结构是包括有一驱动控制电路、一电压随耦偏压电路、一拉升电路与一金氧半晶体管；驱动控制电路接收一致动讯号，以产生一拉升讯号或一拉降讯号；当产生的讯号为拉升讯号时，金氧半晶体管将因拉升电路的作用而为断路状态，不输出电流至输出负载装置；反之，若产生的讯号为拉降讯号，则金氧半晶体管将因电压随耦偏压电路的作用而为导通状态，此时因金氧半晶体管的栅极驱动电压相对外部供应电压存在有一固定的电位差，因此可提供一固定电流至输出负载装置，不会因外部供应电压的变化而变化。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种栅极驱动电路，尤指一种可提供一固定电流至输出负载装置的栅极驱动电路。
背景技术
一般在电流源与输出负载装置之间都会设置一电流源控制装置，例如一金氧半晶体管(MOS)。而金氧半晶体管则需要利用栅极驱动电路提供驱动电压来控制电流源控制装置的开启与关闭状态。当电流源控制装置在导通状态时，可提供一驱动电流至输出负载装置。
请参阅图1，为现有技术栅极驱动电路的电路图。如图所示，栅极驱动电路10的主要结构是包括有一驱动控制电路11，一拉升电路13，一拉降电路15与一P信道金氧半晶体管(PMOS)17。
当驱动控制电路11接收一致动讯号时，将依所述的致动讯号而产生一拉升讯号或拉降讯号。假如驱动控制电路11根据致动讯号而产生一拉升讯号，此时拉升电路13将被致能而输出一拉升电压至P信道金氧半晶体管17的栅极。反之，若驱动控制电路11根据致动讯号而产生一拉降讯号，拉降电路15将被致能而输出一拉降电压至P信道金氧半晶体管17的栅极。
当拉升电路13被致能，P通道金氧半晶体管17的栅极电压VG将拉升至外部供应电压VDD。此时，源极与栅极间的电位差VSG是小于P通道金氧半晶体管17的临界电压VT，则P信道金氧半晶体管17呈现断路状态，而不提供电流至输出负载装置19。
反之，假若拉降电路15被致能，P通道金氧半晶体管晶体管17的栅极电压VG将拉降至接地电位，源极与栅极间的电位差VSG将大于P通道金氧半晶体管17的临界电压VT，而使P通道金氧半晶体管17呈现导通状态，而可提供一驱动电流I至输出负载装置19。
上述现有栅极驱动电路10的缺点，当外部供应电压VDD改变或产生电位漂移时，将导致栅极驱动电路10输出的驱动电流I不稳定。当P通道金氧半晶体管17处在导通状态时，P通道金氧半晶体管17的栅极电压VG等于接地电位，而源极电压VS等于外部供应电压VDD，此时假如外部供应电压VDD改变，则源极至栅极的电压VSG也会跟着改变，如此通过P通道金氧半晶体管17的电流也将随着改变。
现有栅极驱动电路10所造成的电流不稳定，对于输出负载装置19及其它负载装置而言通常是有害的，可能使得负载装置处在不稳定状态，甚至造成输出装置的损害。
发明内容
为此，如何设计出一种栅极驱动电路，其针对现有技术驱动电流不稳定的缺点予以改善，此即为本发明的发明重点。
本发明的主要目的，在于提供一种栅极驱动电路，包括有一电压随耦偏压电路，可使导通状态的P通道金氧半晶体管的栅极电压与外部供应电压间保持一固定的电位差，因此其源极至栅极电压可保持固定。
本发明的次要目的，在于提供一种栅极驱动电路，其P信道金氧半晶体管在导通状态时，源极至栅极电压为一固定值，以便提供一固定电流至输出负载装置。
本发明的又一目的，在于提供一种栅极驱动电路，尚包括有一拉降电路，以快速拉降栅极电压至电压随耦偏压电路的目标电压值。
为达成上述目的，本发明提供一种栅极驱动电路，其主要是包括有：一驱动控制电路，用以接收一致动讯号，并根据所述的致动讯号而产生一拉升讯号与一拉降讯号；一拉升电路，是通过一第一讯号线连接至驱动控制电路，另连接一外部供应电压，根据所述的拉升讯号而提供一拉升电压；一金氧半晶体管，其源极连接至所述的外部供应电压，栅极连接至所述的拉升电路，而漏极连接至一输出负载装置；与一电压随耦偏压电路，是通过一第二讯号线连接至所述的驱动控制电路，另连接所述的外部供应电压与所述的金氧半晶体管的栅极，根据所述的拉降讯号而产生一栅极驱动电压。
附图说明
图1为现有栅极驱动电路的方块图；
图2为本发明一较佳实施例的方块图；
图3为本发明一较佳实施例的电压随耦偏压电路方块图；
图4为本发明一较佳实施例外部供应电压与P信道金氧半晶体管的栅极电压间的关系图；
图5为本发明另一实施例的方块图；
图6为本发明一较佳实施例的拉升电路与拉降电路的电路图。
附图标记说明：10-栅极驱动电路；11-驱动控制电路；13-拉升电路；15-拉降电路；17-金氧半晶体管；19-输出负载装置；20-栅极驱动电路；21-驱动控制电路；213-第一讯号线；215-第二讯号线；23-拉升电路；25-电压随耦偏压电路；251-主动负载电路；253-电流源电路；27-金氧半晶体管；29-输出负载装置；31-脉冲产生电路；33-拉降电路。
具体实施方式
首先，请参阅图2，为本发明一较佳实施例的方块图。如图所示，本实施例的栅极驱动电路20的主要结构包括有一驱动控制电路21、一拉升电路23、一电压随耦偏压电路25与一金氧半晶体管(MOS)27。
拉升电路23是通过第一讯号线213连接至驱动控制电路21。电压随耦偏压电路25是通过第二讯号线215连接至驱动控制电路21。拉升电路23与电压随耦偏压电路25同时连接至金氧半晶体管27的栅极，分别用以驱动金氧半晶体管27成为导通状态或断路状态。在本实施例中，金氧半晶体管27为一P通道金氧半晶体管(PMOS)，其源极连接至外部供应电压VDD，而漏极连接至输出负载装置29。
驱动控制电路21可根据一致动讯号而产生一拉升讯号或一拉降讯号。若驱动控制电路21根据一致动讯号而产生一拉升讯号，则拉升讯号首先传送至电压随耦偏压电路25将的禁能，并在一延迟时间后传送至拉升电路23，以致能拉升电路23。反之，若驱动控制电路21根据一致动讯号而产生一拉降讯号，则拉降讯号将先传送至拉升电路23将的禁能，而在一延迟时间后传送至电压随耦偏压电路25，以致能电压随耦偏压电路25。
当拉升电路23被致能时，金氧半晶体管27的栅极电压VG将拉升至外部供应电压VDD。由于源极电压VS等于外部供应电压VDD，所以源极至栅极电压VSG为0，小于金氧半晶体管27的临界电压VT。因此，金氧半晶体管27将处在断路状态，而此时金氧半晶体管27将无法提供任何电流至输出负载装置29。
当电压随耦偏压电路25被致能时，将会产生与外部供应电压VDD具有一固定电压降的驱动电压，并且将金氧半晶体管27的栅极电压VG拉降至所述的驱动电压。为了使金氧半晶体管27产生状态转变，所述的固定电压降的值应大于金氧半晶体管27的临界电压VT。由于栅极电压VG与外部供应电压VDD间具有所述的固定电压降，故源极至栅极电压VSG将大于临界电压VT。因此，金氧半晶体管27将转变为导通状态，并且提供一驱动电流I至输出负载装置29。
此外，即使外部供应电压VDD产生变化，金氧半晶体管27的栅极电压VG也可被电压随耦偏压电路25控制在外部供应电压VDD的固定电压降。因此源极至栅极电压VSG可确保为所述的固定电压降，故通过金氧半晶体管27而流向输出负载装置29的驱动电流I也可以保持固定。
请参阅图3，为本发明一较佳实施例的电压随耦偏压电路方块图。如图所示，电压随耦偏压电路25的结构包括有一主动负载电路251与一电流源电路253。
主动负载电路251是连接在外部供应电压VDD与电流源电路253之间，并通过第二讯号线215连接至驱动控制电路21。当主动负载电路251从驱动控制电路21接收一拉升讯号时，所述的主动负载电路251将被禁能，而不会有电流与电压输出。当主动负载电路251收到来自驱动控制电路21的拉降讯号时，所述的主动负载电路251将被致能。此时，由于电流源电路253的作用，将有一固定偏压电流流过主动负载电路251，并且在主动负载电路251的两端点间形成一固定电压降。由于主动负载电路251的一端点连接至外部供应电压VDD，其另一个端点的电压则为外部供应电压VDD的所述的固定电压降。因此，尽管外部供应电压VDD改变，本实施例的电压随耦偏压电路25仍可提供相对外部供应电压VDD具有固定电压降的驱动电压。
请参阅图4，为本发明一较佳实施例外部供应电压与P信道金氧半晶体管的栅极电压的关系图，其中水平轴是表示外部供应电压VDD值，而垂直轴则为P通道金氧半晶体管的栅极电压VG值。如图所示，假如外部供应电压VDD增加，栅极电压VG也跟着增加。在本实施例中，外部供应电压VD与栅极电压VG间的电位差Vd是依电路需求而设定为1.75伏特，大于P通道金氧半晶体管(27)的临界电压VT。由图可知，只要外部供应电压VDD大于2伏特，电压随耦偏压电路的作用即可符合要求。当外部供应电压VDD大于2伏特时，电位差Vd即等于金氧半晶体管(27)的源极至栅极电压VSG，并保持为固定值，同时可确保流过金氧半晶体管(27)的电流也为固定值。
请参阅图5，为本发明另一实施例的方块图。如图所示，本实施例的栅极驱动电路30的构造大致与图2所示实施例相同，惟本实施例尚包括有一拉降电路33与一脉冲产生电路31。
脉冲产生电路31是连接在第二讯号线215与拉降电路33间，而拉降电路33则连接至金氧半晶体管27的栅极。
若驱动控制电路21根据一致动讯号而产生一拉升讯号，则拉升讯号首先传送至电压随耦偏压电路25与脉冲产生电路31，将电压随耦偏压电路25与脉冲产生电路31禁能，而在一延迟时间后传送至拉升电路23，以致能拉升电路23。反之，若驱动控制电路21根据一致动讯号而产生一拉降讯号，则拉降讯号将先传送至拉升电路23将的禁能，而在一延迟时间后传送至电压随耦偏压电路25与脉冲产生电路31，以致能电压随耦偏压电路25与脉冲产生电路31。
当脉冲产生电路31被致能时，将会产生一脉冲讯号将拉降电路33致能一短暂时间。如此，可通过拉降电路33将金氧半晶体管27的栅极电压VG快速地拉降至电压随耦偏压电路25的目标电压值。
请参阅图6，为本发明一较佳实施例的拉升电路与拉降电路的电路图。如图所示，本实施例的拉升电路23包括至少一P通道金氧半晶体管，各P通道金氧半晶体管的栅极分别连接至第一讯号线213。本实施例的拉降电路33包括至少一N通道金氧半晶体管，各N通道金氧半晶体管的栅极是分别连接至脉冲产生电路(31)。拉升电路23与拉降电路33连接至金氧半晶体管(27)的栅极，以拉升或拉降金氧半晶体管(27)的栅极电压。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征与精神所为的均等变化与修饰，均应包括在本实用新型的申请专利范围内。
Claims (16)
1.一种栅极驱动电路，其特征在于：其包括有：
一驱动控制电路，用以接收一致动讯号，并根据所述的致动讯号而产生一拉升讯号与一拉降讯号；
一拉升电路，通过一第一讯号线连接至所述的驱动控制电路，并获得一外部供应电压，根据所述的拉升讯号而提供一拉升电压；
一金氧半晶体管，其源极获得所述的外部供应电压，栅极连接至所述的拉升电路，而漏极连接至一输出负载装置；与
一电压随耦偏压电路，通过一第二讯号线连接至所述的驱动控制电路，并获得所述的外部供应电压与所述的金氧半晶体管的栅极相连接，根据所述的拉降讯号而产生一栅极驱动电压。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的栅极驱动电压与所述的外部供应电压间具有一固定电压降。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的固定电位差是大于所述的金氧半晶体管的临界电压。
4.根据权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于：还包括有：
一脉冲产生电路，其连接至所述的驱动控制电路，根据所述的拉降讯号而产生一脉冲讯号；与
一拉降电路，其连接至所述的脉冲产生电路与所述的金氧半晶体管的栅极端，根据所述的脉冲讯号而拉降所述的金氧半晶体管的栅极电压。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉升讯号由所述的第二讯号线传输，并在一延迟时间后由所述的第一讯号线传输。
6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉降讯号由所述的第一讯号线传输，并在一延迟时间后由所述的第二讯号线传输。
7.根据权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的金氧半晶体管为一P通道金氧半晶体管。
8.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的电压随耦偏压电路包括有：
一电流源电路，用在产生一偏压电流；与
一主动负载电路，连接至所述的驱动控制电路、所述的外部供应电压与所述的电流源电路，根据所述的拉降讯号以及所述的外部供应电压产生所述的驱动电压。
9.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉升电路包括有至少一P通道金氧半晶体管。
10.根据权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉降电路包括有至少一N通道金氧半晶体管。
11.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉升讯号是由所述的第二讯号线传输，并在一延迟时间后由所述的第一讯号线传输。
12.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉降讯号是由所述的第一讯号线传输，并在一延迟时间后由所述的第二讯号线传输。
13.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的金氧半晶体管为一P通道金氧半晶体管。
14.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的电压随耦偏压电路包括有：
一电流源电路，用在产生一偏压电流；与
一主动负载电路，是连接至所述的驱动控制电路、所述的外部供应电压与所述的电流源电路，并根据所述的拉降讯号而依所述的外部供应电压产生所述的驱动电压。
15.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉升电路包括有至少一P通道金氧半晶体管。
16.根据权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于：所述的拉降电路包括有至少一N通道金氧半晶体管。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/730,754 US7432747B1 (en) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | Gate driving circuit |
| US11/730,754 | 2007-04-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101123427A true CN101123427A (zh) | 2008-02-13 |
| CN100539419C CN100539419C (zh) | 2009-09-09 |
Family
ID=39085630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007101454980A Active CN100539419C (zh) | 2007-04-04 | 2007-09-14 | 栅极驱动电路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7432747B1 (zh) |
| CN (1) | CN100539419C (zh) |
| TW (1) | TWI321271B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102801407A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-11-28 | 三垦电气株式会社 | 栅极驱动电路 |
| CN102957305A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 笙科电子股份有限公司 | 高效能驱动电路 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140249887A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Rapidblue Solutions Oy | System for monitoring customers within retail premises |
| TWI752898B (zh) * | 2014-03-25 | 2022-01-21 | 日商新力股份有限公司 | 發訊裝置及通訊系統 |
| US9647551B2 (en) * | 2015-08-14 | 2017-05-09 | Qualcomm Incorporated | Switched power control circuits for controlling the rate of providing voltages to powered circuits, and related systems and methods |
| US10469065B2 (en) * | 2018-03-01 | 2019-11-05 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | Multi-level gate control for transistor devices |
| CN113849025B (zh) * | 2021-09-27 | 2022-10-04 | 电子科技大学 | 一种电源轨产生电路 |
| CN116418328B (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-19 | 拓尔微电子股份有限公司 | 关断控制电路、电池管理系统以及电池包 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4410815A (en) * | 1981-09-24 | 1983-10-18 | Sperry Corporation | Gallium arsenide to emitter coupled logic level converter |
| US4999586A (en) * | 1988-05-26 | 1991-03-12 | North American Philips Corp | Wideband class AB CRT cathode driver |
-
2007
- 2007-04-04 US US11/730,754 patent/US7432747B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-06-08 TW TW096120657A patent/TWI321271B/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-09-14 CN CNB2007101454980A patent/CN100539419C/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102801407A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-11-28 | 三垦电气株式会社 | 栅极驱动电路 |
| CN102957305A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 笙科电子股份有限公司 | 高效能驱动电路 |
| CN102957305B (zh) * | 2011-08-23 | 2014-12-17 | 笙科电子股份有限公司 | 高效能驱动电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200841145A (en) | 2008-10-16 |
| TWI321271B (en) | 2010-03-01 |
| US7432747B1 (en) | 2008-10-07 |
| US20080246513A1 (en) | 2008-10-09 |
| CN100539419C (zh) | 2009-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100539419C (zh) | 栅极驱动电路 | |
| CN209419591U (zh) | 输出驱动器 | |
| CN100361377C (zh) | 用于脉冲频率调制控制电荷泵的突流限制电路 | |
| CN101836351B (zh) | 具有脉动补偿的电压调节器 | |
| CN101795129B (zh) | 上电复位电路 | |
| CN104065251B (zh) | 具有受控栅极放电电流的驱动器电路 | |
| US10727730B2 (en) | Increasing efficiency of a switched mode power converter | |
| CN114221643A (zh) | 电源管理电路和显示装置 | |
| US8203370B2 (en) | Schmitt trigger with gated transition level control | |
| US20150022258A1 (en) | Transistor switch including independent control of turn-on and slew rate | |
| US10389169B2 (en) | VBUS power switch | |
| US10187055B2 (en) | Output discharge techniques for load switches | |
| CN109245535A (zh) | 适用于电源管理的电平转换模块 | |
| CN103631298A (zh) | 线性稳压源 | |
| CN101867364A (zh) | 用于电容性负载的驱动器的输出级电路及其控制方法 | |
| CN104883178A (zh) | 一种抑制直流通路的负压电平转换电路 | |
| CN210123454U (zh) | 一种可应用于低电压环境的欠压检测电路 | |
| KR102112794B1 (ko) | 스위칭 회로 | |
| CN101378257A (zh) | 高至低电压电位转换器 | |
| CN108768356B (zh) | 一种上电自锁控制电路和电源 | |
| US20120286853A1 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| CN112133238A (zh) | 驱动电路与电子设备 | |
| CN106528250B (zh) | 双电源烧写电平发生电路 | |
| CN109378022B (zh) | 一种多模式的onfi接口发送电路 | |
| CN112041777A (zh) | 启动电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |