CN103297012B - 栅极驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及栅极驱动电路。本发明的目的在于，提供一种抑制误导通的绝缘栅型开关元件。本发明的栅极驱动电路是驱动绝缘栅型的开关元件（5）的栅极驱动电路，具备：控制驱动电路（3），在规定的定时向开关元件（5）的控制端子施加驱动电压；以及电压监视电路（4a、4b），对作为控制驱动电路（3）的电源电压的第一电压（VCC1）和将开关元件（5）的控制端子负偏置的第二电压（VCC2）这两者进行监视，在电压监视电路（4a、4b）监视的第一、第二电压（VCC1、VCC2）的至少一个低于阈值的情况下，控制驱动电路（3）切断输出。

Description

栅极驱动电路

技术领域

本发明涉及绝缘栅型半导体元件的驱动电路。

背景技术

通常，在Si半导体元件的栅极驱动控制中，在变为截止（turn off）时源极电位和栅极电位成为相同电位。

可是，在SiC－MOS那样的绝缘栅型开关元件中，由于阈值电压Vth低，所以当在变为截止时使源极电位和栅极电位为相同电位时，可能由于在电源上升时驱动电路的输出电压的微小的上升而导致错误地导通。

因此，例如在专利文献1中公开了以下结构：对开关元件的控制端子施加负偏压，在截止时从主端子观察，控制端子变为负的电位，由此防止误导通。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－298786号公报。

发明要解决的问题

可是，当在电源上升时开关元件的驱动电路的电源电压比负偏置电源先上升时，在该瞬间未对开关元件的控制端子施加负偏压，因此，存在当驱动电路的输出电压超过开关元件的阈值电压时会导通的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于，提供一种抑制错误的导通（误导通）的绝缘栅型开关元件。

用于解决问题的方案

本发明的栅极驱动电路是驱动绝缘栅型的开关元件的栅极驱动电路，其中，具备：控制驱动电路，在规定的定时向开关元件的控制端子施加驱动电压；以及电压监视电路，对作为控制驱动电路的电源电压的第一电压和将控制端子负偏置的第二电压这两者进行监视，在电压监视电路监视的第一、第二电压的至少一个低于阈值的情况下，控制驱动电路切断输出。

发明效果

本发明的栅极驱动电路是驱动绝缘栅型的开关元件的栅极驱动电路，其中，具备：驱动电路，在规定的定时向开关元件的控制端子施加驱动电压；以及电压监视电路，对作为驱动电路的电源电压的第一电压和将控制端子负偏置的第二电压这两者进行监视，在电压监视电路监视的第一、第二电压的至少一个低于阈值的情况下，驱动电路切断输出。因此，防止在第二电压小并且负偏压不充分的期间由于第一电压变大导致开关元件在变为截止时误导通。

附图说明

图1是表示前提技术的栅极驱动电路的图。

图2是表示前提技术的栅极驱动电路的图。

图3是表示实施方式1的栅极驱动电路的图。

图4是表示实施方式1的栅极驱动电路的图。

图5是表示实施方式1的栅极驱动电路的图。

图6是表示实施方式1的变形例1的栅极驱动电路的图。

图7是表示实施方式1的变形例1的栅极驱动电路的图。

图8是表示实施方式1的变形例1的栅极驱动电路的图。

图9是表示实施方式1的变形例2的栅极驱动电路的图。

图10是表示实施方式2的栅极驱动电路的图。

图11是表示实施方式2的变形例1的栅极驱动电路的图。

图12是表示实施方式3的栅极驱动电路的图。

图13是表示实施方式3的变形例1的栅极驱动电路的图。

图14是表示实施方式3的变形例2的栅极驱动电路的图。

具体实施方式

＜A．前提技术＞

图1是本发明的前提技术的Si－MOSFET5a的栅极驱动电路100。再有，栅极驱动电路也可以形成为半导体集成电路。Si－MOSFET5a是绝缘栅型的开关元件的一个例子。栅极驱动电路100具备向Si－MOSFET5a的栅极端子施加驱动电压的控制驱动电路3和对控制驱动电路3的电压进行监视的电压监视电路4。控制驱动电路3从电源1被供给电压VCC，并基于来自输入端子IN的输入信号，从输出端子OUT向Si－MOSFET5a的栅极端子施加驱动电压。

在此，控制Si－MOSFET5a以使在变为截止时源极电位和栅极电位成为相同电位。如果在驱动的开关元件为SiC－MOSFET的情况下，那么由于阈值电压Vth低，所以用微小的驱动电压就会变为导通状态。因此，即使在电源1上升时控制驱动电路3的输出电压仅上升了少许，也可能在变为截止时误导通。

作为此对策，如图2所示，考虑以下结构：采用电源1、2的2电源结构，将电源2连接于SiC－MOSFET5b的源极端子。根据该结构，能使栅极电位相对于源极电位以电源2的电压的量成为负偏压，因此，能够抑制SiC－MOSFET5b的误导通。

可是，在电源1、2上升时电源1的电压VCC1比电源2的电压VCC2先上升的情况下，由于未对栅极端子施加负偏压，所以，存在当输出阈值电压Vth以上时SiC－MOSFET5b误导通的问题。

因此，在本发明的驱动电路中，在上述那样的情况下，通过切断向栅极端子的输出，从而抑制误导通。

＜B．实施方式1＞

图3是表示实施方式1的栅极驱动电路102的结构的电路图。对驱动SiC－MOSFET5b的栅极进行驱动的栅极驱动电路102具备控制驱动电路3、第一电压监视电路4a、以及第二电压监视电路4b。控制驱动电路3在基于来自输入端子IN的信号的定时，从输出端子OUT向SiC－MOSFET5b的栅极端子施加驱动电压VCC1。在控制驱动电路3和SiC－MOSFET5b的源极端子之间连接电源1，向控制驱动电路3供给驱动电压VCC1。

在SiC－MOSFET5b的源极端子和接地（GND）之间连接有电源2作为负偏置电源，通过从电源2向源极端子施加电压VCC2，从而使栅极端子相对于源极端子成为负偏置。此外，电源2在控制驱动电路和接地之间与电源1串联连接。

第一电压监视电路4a设置在电源1的两极间，对驱动电压VCC1进行监视并将监视结果输入至控制驱动电路3。第二电压监视电路4b设置在电源2的两极间，对负偏置电压VCC2进行监视并将监视结果输入至控制驱动电路3。

在驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2的至少一个变为规定值以下的情况下，控制驱动电路3切断输出。由此，仅限于在将充分的负偏置电压VCC2施加到源极端子时，从控制驱动电路3向栅极端子施加驱动电压VCC1，因此，能够防止误导通。

使用图4，更详细地说明栅极驱动电路102的结构。控制驱动电路3以前级的IN电路3a和后级的驱动电路3b构成。IN电路3a将从外部输入至栅极驱动电路102的输入端子IN的信号输出至“与”门13。驱动电路3b设置在电源1的正极和GND之间，基于来自“与”门13的输入，将VCC1作为驱动电压施加到SiC－MOSFET5b的栅极端子。“与”门13向驱动电路3b输出IN电路3a、第一电压监视电路4a、第二电压监视电路4b的各输出的逻辑积。

第一电压监视电路4a具备：对电源1的电压VCC1进行分压的分压电阻9a、9b、9c；将利用分压电阻9a或分压电阻9b得到的VCC1的分压与基准电压进行比较的比较器7；以及将比较器7的输出反相的“非”门12。比较器7的输出经由“非”门11被反馈，使连接于分压电阻9b两端的传输门（transmission gate）10a、10b的一个导通。比较器7的电源端子的一个连接于GND，另一个经由恒定电流源8连接于电源1。

电源1的电压VCC1被分压电阻9a、9b分压，将该分压经由传输门10a、10b的一个施加到比较器7的非反相输入端子，并与施加到反相输入端子的基准电压进行比较。在此，取VCC1的分压是为了收敛于比较器7的电源电压范围内。如果输入至比较器7的VCC1的分压比基准电压大，那么比较器7的输出与GND成为相同电位，经由“非”门12向“与”门13输入H（高）电平。

如果VCC1的分压比基准电压小，那么比较器7的输出电压变为VCC1，经由“非”门12向“与”门13输入L（低）电平。

第二电压监视电路4b为与第一电压监视电路4a相同的结构，具备：分压电阻14a、14b、14c；传输门15a、15b；比较器18；“非”门16、17。比较器18的电源端子的一个连接于GND，另一个经由恒定电流源19连接于电源2。将利用分压电阻14a、14b得到的负偏置电压VCC2的分压施加到比较器18的非反相输入端子，并与施加到反相输入端子的基准电压进行比较。

利用与第一电压监视电路4a同样的工作，在VCC2的分压比基准电压大的情况下，向“与”门13输入H电平，在VCC2的分压比基准电压小的情况下，向“与”门13输入L电平。

“与”门13向驱动电路3b输出来自IN电路3a、第一电压监视电路4a、第二电压监视电路4b的各输入的逻辑积。即使从IN电路输出了导通信号，在VCC1和VCC2的至少一个为规定值以下的情况下，也会向驱动电路3b的控制端子输入L电平。因此，栅极驱动电路102的输出被切断，能防止误导通。

再有，在图3、4中，使驱动对象为SiC－MOSFET5b进行了说明，但是只要是阈值电压低的绝缘栅型的开关元件，就会起到本发明的效果。

再有，在图4所示的电路结构中，也可以将第二电压监视电路4b中的比较器18的电源设为最高电位。在图5中示出这样的结构的栅极驱动电路103。在栅极驱动电路103中，将比较器18的电源端子的一个连接于接地，将另一个经由恒定电流源19连接于电源1。除此以外的结构与栅极驱动电路102相同。这样的结构的栅极驱动电路103也起到与栅极驱动电路102同样的效果。

＜B－1．变形例1＞

图6是表示实施方式1的变形例1的栅极驱动电路104的结构的电路图。在栅极驱动电路104中，第一电压监视电路4a连接在电源1的正极和GND之间，不是监视SiC－MOSFET5b的驱动电压VCC1，而是监视VCC1与负偏置电压VCC2之和。除此以外的结构与栅极驱动电路102相同。再有，在说明变形例1的以下的图中，对与图3、4所示的栅极驱动电路102的结构要素相同的结构要素标注相同的参照附图标记。

图7是更详细地示出了栅极驱动电路104的结构的电路图。在第一电压监视电路4a中，分压电阻9a、9b、9c连接在电源1的正极和GND之间。此外，在比较器7的电源端子中，一个连接于GND，另一个经由恒定电流源8连接于电源1。由于除此以外的结构与图4所示的栅极驱动电路102的结构相同，所以省略说明。利用以上的结构，向比较器7的非反相输入端子施加（VCC1＋VCC2）的分压，在比较器7中将其与基准电压进行比较。在（VCC1＋VCC2）和VCC2的任一个比规定值小的情况下，栅极驱动电路104切断输出，因此，能够防止在未充分施加负偏置电压VCC2的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。

再有，在图7所示的电路结构中，也可以将第二电压监视电路4b中的比较器18的电源设为最高电位。在图8中示出这样的结构的栅极驱动电路105。在栅极驱动电路105中，将比较器18的电源端子的一个连接于接地，将另一个经由恒定电流源19连接于电源1。除此以外的结构与栅极驱动电路104相同。这样的结构的栅极驱动电路105也起到与栅极驱动电路104同样的效果。

＜B－2．变形例2＞

变形例2的栅极驱动电路不需要另外的负偏置用的电源，而是以单电源进行工作，具有从单电源生成负偏置电压的功能。

图9是表示实施方式1的变形例2的栅极驱动电路106的结构的电路图。再有，在说明变形例2的以下的图中，对与图6、7所示的栅极驱动电路104的结构要素相同的结构要素标注相同的参照附图标记。

栅极驱动电路106以单一的电源1进行工作。控制驱动电路3从电源1被供给驱动电压VCC1，并基于来自输入端子IN的输入信号从输出端子OUT向SiC－MOSFET5b的栅极端子施加驱动电压VCC1。

此外，栅极驱动电路106在电源1的正极和GND之间具备对VCC1进行分压的负偏置用内部电源电路6。将以负偏置用内部电源电路6从VCC1进行分压后的VREG1施加到SiC－MOSFET5b的源极端子，因此栅极端子相对于源极端子被负偏置。

由于除此以外的结构与栅极驱动电路104相同，所以省略说明。再有，虽然在图9中，对栅极驱动电路104的结构部分地进行变更并且设置了负偏置用内部电源电路6，但是也可以对栅极驱动电路102的结构部分地进行变更并且设置负偏置用内部电源电路6。

＜B－3．效果＞

本实施方式的栅极驱动电路102是驱动绝缘栅型的开关元件（SiC－MOSFET5b）的栅极驱动电路，具备：控制驱动电路3，在规定的定时向SiC－MOSFET5b的控制端子施加驱动电压；以及电压监视电路，对作为控制驱动电路3的电源电压的第一电压（驱动电压）VCC1和将上述控制端子负偏置的第二电压（负偏置电压）VCC2这两者进行监视。此外，在电压监视电路监视的电压VCC1、VCC2的至少一个低于阈值的情况下，控制驱动电路3切断输出。因此，能够防止在未充分施加负偏置电压VCC2的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。

此外，该电压监视电路具备将驱动电压VCC1作为第一监视电压进行监视的第一电压监视电路4a和将负偏置电压VCC2作为第二监视电压进行监视的第二电压监视电路4b，因此，在这些监视电压的至少一个低于阈值的情况下，切断栅极驱动电路的输出，由此能够防止误导通。

在本实施方式的变形例1的栅极驱动电路104中，在第一电压监视电路4a中将驱动电压VCC1与负偏置电压VCC2之和作为第一监视电压进行监视，在第二电压监视电路4b中将负偏置电压VCC2作为第二监视电压进行监视，因此，在这些监视电压的至少一个低于阈值的情况下，切断栅极驱动电路的输出，由此能够防止误导通。

此外，在栅极驱动电路102、104中，连接在SiC－MOSFET5b的控制端子－主端子间的外部的第一电源（电源1）供给驱动电压VCC1，连接在SiC－MOSFET5b的主端子－接地间的外部的第二电源（电源2）供给负偏置电压VCC2。在这样供给的驱动电压VCC1、负偏置电压VCC2的至少一个低于阈值的情况下，切断栅极驱动电路的输出，由此能够防止误导通。

在本实施方式的变形例2的栅极驱动电路106中，连接在SiC－MOSFET5b的控制端子－主端子间的外部的单电源（电源1）供给驱动电压VCC1，负偏置电压VCC2作为驱动电压VCC1的分压在内部生成。在这样供给的驱动电压VCC1、负偏置电压VCC2的至少一个低于阈值的情况下，切断栅极驱动电路的输出，由此能够防止误导通。

在栅极驱动电路102、104、106中，第一电压监视电路4a具备将第一监视电压与第一阈值进行比较的第一比较器（比较器7），第二电压监视电路4b具备将第二监视电压与第二阈值进行比较的第二比较器（比较器18）。基于上述比较器7、18的比较，切断栅极驱动电路的输出，由此能够防止误导通。

此外，在栅极驱动电路103、105中，比较器18的电源电压为驱动电压VCC1与负偏置电压VCC2之和。如果比较器18的输入电压为负偏置电压VCC2的分压，那么无论电源电压是负偏置电压VCC2，还是负偏置电压VCC2与驱动电压VCC1之和，都会起到本发明的效果。

＜C．实施方式2＞

图10是表示实施方式2的栅极驱动电路107的结构的电路图。在图10中，对与实施方式1的栅极驱动电路102相同的结构要素标注相同的参照附图标记。

在栅极驱动电路107中，代替实施方式1的栅极驱动电路102中的第二电压监视电路4b，具备连接于电源2的两端的电源电流生成电路20作为监视负偏置电压VCC2的单元。电源电流生成电路20是当负偏置电压VCC2增大到一定值以上时生成电流的电路。以电源电流生成电路20生成的电流作为电源电流流向第一电压监视电路4a的比较器7的恒定电流源8侧。

由于除此以外的结构与栅极驱动电路102相同，所以省略说明。

在未从电源电流生成电路20流出电源电流、即负偏置电压VCC2比规定值小的情况下，比较器7的输出逻辑变为H，经由“非”门12的第一电压监视电路4a的输出变为负逻辑，栅极驱动电路107的输出被切断。这样，电源电流生成电路20通过生成电源电流而作为监视负偏置电压VCC2的第二电压监视电路进行工作。

在从电源电流生成电路20供给电源电流的情况下，比较器7将驱动电压VCC1的分压与基准电压进行比较。在VCC1的分压比基准电压小的情况下，比较器7输出H电平，经由“非”门12使第一电压监视电路4a的输出变为负逻辑。在VCC1的分压比基准电压大的情况下，比较器7输出L电平，经由“非”门12使第一电压监视电路4a的输出变为正逻辑。

利用以上的工作，在驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2的任一个变为规定值以下的情况下，栅极驱动电路107的输出都被切断，因此，能够防止在未充分施加负偏压VCC2的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。

＜C－1．变形例1＞

图11是表示实施方式2的变形例1的栅极驱动电路108的结构的电路图。在图11中，对与实施方式1的栅极驱动电路102相同的结构要素标注相同的参照附图标记。

在栅极驱动电路108中，代替实施方式1的栅极驱动电路102中的第一电压监视电路4a，具备连接于电源1的两端的电源电流生成电路21作为监视驱动电压VCC1的单元。电源电流生成电路21是当驱动电压VCC1变为规定值以上时生成电流的电路。以电源电流生成电路21生成的电流作为电源电流流向第二电压监视电路4b的比较器18的恒定电流源19侧。由于除此以外的结构与栅极驱动电路102相同，所以省略说明。

在未从电源电流生成电路21流出电源电流、即驱动电压VCC1比规定值小的情况下，比较器18的输出逻辑变为H，经由“非”门17的第二电压监视电路4b的输出变为負逻辑。这样，电源电流生成电路21通过生成电源电流而作为监视驱动电压VCC1的第一电压监视电路进行工作。

在从电源电流生成电路21供给偏置电流的情况下，比较器18将负偏置电压VCC2的分压与基准电压进行比较。在VCC2的分压比基准电压小的情况下，比较器18输出H电平，经由“非”门17使第二电压监视电路4b的输出变为负逻辑。在VCC2的分压比基准电压大的情况下，比较器18输出L电平，经由“非”门17使第二电压监视电路4b的输出变为正逻辑。

利用以上的工作，在驱动电压VCC1和负配置电压VCC2的任一个变为规定值以下的情况下，栅极驱动电路108的输出都被切断，因此，能够防止在未充分施加负偏压VCC2的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。

＜C－2．效果＞

在本实施方式的栅极驱动电路107中，第一电压监视电路4a具备将驱动电压VCC1与第一阈值进行比较的第一比较器（比较器7），第二电压监视电路（电源电流生成电路20）以负偏置电压VCC2生成比较器7的电源电流。在负偏置电压VCC2变为一定值以上时，生成电源电流，利用电源电流使比较器7工作，由此，在VCC2不足一定值的情况下，比较器7不工作，能够切断驱动电路107的输出。

在变形例1的栅极驱动电路108中，第二电压监视电路4b具备将负偏置电压VCC2与第二阈值进行比较的第二比较器（比较器18），第一电压监视电路（电源电流生成电路21）以驱动电压VCC1生成比较器18的电源电流。在驱动电压VCC1变为一定值以上时，生成电源电流，利用电源电流使比较器18工作，由此，在VCC1不足一定值的情况下，比较器18不工作，能够切断驱动电路108的输出。

＜D．实施方式3＞

图12是表示实施方式3的栅极驱动电路109的结构的电路图。栅极驱动电路109是在实施方式1的变形例1的栅极驱动电路104的结构中，具备第一电压监视电路4a1来代替第一电压监视电路4a、具备第二电压监视电路4b1来代替第二电压监视电路4b的结构。由于除此以外的结构与栅极驱动电路104相同，所以省略说明。

第一电压监视电路4a1在电源1的正极和GND之间具备分压电阻9a、9b、9c、9d。比较器7的非反相输入端子经由传输门10a与分压电阻9b、9c间的分压点B连接，并经由传输门10b与分压电阻9c、9d间的分压点C连接。除此以外的结构与栅极驱动电路104的第一电压监视电路4a相同。

第二电压监视电路4b1具备栅极端子与第一电压监视电路4a1的分压电阻9a、9b间的A点连接的pMOSFET23。pMOSFET23的源极端子经由恒定电流源22与电源2的正极连接。此外，在恒定电流源22和pMOSFET23的源极端子之间连接两级“非”门24、25，“非”门25的另一端作为第二电压监视电路4b1的输出连接于“与”门13的输入端子。

向pMOSFET23的栅极端子施加驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2之和的在A点处的分压。如果栅极电压不足阈值，那么pMOSFET23为导通状态，“非”门24的输入变为GND。因此，“非”门25的输出变为L电平，其作为第二电压监视电路4b1的输出被输入至“与”门13。

此外，如果栅极电压为阈值以上，那么pMOSFET23变为截止状态，向“非”门24施加负偏置电压VCC2。如果VCC2不足“非”门24的阈值，那么“非”门25的输出电压变为L电平，如果VCC2为“非”门24的阈值以上，那么“非”门25的输出电压变为H电平。其作为第二电压监视电路4b1的输出被输入至“与”门13。

即，在驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2之和不足规定值的情况下，第一电压监视电路4a1向“与”门13输出L电平，由此监视VCC1＋VCC2。

此外，第二电压监视电路4b1除了在驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2之和不足规定值的情况下向“与”门13输出L电平以外，还在VCC1和VCC2之和为规定值以上并且VCC2为规定值以上的情况下向“与”门13输出L电平，由此监视VCC2。

利用以上的工作，在驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2的任一个变为规定值以下的情况下，栅极驱动电路109的输出都被切断，因此，能够防止在未充分施加负偏压VCC2的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。

＜D－1．变形例1＞

图13是表示实施方式3的变形例1的栅极驱动电路110的结构的电路图。栅极驱动电路110是对栅极驱动电路109的结构部分地进行变更来以单电源进行工作的结构。栅极驱动电路110以供给电压VCC1的电源1进行工作，在电源1的两端连接负偏置用内部电源电路6。

负偏置用内部电源电路6对电压VCC1进行分压，生成VREG1，并将其施加到SiC－MOSFET5b的源极端子。SiC－MOSFET5b的栅极端子相对于源极端子仅负偏置VREG1。

进而，负偏置用内部电源电路6生成的VREG1经由恒定电流源22也施加到pMOSFET23的源极端子。由于除此以外的结构与栅极驱动电路109相同，所以省略说明。

栅极驱动电路110与栅极驱动电路109同样地，在驱动电压VCC1和负偏置电压VREG1的任一个变为规定值以下的情况下输出都被切断，因此，能够防止在未充分施加负偏压VREG1的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。进而，能利用单电源1提供栅极驱动电压VCCl和负偏置电压VREG1这两者。

＜D－2．变形例2＞

图14是表示实施方式3的变形例2的栅极驱动电路111的结构的电路图。栅极驱动电路111具备第一电压监视电路4a来代替第一电压监视电路4a1，并且具备第二电压监视电路4b2来代替第二电压监视电路4b1，其它为与栅极驱动电路110相同的结构。以下，对第二电压监视电路4b2进行说明。

第二电压监视电路4b2由两级“非”门26、27构成。向“非”门26施加在负偏置用内部电源电路6处的VCC1的分压VREG1，如果VREG1为“非”门26的阈值以上，那么“非”门26输出H电平，“非”门27的输出变为L电平。此外，如果VREG1不足“非”门26的阈值，那么“非”门26输出L电平，“非”门27的输出变为H电平。“非”门27的输出作为第二电压监视电路4b2的输出被输入至“与”门13。利用以上的结构，在第二电压监视电路4b2中监视负偏置电压VREG1。

利用以上的结构，在VCC1不足规定值的情况下、或者在VREG1不足规定值的情况下，栅极驱动电路111的输出被切断，因此，能够防止在未充分施加负偏压VREG1的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的误导通。

再有，在图14中，第一电压监视电路4a将驱动电压VCC1与基准电压进行了比较，但是也可以采用将驱动电压VCC1和负偏置电压VREG1之差与基准电压进行比较的结构。

＜D－3．效果＞

在本实施方式的栅极驱动电路109、110中，第一电压监视电路4a1具备将驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2之和与阈值进行比较的比较器7，第二电压监视电路4b1具备驱动电压VCC1和负偏置电压VCC2之和的分压施加于控制端子并且负偏置电压VCC2施加于主端子间的开关元件（pMOSFET23）、以及连接于pMOSFET23的主端子并将负偏置电压VCC2二值化的两级“非”门24、25。在第一电压监视电路4a1中，监视VCC1和VCC2之和。此外，当VCC1和VCC2之和超过pMOSFET23的阈值电压时，以“非”门24、25监视负偏置电压VCC2。因此，能够防止在未充分施加负偏置电压VCC2的状态下由于驱动电压VCC1上升而造成的SiC－MOSFET5b的误导通。

在栅极驱动电路109中，驱动电压VCC1由连接在SiC－MOSFET5b的控制端子－主端子间的外部的第一电源（电源1）供给，负偏置电压VCC2由连接在SiC－MOSFET5b的主端子和GND之间的外部的第二电源（电源2）供给。在这样供给的驱动电压VCC1、负偏置电压VCC2的至少一个低于阈值的情况下，切断栅极驱动电路109的输出，由此能够防止SiC－MOSFET5b的误导通。

在栅极驱动电路110中，驱动电压VCC1由连接在SiC－MOSFET5b的控制端子－主端子间的外部的第一电源（电源1）供给，负偏置电压VCC2作为驱动电压VCC1的分压在内部生成。在这样供给的驱动电压VCC1、负偏置电压VCC2的至少一个低于阈值的情况下，切断栅极驱动电路110的输出，由此能够防止SiC－MOSFET5b的误导通。

在变形例2的栅极驱动电路111中，第一电压监视电路4a具备将作为第一监视电压的驱动电压VCC1、或驱动电压VCC1和负偏置电压VREG1之差与阈值进行比较的比较器7，第二电压监视电路4b2具备将第二监视电压二值化的两级“非”门26、27。

附图标记的说明：

1，2 电源、3 控制驱动电路、3a IN电路、3b 驱动电路、4 电压监视电路、4a，4a1第一电压监视电路、4b，4bl，4b2 第二电压监视电路、5a Si－MOSFET、5b SiC－MOSFET、6负偏置用内部电源电路、7，18 比较器、8，19，22 恒定电流源、9a，9b，9c，14a，14b，14c 分压电阻、10a，10b，15a，15b 传输门、11，12，16，17，24，25，26，27 “非”门、13 “与”门、20，21 电源电流生成电路、23 开关元件、100，101，102，103，104，105，106，107，108，109，110，111 栅极驱动电路。

Claims (3)

1.一种栅极驱动电路，驱动绝缘栅型的开关元件，其中，具备：

控制驱动电路，在规定的定时向所述开关元件的控制端子施加驱动电压；以及

电压监视电路，对作为所述控制驱动电路的电源电压的第一电压和将所述控制端子负偏置的第二电压这两者进行监视，

无论所述电压监视电路监视的所述第一电压、第二电压中的哪一个低于阈值，所述控制驱动电路都切断输出，

所述电压监视电路具备：第一电压监视电路，将所述第一电压和所述第二电压之和作为第一监视电压进行监视；以及第二电压监视电路，将所述第二电压作为第二监视电压进行监视，所述第一电压监视电路具备：比较器，将所述第一电压和所述第二电压之和与阈值进行比较，

所述第二电压监视电路具备：

第二开关元件，所述第一电压和所述第二电压之和的分压施加于控制端子，所述第二电压施加于源极端子-漏极端子间；以及

两级“非”门，连接于所述第二开关元件的源极端子，将所述第二电压二值化。

2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，

所述第一电压由连接在所述开关元件的控制端子－源极端子间的外部的第一电源供给，

所述第二电压由连接在所述开关元件的源极端子－接地间的外部的第二电源供给。

3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，

所述第一电压由连接在所述开关元件的控制端子－源极端子间的外部的单电源供给，

所述第二电压作为所述第一电压的分压在内部生成。