CN101325364B - 用于电压驱动电子元件的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于驱动电压驱动元件的驱动电路，该电压驱动元件包括栅极端子、发射极端子和集电极端子，该驱动电路包括：第一半导体开关元件，其包括被置于用于驱动电路的功率源和栅极端子之间的输出端子；第一电阻器，其被置于该输出端子和栅极端子之间；以及电容元件，其与第一半导体开关并联连接。在将栅极端子和发射极端子之间的部分中累积的电荷提供到栅极端子和集电极端子之间的部分之后，电容元件将来自功率源的电荷提供给栅极端子和发射极端子之间的部分。

Description

用于电压驱动电子元件的驱动电路

对相关申请的交叉引用

此申请要求于2007年6月11日提交的日本专利申请序列号2007-153615的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及用于驱动电压驱动型元件的驱动电路，该电压驱动型元件适用于在需要高电功率的诸如电动车的单元中提供的开关电路、逆变器电路等。

背景技术

近年来，在用于需要高功率的应用的功率控制电路中采用的开关电路或逆变器电路中，已使用了诸如绝缘栅极双极晶体管(IGBT)的电压驱动型元件。日本专利申请公开第2003-125574号公开了包括两个串联的IGBT的切换电路和逆变器电路，其各自以反并联(inverse-parallel connection)的形式与续流二极管(freewheeling diode，FWD)连接。用作电感负载的电抗器(reactor)连接到IGBT的连接点。第一IGBT(IGBT1)连接到直流电压，第二IGBT(IGBT2)接地(GND)，并且，每个IGBT的栅极端子连接到驱动电路。该驱动电路包括：推挽式晶体管，用于利用栅极信号的输入，对IGBT充电/放电；栅极电阻器，其连接在此晶体管和IGBT的栅极端子之间；以及外部电容器，其连接在IGBT的发射极端子和栅极电阻器之间。

发明内容

这里公开了用于驱动电压驱动元件的驱动电路的实施例，该电压驱动元件包括栅极端子、发射极端子和集电极端子。例如，一种驱动电路包括：第一半导体开关元件，其包括被置于用于驱动电路的功率源和栅极端子之间的输出端子；第一电阻器，其被置于该输出端子和栅极端子之间；以及电容元件，其与第一半导体元件并联连接，并被配置为在将在栅极端子和发射极端子之间的部分中累积的电荷提供到在栅极端子和集电极端子之间的部分之后，将来自功率源的电荷提供给在栅极端子和发射极端子之间的部分。

根据本发明的另一个方面提供了一种用于驱动电压驱动元件的驱动电路，该电压驱动元件包括栅极端子、发射极端子和集电极端子，该驱动电路包括：第一半导体开关元件(Tr1)，包括连接于用于该驱动电路的信号源(Vin)的第一端子，连接于用于该驱动电路的功率源(Vcc)的第二端子，和连接于输出点的输出端子；第二半导体开关元件(Tr2)，与第一半导体开关元件互补，包括连接于用于该驱动电路的信号源(Vin)的第一端子，以公共电位连接于发射极端子的第二端子，和直接连接于输出点的输出端子；第一电阻器，配置于该输出点和栅极端子之间；第三半导体开关元件(Tr3)，与第一半导体开关元件互补，包括连接于用于该驱动电路的信号源(Vin)的第一端子，以公共电位连接于发射极端子的第二端子，和连接于该第一电阻器和栅极端子之间的输出端子；以及电容元件，具有连接于功率源和第一半导体开关元件的第二端子的结点的第一端子，并具有连接于第一半导体开关元件的输出端子和栅极端子之间的点的第二端子，所述电容元件在将该栅极端子和该发射极端子之间的部分中累积的电荷提供到该栅极端子和该集电极端子之间的部分之后，将来自功率源的电荷提供给该栅极端子和该发射极端子之间的部分。

在下文中描述此实施例和其它实施例。

附图说明

这里的描述引用了附图，其中，在所有图中，相同的附图标记表示相同的部分，并且其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路的电路配置图；

图2是示出与图1中的驱动电路相比较的器件的操作的时序图；

图3是示出根据本发明的第二实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路的电路配置图；

图4是示出根据本发明的第三实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路的电路配置图；以及

图5是示出根据本发明的第四实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路的电路配置图。

具体实施方式

在前述日本专利申请公开第2003-125574号中示出的驱动电路中，外部电容器对栅极-发射极电容器注入电荷，由此，在IGBT2的栅极端子和发射极端子之间布置了外部电容器。由此，防止了栅极电压的减小，并且，抑制了栅极充电速度的减小。由于电流放大因子不加大，所以，抑制了FWD的恢复电流，同时，在栅极-集电极电容的充电期间，抑制了栅极充电速度的减小。抑制了集电极-发射极电压的减小速率，并且，减小了反向转移电容(reversetransfer capacitance)充电过程期间的损耗，从而实现了导通损耗的减小。然而，当栅极-集电极电容器大时，该驱动电路有必要使用大的外部电容器。如果使外部电容器大，则总体上增加了栅极充电时间，并且增大了用于驱动电路的来自功率源的消耗电流，使得损耗增大。

相反，在图1-5中图解的本发明的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路的实施例提供了用于驱动电压驱动元件的驱动电路，其即使在栅极-集电极电容器大时，也能够在不加大电容器的情况下减小导通损耗。

图1图解了该驱动电路的第一实施例。该驱动电路连接到适用于开关电路、逆变器电路等的电压驱动型元件。该电压驱动型元件可为绝缘栅极双极晶体管(IGBT)、MOSFET、MOS半导体闸流管等，且不限于在绘出的图中所示出的那些。如图1所示，该电压驱动型元件是IGBT。该驱动电路连接到IGBT的栅极端子G。IGBT以反并联连接(背对背连接)的形式与续流二极管(FWD)连接。栅极-发射极电容Cge存在于IGBT的栅极端子G和IGBT的发射极端子E之间，并且，栅极-集电极电容Cgc存在于栅极端子G和集电极端子C之间。将参考电位Vee施加到发射极端子E。

根据第一实施例的驱动电路包括晶体管Tr1、以及与晶体管Tr1互补的晶体管Tr2，并且，所述晶体管通过它们的发射极而连接在公共结点上(在图1中被示出为“输出点”)。栅极电阻器Rg1连接在该输出点和IGBT的栅极端子G、以及电容器(condenser)Cex之间。电容器Cex包括在晶体管Tr1的集电极端子上与用于驱动电路的功率源Vcc连接的第一导体、连接到栅极电阻器Rg1和栅极端子G之间的点的第二导体、以及在第一导体和第二导体之间的绝缘体。晶体管Tr1和晶体管Tr2形成或定义推挽式晶体管，其用于根据栅极信号Vin的输入而执行IGBT的充电和放电。此外，晶体管Tr3和限流电阻器Rg2连接在发射极端子E、以及栅极电阻器Rg1和栅极端子G之间的点之间。更具体地，限流电阻器Rg2连接在栅极电阻器Rg1和栅极端子G之间的点、以及晶体管Tr3的发射极之间，随之，通过它们到参考电位Vee的公共连接，晶体管Tr3利用其集电极端子而连接到发射极端子E。晶体管Tr3用作与晶体管Tr1互补的半导体元件。晶体管Tr1、晶体管Tr2和晶体管Tr3的栅极(或基极)端子连接到栅极信号Vin。如上所述，将功率源Vcc施加到晶体管Tr1的集电极端子。最后，将参考电位Vee施加到晶体管Tr2和晶体管Tr3的集电极端子。在根据第一实施例的驱动电路中，晶体管Tr1是NPN晶体管，并且，晶体管Tr2和Tr3是PNP晶体管。

继续参照图1，现在说明根据本发明的第一实施例的IGBT和驱动电路的操作。当栅极信号Vin从高(HI)电平改变为低(LO)电平时，晶体管Tr1产生从导通(ON)到关断(OFF)的状态转变，并且，用于对栅极电荷放电的晶体管Tr2和Tr3产生从关断到导通的状态转变。由此，通过晶体管Tr3和限流电阻器Rg2，对IGBT中的栅极-发射极电容Cge的电荷、以及栅极-集电极电容Cgc的电荷放电。因而，减小了栅极电压Vge，使得IGBT产生从导通到关断的状态转变。此时，放电电流i2从功率源Vcc流向电容器Cex(沿图1中示出的与电流i2的方向相反的方向)，以便对电容器Cex充电。

另一方面，当栅极信号Vin从LO电平改变为HI电平时，晶体管Tr1产生从关断到导通的状态转变，并且，用于对栅极电荷放电的晶体管Tr2和Tr3产生从导通到关断的状态转变。由此，栅极充电电流i1从功率源Vcc流向栅极-发射极电容Cge，使得栅极-发射极电容Cge(等价于在栅极和发射极端子之间的电容器)被充电。同时，通过晶体管Tr1和栅极电阻器Rg1，沿着在图1中通过电流i2示出的相同的方向，将在电容器Cex中累积的电荷放电到栅极-发射极电容Cge。由此，栅极电压Vge上升。当栅极电压Vge超过阈值时，IGBT开始转变到导通状态，并且，集电极-发射极电压Vce(集电极C和发射极E端子之间的电压)开始减小。根据集电极-发射极电压Vce的此减小，如图2所示，IGBT的集电极电流Ic增大。随后，当集电极电流Ic到达预定值时，开始对IGBT的栅极-集电极电容Cgc充电。此时，将在栅极-发射极电容Cge中累积的电荷放电到栅极-集电极电容Cgc。栅极-发射极电容Cge中的电荷的此减小用来减小栅极电压Vge。然而，在第一实施例中，通过使用栅极电阻器Rg1和最后级的晶体管Tr1，通过电容器Cex而由功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge瞬时充电。因而，抑制了栅极电压Vge的减小。在开始通过电容器Cex而从功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge充电之后，集电极-发射极电压Vce减小，使得IGBT产生从关断到导通的状态转变。

图2是图1中示出的电路配置图的时序图。在该时序图中，时间点t1表示当栅极信号Vin从HI电平改变为LO电平时，并且，时间点t2表示当栅极信号Vin从LO电平改变为HI电平时。此外，时间点t3表示当集电极-发射极电压Vce开始减小时，并且，时间点t6表示当栅极-集电极电容Cgc开始充电时。时间点t4表示当集电极-发射极电压Vce的下降结束时，并且，时间点t5表示在栅极电压Vge已稳定之后、当栅极电压Vge开始进一步上升时。时间点t2和时间点t6之间的时间段表示初始充电过程，并且，时间点t6之后的时间段表示反向转移电容充电过程。

具体地，初始充电过程表示在栅极信号变为HI、且允许开始对IGBT的栅极-发射极电容Cge充电时的时间段。随后，响应于栅极电压Vge超过其阈值，IGBT的集电极-发射极电压Vce开始下降，并且，根据此下降，IGBT的集电极电流Ic增大，使得IGBT的栅极-集电极电容Cgc的充电开始。也就是说，以上事件的开始和结束定义了初始充电过程的周期。

另一方面，反向转移电容充电过程表示在初始充电过程之后(即，在开始对作为反向转移电容的栅极-集电极电容Cgc充电之后)、在集电极电流Ic达到其最大值时的时间段，并且随后，栅极-集电极电容Cgc和栅极-发射极电容Cge的充电完成。也就是说，以上事件的开始和结束定义了反向转移电容充电过程的周期。

如前所述，在时间点t1，晶体管Tr2和Tr3从关断状态改变为导通状态。结果，通过晶体管Tr3、以及限流电阻器Rg2，对栅极-发射极电容Cge的电荷、以及栅极-集电极电容Cgc的电荷放电。因而，栅极充电电流ig具有负值。之后，响应于栅极电压Vge的减小，IGBT将其状态从导通改变为关断。也就是说，集电极-发射极电压Vce增大，集电极电流Ic减小直至等于0A，并且IGBT关断。

在时间点t2，如前所述，晶体管Tr1将其状态从关断改变为导通。因而，栅极充电电流i1开始从功率源Vcc流向栅极-发射极电容Cge，并且，沿着图1所示的箭头的方向，放电电流i2开始从电容器Cex流向栅极-发射极电容Cge。因而，栅极电压Vge开始上升。之后，在时间点t3，栅极电压Vge上升到阈值以上，使得IGBT进行从关断到导通的状态转变。也就是说，集电极-发射极电压Vce开始下降，并且IGBT的集电极电流Ic开始上升。如图2所示，栅极电压Vge继续上升，直到时间点t6为止。这里，可通过以下方程近似计算时间点t2和t6之间的栅极电压Vge(t)：

Vge(t)＝Vcc*{1-exp(-t/τ)}    (1)

其中，t为在时间点t2和t6之间给定的任意时间点；并且

时间常量τ＝Rg1*(Cex+Cge)。其中，在时间点t2，t＝0，随后，0≤t≤t6-t2。

如前所述，在时间点t6，开始栅极-集电极电容Cgc的充电。此时，将在栅极-发射极电容Cge中累积的电荷放电到栅极-集电极电容Cgc。也就是说，通过方程(4)中的Vg1来表示恰好在时间点t6之后的栅极电压Vge的值，其源自方程(2)中的Vge0和方程(3)中的ΔVge(t)的相加。Vge0是栅极电压Vge的初始值，其是基于直到恰好在时间点t6之前的瞬间为止、在栅极-发射极电容Cge中累积的电荷(其被放电到栅极-集电极电容Cgc)，而从能量守恒方程导出的，如下所示：

(Cge+Cgc)*(Vge0)²/2＝Cge*{Vge(t6)}²/2变为

$\mathrm{Vge}0=\sqrt{\{\mathrm{Cge}/(\mathrm{Cge}+\mathrm{Cge})\}}*\mathrm{Vge}\left(t6\right)---\left(2\right)$

其中，Vge(t6)表示恰好在时间点t6之前的栅极电压Vge的值。方程(3)如下：

ΔVge(t)＝Vcc*{1-exp(-t/τ1)}    (3)

其中，时间常量τ1＝Z(Cex)*(Cge+Cgc)；并且

阻抗其中，在时间点t6，t＝0，随后，0≤t≤t4-t6。

方程(4)如下：

Vge1＝Vge0+ΔVge(t)    (4)

方程(4)给出了恰好在时间点t6之后的栅极电压Vge的值，并示出了：在将栅极-发射极电容Cge中累积的电荷放电到栅极-集电极电容Cgc之后瞬时，通过使用栅极电阻器Rg1和晶体管Tr1的旁路，通过电容器Cex，利用阻抗Z(Cex)而从功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge充电。这里，方程(3)中示出的ΔVge(t)是：由于通过了栅极电阻器Rg1和晶体管Tr1的旁路以便对栅极-发射极电容Cge充电、从功率源Vcc通过电容器Cex流向栅极-发射极电容Cge的旁路电流，而造成的电压上升量。

在例如最初描述的早先技术的情况下，晶体管Tr1和栅极电阻器Rg1的阻抗高于栅极-发射极电容Cge的阻抗。由此，功率源Vcc不能有效地对栅极-集电极电容Cgc充电，其意味着，在时间点t6和t4之间的时段期间，栅极充电电流ig减小(虚线)。同时，栅极-发射极电容Cge中直到恰好在时间点t6之前累积的电荷被放电到栅极-集电极电容Cgc。此外，电容器Cex中直到恰好在时间点t6之前累积的电荷被放电到栅极-发射极电容Cge和栅极-集电极电容Cgc。因此，在先前技术中，在时间点t6和t4之间的时段期间，栅极电压Vge减小(虚线)。

因而，通过在下面的方程(5)中示出的Vge0’，近似给出在先前技术中恰好在时间点t6之后的栅极电压Vge的值，其是从能量守恒方程导出的：

$\mathrm{Vge}0\′=\sqrt{\{(\mathrm{Cex}+\mathrm{Cge})/(\mathrm{Cex}+\mathrm{Cge}+\mathrm{Cgc})\}}*\mathrm{Vge}\left(t6\right)\′---\left(5\right)$

Vge(t6)’表示在先前技术中恰好在时间点t6之前的栅极电压Vge的值。

在将时间点t6和t4之间的时段期间的、根据本发明的第一实施例的栅极电压Vge(实线)与先前技术的栅极电压Vge(虚线)相比较时，如果仅比较方程(2)和(5)，那么，先前技术显现出抑制栅极电压Vge的减小。然而，在本发明的此实施例中，通过方程(3)的效果，显著地抑制了栅极电压Vge的减小。因而，如图2中的时间点t6和t4之间的栅极充电电流ig(实线)所示，根据这里的教导的栅极充电电流ig(实线)大于先前技术中的该电流。栅极充电电流ig大于先前技术中的栅极充电电流ig的原因是因为：旁路电流从功率源Vcc流过电容器Cex，从而对晶体管Tr1和栅极电阻器Rg1进行了旁路，以便对栅极-发射极电容Cge充电。如方程(3)中的ΔVge(t)所示，此旁路电流所产生的电压上升量允许栅极电压Vge比先前技术更少地下降。

具体地，例如，在先前技术中的时间点t4的栅极电压Vge给出：当栅极-发射极电容Cge＝0.01μF、栅极-集电极电容Cgc＝0.01μF、电容器Cex＝0.02μF、且恰好在时间点t6之前的Vge(t6)’＝6V时，

另一方面，将根据本发明的本实施例的栅极电压Vge的初始值Vge0计算为当Vcc＝16V、时间点t6和t4之间的时间段t为1ns、且Z(Cex)＝0.1Ω时，将在本实施例中由于来自电容器Cex的旁路电流而造成的电压上升量ΔVge(t)计算为ΔVge(1ns)＝16*{1-exp(-1n/2.25n)}≈5.4V。因此，时间点t4的栅极电压Vge1被计算为Vge1＝4.3V+5.4V＝9.7V，其大于5.2V的Vge0’的值。由此，本发明的此实施例防止栅极电压Vge的减小。与理论无关地，认为由于布线阻抗的存在，某种程度上降低了根据本发明的第一实施例的效果。

在时间点t4，完成了集电极-发射极电压Vce的下降，并导通IGBT。可通过下面的方程，近似给出在时间点t4之后的任意时间点t的栅极电压Vge(t)：

Vge(t)＝Vcc*{1-exp(-t/τ2)}    (6)

其中，时间常量τ2＝Rg1*(Cex+Cge+Cgc(t))；并且

Cgc(t)是用于Cgc的电容的时间变量值。其中，在时间点t4，t＝0，随后，0≤t≤t5-t4。

在时间点t5，响应于栅极-集电极电容Cgc的变化，由于方程(3)中示出的电压上升量ΔVge(t)的效果，栅极电压Vge比先前技术的该电压增大得更多。

如上所述，在与栅极-发射极电容Cge的阻抗相比、晶体管Tr1和栅极电阻器Rg1的阻抗增大、以便不加大电流放大因子从而抑制FWD的恢复电流的情况下，在栅极-集电极电容Cgc的充电时间段(从t6到t4)期间，栅极电压Vge减小，这是因为，栅极-发射极电容Cge中累积的电荷被放电到栅极-集电极电容Cgc。然而，根据本实施例，通过使用栅极电阻器Rg1和晶体管Tr1的旁路，通过电容器Cex而从功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge瞬时充电，使得可以抑制栅极电压Vge的减小。因此，可抑制栅极充电速度的减小，即，在栅极-集电极电容Cgc的充电期间、由栅极电压Vge的减小引起的集电极-发射极电压Vce的下降速度的减慢。由此，可进一步减小在反向转移电容充电过程期间的损耗，并可进一步减小导通损耗。因而，在不加大电容器Cex、且不加大电流放大因子的前提下，即使在栅极-集电极电容Cgc大的情况下，也可抑制集电极-发射极电压Vce减小的速率，以便可减小导通损耗。

图3中示出了根据第二实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路。本实施例的驱动电路类似于第一实施例的驱动电路，于是省略重复的说明。

根据第二实施例的驱动电路包括晶体管Tr1、晶体管Tr2、连接在晶体管Tr1的输出点(发射极)和IGBT的栅极端子G之间的栅极电阻器Rg1、以反并联连接的形式连接到IGBT的FWD、连接在晶体管Tr1和晶体管Tr2之间的限流电阻器Rg3、以及电容器Cex。晶体管Tr1和晶体管Tr2的栅极端子连接到栅极信号Vin。将功率源Vcc施加到晶体管Tr1的集电极端子，并将参考电位Vee施加到晶体管Tr2的集电极端子。电容器Cex的一侧与功率源Vcc连接，并且，电容器Cex的另一侧连接在在栅极电阻器Rg1和晶体管Tr1的发射极之间。限流电阻器Rg3连接在晶体管Tr1和晶体管Tr2的发射极之间，并且，栅极电阻器Rg1在晶体管Tr1的输出点(发射极)处与电容器Cex连接。由此，通过将晶体管Tr2的状态从关断改变为导通，经由晶体管Tr2、栅极电阻器Rg1以及限流电阻器Rg3，对栅极-发射极电容Cge和栅极-集电极电容Cgc中累积的电荷放电。此外，当对栅极-集电极电容Cgc充电时，将栅极-发射极电容Cge中累积的电荷放电到栅极-集电极电容Cgc，以便减小栅极电压Vge。然而，通过使用晶体管Tr1的旁路，通过电容器Cex和栅极电阻器Rg1，从功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge瞬时充电。因此，第二实施例的驱动电路可得到与第一实施例中类似的结果。

图4中示出了根据第三实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路。本实施例的驱动电路类似于第一实施例的驱动电路，于是省略重复的说明。

根据第三实施例的驱动电路包括晶体管Tr1。另外，栅极电阻器Rg1和限流电阻器Rg4串联连接在晶体管Tr1的输出点(发射极)和IGBT的栅极端子G之间。FWD以反并联连接的形式连接到IGBT。晶体管Tr3连接在IGBT的发射极端子E、以及栅极电阻器Rg1和限流电阻器Rg4之间的连接点之间。第三实施例还包括晶体管Tr2、以及电容器Cex。晶体管Tr1、晶体管Tr2、以及晶体管Tr3的栅极端子连接到栅极信号Vin。将功率源Vcc施加到晶体管Tr1的集电极端子，并将参考电位Vee施加到晶体管Tr2和晶体管Tr3的集电极端子、以及IGBT的发射极端子E。电容器Cex的一侧在晶体管Tr1的集电极处与功率源Vcc连接，并且，电容器Cex的另一侧连接在限流电阻器Rg4和栅极端子G之间。限流电阻器Rg4连接在栅极电阻器Rg1和晶体管Tr3的发射极的公共结点、以及栅极端子G之间。由此，通过将晶体管Tr3的状态从关断改变为导通，经由晶体管Tr3、以及限流电阻器Rg4，对栅极-发射极电容Cge和栅极-集电极电容Cgc中累积的电荷放电。此外，当对栅极-集电极电容Cgc充电时，将栅极-发射极电容Cge中累积的电荷放电到栅极-集电极电容Cgc，以便减小栅极电压Vge。然而，通过使用晶体管Tr1、栅极电阻器Rg1、以及限流电阻器Rg4的旁路，通过电容器Cex，从功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge瞬时充电。因此，第三实施例的驱动电路可得到与第一实施例中类似的结果。

图5中示出了根据第四实施例的用于驱动电压驱动型元件的驱动电路。本实施例的驱动电路类似于第一实施例的驱动电路，于是省略重复的说明。

根据第四实施例的驱动电路包括晶体管Tr1、连接在晶体管Tr1的输出点(发射极)和IGBT的栅极端子G之间的栅极电阻器Rg1、以及以反并联连接的形式连接到IGBT的FWD。晶体管Tr3和限流电阻器Rg2连接在发射极端子E、以及栅极电阻器Rg1和栅极端子G之间的点之间。第四实施例还包括晶体管Tr2和二极管D。晶体管Tr1、晶体管Tr2、以及晶体管Tr3的栅极端子连接到栅极信号Vin。将功率源Vcc施加到晶体管Tr1的集电极端子，并将参考电位Vee施加到晶体管Tr2和晶体管Tr3的集电极端子、以及IGBT的发射极端子E。二极管D的阴极与功率源Vcc连接，并且二极管D的阳极耦接到限流电阻器Rg2、栅极电阻器Rg1和栅极端子G的公共结点。与第一实施例相反，提供二极管D以取代电容器Cex。由此，当对栅极-集电极电容Cgc充电时，将栅极-发射极电容Cge中累积的电荷放电到栅极-集电极电容Cgc，以便减小栅极电压Vge。然而，通过使用晶体管Tr1、以及栅极电阻器Rg1的旁路，通过二极管D的耗尽电容(depletion capacitance)，从功率源Vcc对栅极-发射极电容Cge瞬时充电。因此，第四实施例的驱动电路可得到与第一实施例中类似的结果。

上面实施例仅为用于实现本发明的例子。本发明的范围不限于这些实施例，并且，在权利要求所定义的范围内，本发明可被应用于其它各种实施例。例如，在第一至第四实施例的每个中，在用于驱动电压驱动型元件的驱动电路中提供一个栅极电阻器Rg1。然而，栅极电阻器Rg1的数目不限于1，并可提供多个栅极电阻器Rg1。

此外，在根据第四实施例的驱动电路中，第一实施例中的驱动电路的电容器Cex被替换为二极管D。然而，将电容器Cex替换为二极管D不限于第四实施例，并且，提供将根据第二或第三实施例的驱动电路的电容器Cex替换为二极管D的电路配置是在本发明的范围内的。

因而，上述实施例已被描述以便允许对本发明的理解，并且其不限制本发明。相反，本发明意欲覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等价布置，该范围遵照最宽的解释，以便在法律允许的情况下，涵盖所有这样的修改和等价结构。

Claims (16)

1.一种用于驱动电压驱动元件的驱动电路，该电压驱动元件包括栅极端子、发射极端子和集电极端子，该驱动电路包括：

第一半导体开关元件，包括连接于用于该驱动电路的信号源的第一端子，连接于用于该驱动电路的功率源的第二端子，和连接于输出点的输出端子；

第二半导体开关元件，与第一半导体开关元件互补，包括连接于用于该驱动电路的信号源的第一端子，以公共电位连接于发射极端子的第二端子，和直接连接于输出点的输出端子；

第一电阻器，配置于该输出点和栅极端子之间；

第三半导体开关元件，与第一半导体开关元件互补，包括连接于用于该驱动电路的信号源的第一端子，以公共电位连接于发射极端子的第二端子，和连接于该第一电阻器和栅极端子之间的输出端子；以及

电容元件，具有连接于功率源和第一半导体开关元件的第二端子的结点的第一端子，并具有连接于第一半导体开关元件的输出端子和栅极端子之间的点的第二端子，所述电容元件在将该栅极端子和该发射极端子之间的部分中累积的电荷提供到该栅极端子和该集电极端子之间的部分之后，将来自功率源的电荷提供给该栅极端子和该发射极端子之间的部分。

2.如权利要求1所述的驱动电路，其中该电容元件包括：

第一导体；

第二导体；以及

在第一导体和第二导体之间提供的绝缘体。

3.如权利要求2所述的驱动电路，其中，第一导体连接在功率源和第一半导体开关元件之间，并且，第二导体连接在第一电阻器和栅极端子之间。

4.如权利要求3所述的驱动电路，还包括：

第二电阻器，第三半导体开关元件和第二电阻器被置于第一电阻器、栅极端子和发射极端子之间。

5.如权利要求4所述的驱动电路，其中，第二电阻器串联连接在第一电阻器、以及第二导体和栅极端子的结点之间；并且，第三半导体开关元件耦接在发射极端子、以及第一电阻器和第二电阻器的结点之间。

6.如权利要求4所述的驱动电路，其中，第二电阻器连接在第三半导体开关元件的输出端子、以及第一电阻器、第二导体和栅极端子的结点之间。

7.如权利要求2所述的驱动电路，其中，第一导体连接在功率源和第一半导体开关元件之间，并且，第二导体连接在所述第三半导体开关元件的输出端子和第一电阻器之间。

8.如权利要求1所述的驱动电路，其中，电容元件包括：半导体组件，其包括阳极和阴极。

9.如权利要求8所述的驱动电路，其中，该阴极连接在功率源和第一半导体开关元件之间，并且，该阳极连接在第一电阻器和栅极端子之间。

10.如权利要求9所述的驱动电路，还包括：

第二电阻器，第三半导体开关元件和第二电阻器被置于第一电阻器、栅极端子和发射极端子之间。

11.如权利要求10所述的驱动电路，其中，第二电阻器串联连接在第一电阻器、以及该阳极和栅极端子的结点之间；并且，第三半导体开关元件耦接在发射极端子、以及第一电阻器和第二电阻器的结点之间。

12.如权利要求10所述的驱动电路，其中，第二电阻器连接在第三半导体开关元件的输出端子、以及第一电阻器、该阳极和栅极端子的结点之间。

13.如权利要求8所述的驱动电路，其中，该阴极连接在功率源和第一半导体开关元件之间，并且，该阳极连接在所述第三半导体开关元件的输出端子和第一电阻器之间。

14.如权利要求1所述的驱动电路，还包括：

第二电阻器，第三半导体开关元件和第二电阻器被置于该第一电阻器、该电容元件和该发射极端子之间。

15.如权利要求1所述的驱动电路，其中，该驱动电路包括在各个输出端子和栅极端子之间的多个电阻器元件，所述多个电阻器元件中的至少一个被配置为限流电阻器。

16.如权利要求1所述的驱动电路，还包括连接于所述集电极端子和发射极端子之间的续流二极管。

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