CN1033917A - 直流/交流桥式电路 - Google Patents

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Abstract

在公知的全波或半波DC/AC桥式电路中，由 高电源电压经由电阻器而产生流过用于转换功率晶 体管T1、T2状态的控制电路的电流。为了减小该电 流以及与其相关的损耗，该控制电路包含另一个开 关，后者最好是MOSTT4，当倒相级晶体管T3导通 时，T4载止，而当T3截止时，T4导通。这样，该控制 电路变成实质上无电流的。当控制极加有适当电压 时，可用源极电压来控制T4而使其变成自控的。这 样，可简化该电路。该桥式电路特别适用于气体放电 灯。

Description

本发明涉及DC/AC变换器，更详细地涉及包含集成电路的、用于气体放电灯的桥式电路，所述集成电路具有：用于施加高直流电压和低直流电压的接线端，一个其漏极连接到第一接线端的第一绝缘栅场效应晶体管以及一个其源极连接到第二接线端的第二绝缘栅场效应晶体管;第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的漏极都连接到输出端，同时，还备有一种控制电路，借助于该控制电路，能够向第二效应晶体管的栅极提供交变的控制信号，并且，把该交变控制信号以倒相的形式输送到第一场效应晶体管的栅极;结果，能够使推挽式的第一和第二场效应晶体管导通和截止，该控制电路包括具有第三绝缘栅场效应晶体管的倒相级，第三场效应晶体管的源极连接到第二接线端、其栅极连接到第二场效应晶体管的栅极，而其漏极连接到负载元件并连接到第一场效应晶体管的栅极。
尤其是A.W.Ludikhuize的文章“用于模拟装置和转换用途的通用250/300伏集成电路的制造方法”（I.E.E.E.Transaction    on    Electron    Devices，Vol.ED-33，№    12，1986年12月，pp.2008/2015）公开了这种变换器。
众所周知，当以频率显著高于电源电压频率的交流电压（例如，频率在1KHz和100KHz之间）驱动气体放电灯（例如市场上牌号SL和PL的灯）时，可显著改善这些灯的稳定性和效率。所述桥式电路可用来把直流电压（该电压可借助于整流电路从供电干线获得）转变成这种高频交流电压。原则上，该桥式电路由两个开关构成，它们串联连接在高电源电压端和低电源电压端之间，并且，以推挽方式工作而交替地把输出端连接到高电源电压端和低电源电压端。在正、负电源端之间只存在一个这种开关支路的情况下，放电灯的另一端保持相当于正、负电源端之间电压值的一半的直流电平。该实施例（即所谓的半波桥式电路）是最简单的电路，并保证一半电源电压可用于放电灯。另一实施例（例如，上述文章的图14中所示）包括两个开关支路，一个支路的下开关与另一个支路的上开关同时接通和断开。这种所谓的全波桥式电路（其结构和操作都比半波桥式电路复杂）保证全部电源电压可以用于放电灯。根据下面的描述，无需进一步说明就可明白：本发明既可用于全波桥式电路、又可用于半波桥式电路。
在上述文章描述的全波桥式电路中，各开关由具有实际上相同结构的n型沟道MOS晶体管构成。一个晶体管（T2/T4）的源极和另一个晶体管（T1/T3）的漏极分别连接到负（0伏）电源端和正电源端。其他源区和漏区都连接到输出端（1/02）。倒相器晶体管（T5/T6）也由n型沟道MOS晶体管构成，其源极连接到负电源端（0伏）。当倒相器晶体管的栅极或控制极上加有正电压时，该晶体管导通，因而，所述另一个晶体管（T1/T3）的控制极连接到低电压电源端（接地端）上。因此，该晶体管不导通（截止）。然后，正控制信号加到所述一个具体管（T2/T4）的控制极上，于是，该晶体管处在导通状态。这时，输出端处在低电平。在另一种情况下〔其中，为倒相器晶体管的控制极和一个晶体管（T2/T4）提供低电平控制信号，以便这些晶体管处在非导通状态〕，所述控制信号不但应当倒相，而且，必须移动其电压电平，以便保证晶体管（T1/T3）的控制极和源极之间的电压保持高于阈值电压。借助于输出端（01/02）和晶体管（T1/T3）的控制极之间的所谓自举电路以及各整流二极管来实现这种电平移动，结果，可以获得比电源电压高出几乎15伏的控制电压。
自举电路包括一个15伏辅助电压，一个二极管，一个电容器和一个电阻器。该电阻器（例如，具有5KΩ阻值）具有双重功能。首先，它的作用是：倒相器晶体管导通时容许把电压加到自举电容器两端，从而，使电流流入倒向器电路。该电阻器的第二作个作用是：当T1/T3导通时，和T1/T3的控制极寄生电容一起产生一种导致时延的RC时间常数;因此，避免了每个支路中两个开关同时导通。由于后一理由，T2/T4的控制极也连接一个电阻器，并且，在该电阻器的两端跨接一个二极管，以便快速完成T2/T4的断开过程。
对上述桥式电路进行的实验表明：当为了简化起见而借助于电阻器从所述高直流电压中得到15伏辅助电压时，所述倒相器电路中的电流流量和损耗是相当大的，结果，电路的温度可能升高到不希望有的高度。由于成本方面的原因，通过较好的冷却来降低温度一般是不可能的。借助于较高的负载电阻（在所述桥式电路中，该阻值是5KΩ）来降低消耗也几乎是不可能的，这是因为：由此引入了更大的RC时间常数，结果，连接到正电源端的晶体管的导通时间将更加滞后。
本发明的目的是提供开头一节中提到的那种类型的全波或半波桥式电路，该电路具有比公知电路更低的损耗，同时，保持公知电路的优良特性。
本发明的DC/AC变换器的特征在于：所述倒相级的电流通路在负载元件和第三场效应晶体管之间包含一个以第四晶体管的形式出现的开关，所述第四晶体管具有与第一、第二和第二场效应晶体管互补的形式并且具有连接到所述电路的某一点上的控制极;因此，工作期间，该控制极加有这样一种电压，以致在第一和第三场效应晶体管导通的情况下，第四场效应晶体管不导通或者至少基本上不导通，而在第二和第三场效应晶体管不导通的情况下，第四晶体管导通。
本发明基于对以下事实的认识：控制极（栅极）和源极之间的电压对于晶体管的换向是至关重要的，以及，在控制极电压不变的条件下，可以通过改变源极（发射极）的电位来使晶体管导通和截止。对于具有互补型晶体管形式的开关来说，源极上的电压变化使得该晶体管可不必加上另外的控制信号而在所要求的瞬间变成导通和截止的。由于这时在倒相级的电流通路中，不是第三场效应晶体管截止，就是第四场效应晶体管截止，所以，显著地减少了工作期间的损耗。
下面将参考几个实施例以及附图，更全面地说明本发明，在各附图中：
图1表示公知的半波桥式电路的电路图，
图2表示用于图1所示电路中的高压晶体管的剖面图，
图3表示本发明的半波桥式电路的电路图，
图4以剖面图的形式表示图3中开关T4的第一实施例，
图5以剖面图的形式表示图3中开关T3的第二实施例，
图6是图3中晶体管T4或T5的另一个实施例的平面图，
图1表示在上述A.W.Ludikuize的文章“用于模拟装置和转换用途的通用250/300伏集成电路的制造方法”（I.E.E.E.Transaction    on    Eleotron    Devices，Vol.ED-33，№    12，1986年12月，pp2008/2015）中所描述的桥式电路。图1只示出半波桥式电路，但是，无需进一步说明就可以理解，用倍增的加法就能够容易地把图1中所示电路推广到全波桥式电路，如所述文章的图14中所示。
可以把该电路（至少对于其大部分而言）容纳在一个集成电路中，并且，该电路具有两个分别用于施加高直流电压和低直流电压（图中用V+和V-表示）的接线端1和2。电压V-可以是地电位，而V+可以是在100伏和400伏之间。可以用整流电路（未在图中示出），以公知的方式由供电干线产生该直流电压。该电路包括两个场效应晶体管T1和T2，它们串联在接线端1和2之间，并且，它们的连结点连接到输出端3。举例来说，在本实施例中，晶体管T1和T2具有n型沟通，T1的漏极连接到接线端1而T2的源极连接到接线端2，同时，T1的源极和T2的漏极连接到输出端3。
工作时，使推挽晶体管T1和T2导通和截止，结果，输出端3交替地连接到V+和V-。为此目的，提供一个控制电路，该电路包括用于把控制信号S加到T2的栅极的装置4。在本实施例中，用接线端4表示这些装置，可以经由该接线端提供外部产生的控制信号。但是，应该指出，也可以在集成电路本身的另一部分中产生控制信号S。该控制电路还包括具有作为倒相晶体管的场效应晶体管T3和作为负载元件的电阻R1的倒相级，在集成化之后，可以借助于该倒相级把信号S加到T1的栅极上。
在包含相同的晶体管T1和T2的本实施例中，所述控制电路还备有电压电平移动装置，借助于该装置，可以把足够地高于阈值电压的高电压加到T1的栅极上。该电压电平移动装置包括电容器C，C的一个极板连接到输出端3，而其另一个极板经由整流管D连接到接点5。借助于串联在接线端1和2之间的电阻R2和齐纳二极管6，能够在接点5上加上一个恒定电压，例如15伏。
该电路还包括三个用于限制电压的齐纳二极管7，但是，这些二极管对于本发明来说不是必需的，因而，将不做进一步说明。在接线端4和T2的栅极之间设置电阻R3和二极管D2，其功能将在下文予以更充分的说明。用电感L示意地表示包括气体放电灯在内的电感性负载。
图2是晶体管T1或T2的一部分的剖面图。该器件是用P型硅基片8和在该基片上生长的n型外延层9，以D-MOS（双扩散MOS）工艺获得的。晶体管T1/T2是在所述外延层中用深的P型岛绝缘层10侧向包围的岛中形成的。晶体管T1/T2均是立式双扩散金属氧化物场效应晶体管（D-MOST），它具有由n型表面区11构成的源区11以及取n型隐埋层12形态的漏区，该漏区位于外延层9和基片8之间的接口处，并且，该漏区在该晶体管的侧面经由深的n型接触区13连接到漏极14。用扩散法在P型表面区15中形成源区11，P型表面区15至少部分地是经由与源区11相同的掩模扩散而成的，而其进入外延层9的深度大于源区11。区域15中位于源区11和外延层9之间的窄区16构成该晶体管的沟道区。用源极17将n型区11和P型区15短接。在沟道区16上形成栅极18，并且，该电极延伸到各P型表面区15之间的漂移区上方，在该漂移区中，电子沿纵方向漂移到隐埋区12。此外，在远离沟道区16的一侧上，形成包括弱掺杂P型区19在内的P型区15，如所述文章中所说明的，区域19起提高击穿电压的作用。在岛绝缘层10之内也形成这种区域。用氧化层20覆盖该半导体的表面，该氧化层在沟道区16的上方（20a）是薄的（例如，大约0.1μm的厚度），而在周围部分的上方（20b）是厚的（例如，大约0.8至3μm厚度）。可以用已知的方法制造该器件，其中，用自记录的方式，相对于一般由多晶硅制成的栅极18而形成区域11和15。接点14、17可以由合适的金属（例如铝）构成。
应当指出，P型区15和n型外延层9之间的Pn结构成寄生二极管，工作期间，这些二极管能被加上正向偏压。图1中，用虚线表示这些二极管。
晶体管T3也可以用相同的DMOST构成，但另一方面，如所述文章中说明的，也可以用横向DMOST构成。这种DMOST与图2中所示结构的主要区别在于：其漏极位于沟道区的旁边，结果，电流主要在横向上流动。
原则上，该电路按下述方式工作：当信号S是高电平时，晶体管T2和T3导通，而晶体管T1截止。于是，电流经由电感性负载和T2而流到V-。此时，接点3，即，输出端3是低电平，结果，使电容C经由二极管D充电到差不多15伏。当控制信号S变成低电平时，T2和T3变成不导通的（经由二极管D2）。于是，电感L使输出端3上的电压快速上升，结果，T1的寄生二极管能够暂时处于正向偏置。同时，接点21上的电压上升，并且，该电压由于二极管D的作用而能达到高于V+的值，即，大约V+ +15伏。该高电压经由R1传给T1的栅极。在L中的电流反向之前，必须借助于R1和T1栅极的输入电容使T1导通，因此，R1的值不能太大。另一方面，R1的值也不能太小，这是因为：和R3一样，该电阻保证T1和T2不同时导通。当T1导通时，经由负载L的反向电流上升。此刻，当借助于控制信号S使T1截止、T2导通时，输出端3上的电位由于所述电感性负载而下降，结果，T2的内部二极管就变成导通的。于是，T2依据其栅极的RC时间常数而延迟导通，结果，使经由L的电流再次反向。
实验证明，在上述电路的实施例中，损耗是比较大的。本发明尤其基于这样的认识，即，这种高损耗是由于当T3导通时流入R2和倒相级D，R1，T3的损耗电流所造成的。
图3表示与图1相同的电路图，但是，其中备有用于减小倒相级R1、T3的损耗的装置。这些装置主要包括第四晶体管T4或T5，这些晶体管的源极和漏极连接在倒相级D，R1，T3的电流通路中，而其栅极（基极）连接到工作时具有恒定电压的电路点上。晶体管T4或T5具有与T3互补的形式，因此，在本实施例中是P型晶体管。
应当指出：图3中示出两种不同方案，一种是用实线表示的具有T4的方案，另一种是用虚线表示的具有T5的方案。具有T4的实施例可以用增强型场效应晶体管来实施，而具有T5的实施例可以用耗尽型场效应晶体管来实施。
在使用T4的第一种情况下，栅极连接到低电压端，即，接线端2。所述晶体管的可能的实施例（其制造必须是能够以与图2有关的工艺来实现的）示于图4中。在由外延层构成的，也用深的P型区10横向绝缘的岛25中形成所述晶体管。给源区和漏区提供与高工作电压有关的对比掺杂梯度（分级的）。源区包括重掺杂P型表面区26a（该区可以同晶体管T1/T2的区域15同时形成）以及高欧姆延伸区26b〔该区可以同高欧姆区19（图2）同时形成〕。源接触电极27不但连接到源极26，而且，经由n型接触区28连接到岛25，并连接到图3中所示电路的接点21。漏区实质上与源区相同，并且，包括重掺杂区29a和弱掺杂延伸区29b以及连接到电阻R1的漏极接点30。在该漏区的外侧形成具有n+型表面区形式的沟道截断环28A。在栅极氧化物32上形成（例如由铝构成的）栅极31，栅极氧化物32可以同场效应管的氧化层20b同时制造，并且，具有例如3μm的厚度。在一些具体实施例中，T4的阈值电压在30伏和50伏之间。
如果工作期间T3变成导通的（因此，T2也变成导通的），那么，输出端3的电位，T1的栅极电位以及R1两侧的电位就都下降到低电平值。于是，T4的源极和栅极之间的电压最多是大约15伏，与50伏的阈值电压相比，该电压太低，以致不能使晶体管T4导通，因此，在所述条件下，晶体管T4是截止的。此时，倒相级D、R1、T3无电流或者基本上无电流，结果，与图1中所示的电路相比，大大减小了损耗。如果T3和T2截止，那么，正如参考图1时所说明的，输出端3上的电位就非常快速地上升。T4的源极电位借助于电容C上升到V+ +15伏的值，因而上升到大大高于T4的阈值电压的值。晶体管T4就变成导通的，结果，把所述高压按R1延迟而传输给T1的栅极。
图5以截面图的形式示意地表示晶体管T5的实施例。更具体地说，该晶体管与T4的区别在于：在该晶体管的沟道区域中进行P型注入，结果，该晶体管在O伏栅一源电压条件下就已经导通。图2中区域19所需要的注入步骤也可以用于该注入中。如图4中那样，在3μm厚度的栅极氧化物32上形成栅极36，该栅极连接到加有高电压的接线端1。为了把阈值电压提高到合适的值，岛25不是连接到漏极26，而是（如果必要的话）经由电阻37和n型接触区38而连接到栅极36的，结果，工作时，岛25的电位上升，并且，该岛起所述晶体管的第二栅极（背栅极）的作用。
具有T5的电路的工作情况实质上与上述具有T4的电路的工作情况相同。当T3和T2导通时，T5的源区和漏区上的电压是如此低，以致于T5的沟道完全夹断，结果，没有电流能够流入通路D，T5，R1，T3中。当T2和T3截止时，输出端3上的电位再次快速上升，结果，T5的源区26的电位上升到V+ +15伏。晶体管T5的P型沟道再次变成导通的，结果，能够把高电压V+ +15伏传给T1的栅极。因为T5的源区26的电位上升到高于V+（即，n型岛25的电位）的值，所以，源区26和岛25之间的Pn结能够变成正向偏置的。为了限制该电流，处在V+电压条件下的岛25的电流通路中就需要电阻37。如果需要的话，该电阻可以和T5包含在同一岛中。如果需要的话，可以经由二极管把所述电位传给区域25;那时，区域38应当是P型的。为了保持弱的寄生pnp效应，从区域26至30的距离必须是大的，并且，视情况而定，可以构成n+型隐埋层。
图6是限制电流的第四场效应晶体管的另一实施例的平面图。该晶体管既可以是增强型的（即，T4类型的），又可以是耗尽型的（即，T5类型的）。该晶体管也包括P型源区和漏区26和29，作为例子，它们各自是叉指式的。栅极31由一个全部复盖源区和漏区的各指以及中间沟道的矩形构成。在右手侧，源区和漏区通过区域40相互连接;区域40也可以同高欧姆P型区19、源-漏延伸部分26a（图4）或者沟道区35（图5）同时注入。区域40起泄放电阻的作用，并且，具有例如100KΩ的电阻值，该电阻值大于导通状态的晶体管T4/T5的电阻（0.5kΩ），但是，显著地小于截止状态的T4/T5的电阻。由于该电阻的缘故而随时都存在漏泄通路，因此，如果当T2和T3截止时所述线圈未充满电流，因而，输出端上的电压不会上升的话，那么，起动电流或充电电流将必然流到T1的控制极。另一方面，电阻器40的电阻值是如此大，以致于在T3导通的状态下，损耗实际上仍可忽略。当然，电阻器40还可以采取不同于图中所示的另外一种形式，并且，例如可以用汽相淀积的多晶硅层来构成。另一方面，电阻器40可以用外部电阻元件构成，限，该元件在集成电路的外边。
应当指出，本发明并不局限于上述各实施例，对于本领域的技术人员来说，在本发明的范围内，许多另外的改变是可能的。例如，通过采用双极pnp结晶体管而不是场效应管T4，也可以减小所述损耗，那时，电流从射极流到集电极，而基极加有适当选择的固定电压。
此外，如果需要的话，图1的R1也可以包含在图4和5的晶体管的沟道电阻器中。

Claims (9)

1、一种DC/AC变换器，更具体地说，一种包含集成电路的、用于气体放电灯的桥式电路，
所述集成电路具有用于施加高直流电压和低直流电压的接线端，其漏极连接到第一接线端的第一绝缘栅场效应晶体管以及其源极连接到第二接线端的第二绝缘栅场效应晶体管，第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的漏极二者都连接到输出端，
同时，还备有一种控制电路，借助于该控制电路，能够向第二场效应晶体管的栅极提供交变的控制信号，并且，把该交变控制信号以倒相的形式输送到第一场效应晶体管的栅极，结果，能够使推挽式的第一和第二场效应晶体管导通和截止，该控制电路包括具有第三绝缘栅场效应晶体管导通和截止，该控制电路包括具有第三绝缘栅场效应晶体管的倒相级，第三场效应晶体管的源极连接到第二接线端，其栅极连接到第二场效应晶体管的栅极，而其漏极连接负载元件并连接到第一场效应晶体管的栅极，
其特征在于：
所述倒相级的电流通路在负载元件和第三场效应晶体管之间包含一个第四晶体管的形式出现的开关，所述第四晶体管具有与第一、第二和第三场效应晶体管互补的形式并具有连接到所述电路的某一点上的控制极，因此，工作期间，该控制极加有这样一种电压，以致于在第一和第二场效应晶体管导通的情况下，第四场效应晶体管不导通或者基本上不导通，而在第二和第三场效应晶体管不导通的情况下，第四晶体管导通。
2、如权利要求1中所要求的DC/AC变换器，其特征在于：所述第四晶体管是绝缘栅场效应晶体管。
3、如权利要求1或2中所要求的DC/AC变换器，其特征在于：所述控制电路除了倒相级之外还包括电压电平移动装置，该装置具有一个电容器，该电容器的一个极板连接到输出端，而其另一个极板经由负载元件连接到第一场效应晶体管的栅极，并连接到一个二极管的主电极上，该二极管的另一个主电极连接到该电路的直流点上。
4、如权利要求3中所要求的DC/AC变换器，其特征在于：第四场效应晶体管的源极连接到所述二极管的主电极上，而其漏极连接到所述负载元件上。
5、如权利要求1至4中任一项所要求的DC/AC变换器，其特征在于：第四场效应晶体管是增强型的，以及其栅极连接到工作时加有第二接线端的直流电压的点上。
6、如权利要求2至4中任一项所要求的DC/AC变换器，其特征在于：第四场效应晶体管是耗尽型的，以及其栅极连接到工作时加有第一接线端的直流电压的点上。
7、如权利要求6中所要求的DC/AC变换器，其特征在于：在其导电类型与第四场效应晶体管的源极和漏极的导电类型相反的半导体区域中形成第四场效应晶体管，该半导体区域电阻性地连接到该场效应晶体管的绝缘栅极。
8、如上述权利要求中任一项所要求的DC/AC变换器，其特征在于：在所述电流通路中，设置一个跨接所述开关的电阻元件，该元件的电阻值高于处于导通状态的该开关的电阻值，而低于处于截止状态的该开关的电阻值。
9、如权利要求6中所要求的DC/AC变换器，其特征在于：在其导电类型与第四场效应晶体管的源极或漏极的导电类型相反的半导体区域中构成第四场效应晶体管，该半导体区域经由整流结连接到该场效应晶体管的绝缘栅极上。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110556371A (zh) * 2018-06-01 2019-12-10 英飞凌科技股份有限公司 整流器器件
CN110556373A (zh) * 2018-06-01 2019-12-10 英飞凌科技股份有限公司 整流器器件

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5097181A (en) * 1989-09-29 1992-03-17 Toshiba Lighting & Technology Corporation Discharge lamp lighting device having level shift control function
DE4018865A1 (de) * 1990-01-20 1991-12-19 Semperlux Gmbh Elektronisches vorschaltgeraet zum betrieb von entladungslampen
DE4015455A1 (de) * 1990-05-14 1991-11-21 Zumtobel Ag Ansteuerschaltungsanordnung fuer einen wechselrichter und verfahren zur ansteuerung eines leistungs-schalterelementes
DE69117417T2 (de) * 1990-10-10 1996-09-05 Philips Electronics Nv Schaltanordnung
EP0559243B1 (en) * 1992-02-03 1997-04-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Comparator circuit comprising input signal attenuator
KR0127282B1 (ko) * 1992-05-18 1998-04-02 도요다 요시또시 반도체 장치
EP0617512A3 (de) * 1993-03-22 1995-06-28 Siemens Ag Aktiver Gate-Widerstand.
US5373435A (en) * 1993-05-07 1994-12-13 Philips Electronics North America Corporation High voltage integrated circuit driver for half-bridge circuit employing a bootstrap diode emulator
US5666280A (en) * 1993-05-07 1997-09-09 Philips Electronics North America Corporation High voltage integrated circuit driver for half-bridge circuit employing a jet to emulate a bootstrap diode
US5502632A (en) * 1993-05-07 1996-03-26 Philips Electronics North America Corporation High voltage integrated circuit driver for half-bridge circuit employing a bootstrap diode emulator
FI110898B (fi) * 1998-10-26 2003-04-15 Abb Industry Oy Vaihtosuuntaaja
DE10063084B4 (de) * 2000-12-18 2009-12-03 Siemens Ag Leistungselektronische Schaltung
WO2003019780A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Half-bridge circuit
US7106105B2 (en) * 2004-07-21 2006-09-12 Fairchild Semiconductor Corporation High voltage integrated circuit driver with a high voltage PMOS bootstrap diode emulator
CN100412265C (zh) * 2005-04-01 2008-08-20 深圳市厚裕时装有限公司 织物手绘着色染色方法
US20080290841A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Richtek Technology Corporation Charging Circuit for Bootstrap Capacitor and Integrated Driver Circuit Using Same
CN105067012A (zh) * 2015-07-03 2015-11-18 复旦大学 一种稳定薄膜晶体管传感器性能的测试方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1215309B (it) * 1985-09-10 1990-01-31 Sgs Microelettronica Spa Circuito per il pilotaggio in continua ed in alternata di transistori mos di potenza a canale n di standi push-pull a bassa dissipazione.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110556371A (zh) * 2018-06-01 2019-12-10 英飞凌科技股份有限公司 整流器器件
CN110556373A (zh) * 2018-06-01 2019-12-10 英飞凌科技股份有限公司 整流器器件

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