CN104205638A - 共射共基电路 - Google Patents

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Abstract

共射共基电路(1)包括常截止型的开关元件(Q1)、开关元件(Q2)和钳位电路(10)。开关元件(Q2)的源极与开关元件(Q1)的漏极连接。共射共基电路(1)利用与开关元件(Q1)的栅极连接的栅极驱动电路(100)进行常截止动作。钳位电路(10)设置于与电源(E)连接的栅极驱动电路(100)的电源端子(P)与开关元件(Q1)的漏极之间。当栅极驱动电路(100)使开关元件(Q1)和开关元件(Q2)进行截止动作时，钳位电路(10)将开关元件(Q1)的漏极-源极间的电压钳位为从电源(E)供给的电源电压(V)。

Description

共射共基电路
技术领域
本发明涉及共射共基电路，特别涉及进行常截止(Normally-off)动作的共射共基电路。
背景技术
使用SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)等的高耐压的功率晶体管，在开关电源装置等方面的用途急速增多中。但是，这些功率晶体管主要是常开(Normally-on)型的开关元件，所以不能适用驱动开关电源装置等中一般使用的常截止型的开关元件的栅极驱动电路(常截止动作用的栅极驱动电路)。
于是，在使常导通型的开关元件进行常截止动作的情况下，存在将常导通型的开关元件的源极与常截止型的开关元件的漏极连接，构成共射共基电路的情况。在构成这样的共射共基电路的情况下，常导通型的开关元件当在常截止动作用的栅极驱动电路中进行截止(turnoff)动作时，与常截止型的开关元件同样成为截止状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-324839号公报
发明内容
发明要解决的问题
图7是表示现有的共射共基电路的电路结构的电路图。图7所示的共射共基电路，包括开关元件Q1和开关元件Q2。
开关元件Q1为常截止型的FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)，开关元件Q2为常导通型的FET。开关元件Q1的漏极与开关元件Q2的源极连接。开关元件Q2的栅极与开关元件Q1的源极连接。开关元件Q1的栅极与常截止动作用的栅极驱动电路100连接。
栅极驱动电路100中，基于从信号源S供给的控制信号，栅极驱动元件G生成常截止动作用的栅极驱动信号，输出到开关元件Q1的栅极。从电源E经由电源端子P对栅极驱动电路100供给电源电压V。电阻R为栅极电阻，调整栅极驱动信号的传递时间。电容器C是栅极驱动电路100的旁通电容器，使对电源端子P供给的电源电压V稳定化。电容器C0是电源E的稳定化用的电容器。
另外，设开关元件Q1的源极与外部电路(未图示)的连接为连接点P0，开关元件Q1的漏极和开关元件Q2的源极的连接为连接点P1，开关元件Q2的漏极与外部电路(未图示)的连接为连接点P2。
通过采用这样的电路结构，当在常截止动作用的栅极驱动电路100中进行截止动作时，共射共基电路能够使常导通型的开关元件Q2成为截止状态。下面参照图8对图7所示的共射共基电路的截止动作进行说明。
图8是表示图7所示的共射共基电路中，截止动作时的各个开关元件的栅极-源极间电压和漏极-源极间电压的时间变化的波形图。波形8a表示开关元件Q1的栅极-源极间电压Vgs1，波形8b表示开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1，波形8c表示开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2，波形8d表示开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2。
开始，开关元件Q1和开关元件Q2均为导通状态，所以开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2均为零。
在时刻t1，用于使共射共基电路进行截止动作的栅极驱动信号从栅极驱动电路100被输入到开关元件Q1的栅极时，开关元件Q1的栅极-源极间电压Vgs1从电源电压V变为零。但是，开关元件Q1不是在开始截止动作时立即开始从导通状态切换为截止状态，而是在延迟时间Δt1后开始从导通状态切换为截止状态。
在时刻(t1+Δt1)，开关元件Q1开始从导通状态切换为截止状态时，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1开始增加。当开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1增加时，施加于常导通型的开关元件Q2的源极的电压增加，所以开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2成为负电压。开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2的电压的大小，为连接点P0与连接点P1之间的电位差，但是各自的电压的方向正负相反。因此，施加于开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2的负电压增加。当达到开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2时，开关元件Q2开始截止动作。
在时刻t2，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2达到开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2时，开关元件Q2开始截止动作，但并不是立即开始从导通状态切换为截止状态。开关元件Q2在截止动作起经过延迟时间Δt2后开始从导通状态切换为截止状态。从时刻(t1+Δt1)至时刻(t2+Δt2)前的期间，开关元件Q2保持导通状态，所以连接点P1的电位与连接点P2的电位为同电位。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1的增加就这样成为连接点P2的电位的上升。
在时刻(t2+Δt2)，开关元件Q2开始从导通状态切换为截止状态，由此，开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2开始增加。连接点P2的电位继续上升。从时刻(t2+Δt2)起，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2，成为将连接点P0与连接点P2之间的电位差根据开关元件Q1的漏极-源极间电压的寄生电容和开关元件Q2的漏极-源极间的寄生电容之比来分压后的电压。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1也继续增加。
在时刻t3，开关元件Q1和开关元件Q2结束截止动作，均成为截止状态。此时，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2，成为将连接点P0与连接点P2之间的电位差根据开关元件Q1的漏极-源极间的寄生电容和开关元件Q2的漏极-源极间的寄生电容之比来分压后的电压。
开关元件Q1所需的耐压为与电源电压V同程度，所以开关元件Q1使用低耐压的开关元件。这是因为，已知在FET等开关元件中，越是低耐压导通电阻越小，所以能够降低导通时的电力损失。另外，在将需要高电压的外部电路与共射共基电路连接的情况下，常导通型的开关元件Q2需要使用高耐压的开关元件。
但是，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2，成为将连接点P0与连接点P2之间的电位差以上述的方式分压后的电压，所以根据寄生电容之比，有可能对开关元件Q1的漏极-源极间施加高的电压。因此，低耐压的开关元件Q1有可能超过开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1的耐压而破损。
为了解决上述课题，专利文献1中具体公开了以下的2个电路结构。
作为第一电路结构，在常截止型的开关元件的漏极-源极间，将用于对电压进行钳位(clamp，)的齐纳二极管以阴极与开关元件的漏极连接的方式与开关元件并联连接。根据该电路结构，漏极-源极间电压成为齐纳二极管的击穿电压以下，所以能够防止开关元件破损。但是，当漏极-源极间电压超过击穿电压时，本来应该导致电压增加的能量作为齐纳击穿全部成为电力损失。因此，电力转换效率降低，并且也有可能对齐纳二极管的长期可靠性造成坏影响。
作为第二电路结构，在常截止型的开关元件的漏极-源极间并联连接有用于使漏极-源极间电压的增加变缓的电容器。通过用并联连接的电容器调整寄生电容之比，用该电路结构也能够防止开关元件破损。但是，截止动作时蓄积于电容器的能量，在下一个接通(turn on)动作时被释放结果全部变成电力损失。如果追加软开关电路则能够使蓄积于电容器的能量再生，但是制造成本增加、控制变复杂所以不现实。
因此，本发明为了解决上述问题点，目的在于提供一种防止常截止型的开关元件截止动作时破损、且减少电力损失的共射共基电路。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，根据本发明的一个方面，共射共基电路包括：常截止型的第一开关元件；和源极与第一开关元件的漏极连接的第二开关元件，利用与第一开关元件的栅极连接的栅极驱动电路进行常截止动作。所述共射共基电路还包括钳位电路，该钳位电路设置于与电源连接的栅极驱动电路的电源端子与第一开关元件的漏极之间，当栅极驱动电路使第一开关元件和第二开关元件进行截止动作时，将第一开关元件的漏极-源极间的电压钳位为从电源供给的电源电压。
优选第二开关元件为常导通型，其栅极与第一开关元件的源极连接，钳位电路包括第一二极管，该第一二极管以阳极与第一开关元件的漏极连接的方式串联连接于第一开关元件的漏极与电源端子之间。
优选第二开关元件为常截止型，对其栅极输入从电源供给的电源电压，钳位电路包括第一二极管，该第一二极管以阳极与第一开关元件的漏极连接的方式串联连接于第一开关元件的漏极与电源端子之间。
优选钳位电路还包括：连接于第一二极管的阴极与第一开关元件的源极之间的电容器；和连接于第一二极管的阴极与栅极驱动电路的电源端子之间的电阻。
优选钳位电路还包括：连接于第一二极管的阴极与第一开关元件的源极之间的电容器；连接于第一二极管的阴极与栅极驱动电路的电源端子之间的电感器；和第二二极管，其以阴极与电源端子连接的方式串联连接于电源与电源端子之间。
发明的效果
本发明的共射共基电路包括钳位电路，能够将第一开关元件的漏极-源极间电压抑制到供给至栅极驱动电路的电源端子的电源电压以下。栅极驱动电路的电源电压是为了驱动第一开关元件而供给到栅极的电压，所以设定为低于第一开关元件的栅极-源极间耐压。因此，栅极驱动电路的电源电压低于漏极-源极间耐压。因此，第一开关元件的漏极-源极间电压被抑制为低于漏极-源极间耐压，能够防止第一开关元件破损。另外，共射共基电路的电力损失仅为在钳位电路中第一开关元件的漏极的电压超过栅极驱动电路的电源电压时消耗的能量，所以与现有的共射共基电路相比能够降低电力损失。如上所述，能够实现防止第一开关元件截止动作时破损，并且减少电力损失的共射共基电路。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的共射共基电路的电路结构的电路图。
图2是表示图1所示的共射共基电路中，截止动作时的各个开关元件的栅极-源极间电压和漏极-源极间电压的时间变化的波形图。
图3是表示本发明的实施方式2的共射共基电路的电路结构的电路图。
图4是表示本发明的实施方式3的共射共基电路的电路结构的电路图。
图5是表示图4所示的共射共基电路中，截止动作时的各个开关元件的栅极-源极间电压和漏极-源极间电压的时间变化的波形图。
图6是表示本发明的实施方式4的共射共基电路的电路结构的电路图。
图7是表示现有的共射共基电路的电路结构的电路图。
图8是表示图7所示的共射共基电路中，截止动作时的各个开关元件的栅极-源极间电压和漏极-源极间电压的时间变化的波形图。
具体实施方式
下面，参照图1和图2说明实施方式1的共射共基电路。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的共射共基电路的电路结构的电路图。图1所示的共射共基电路1，包括开关元件Q1、开关元件Q2和钳位电路10。
开关元件Q1(第一开关元件)为常截止型的FET，开关元件Q2(第二开关元件)为常导通型的功率晶体管。开关元件Q1的漏极与开关元件Q2的源极连接。开关元件Q2的栅极与开关元件Q1的源极连接。开关元件Q1的栅极与常截止动作用的栅极驱动电路100连接。
栅极驱动电路100中，基于从信号源S供给的控制信号，栅极驱动元件G生成常截止动作用的栅极驱动信号，输出到开关元件Q1的栅极。从电源E经由电源端子P对栅极驱动电路100供给电源电压V。电阻R为栅极电阻，调整栅极驱动信号的传递时间。电容器C是栅极驱动电路100的旁通电容器，使对电源端子P供给的电源电压V稳定化。电容器C0是电源E的稳定化用的电容器。
钳位电路10包括二极管D1、电容器C1和电阻R1。二极管D1(第一二极管)以阳极与开关元件Q1的漏极连接的方式串联连接于开关元件Q1的漏极与电源端子P之间。电容器C1连接于二极管D1的阴极与开关元件Q1的源极之间。电阻R1为放电电阻，为了使电容器C1的剩余电荷放电而串联连接于二极管D1的阴极与电源端子P之间。
另外，设开关元件Q1的源极与外部电路(未图示)的连接为连接点P0，开关元件Q1的漏极和开关元件Q2的源极的连接为连接点P1，开关元件Q2的漏极与外部电路(未图示)的连接为连接点P2。
下面参照图2对图所的共射共基电路1的截止动作进行说明。
图2是表示图1所示的共射共基电路1中，截止动作时的各个开关元件的栅极-源极间电压和漏极-源极间电压的时间变化的波形图。波形2a表示开关元件Q1的栅极-源极间电压Vgs1，波形2b表示开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1，波形2c表示电容器C1的端子间电压Vc1，波形2d表示开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2，波形2e表示开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2。
开始，开关元件Q1和开关元件Q2均为导通状态，所以开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2均为零。电容器C1以电源电压V被充电。
在时刻t1，用于使共射共基电路1进行截止动作的栅极驱动信号从栅极驱动电路100被输入到开关元件Q1的栅极时，开关元件Q1的栅极-源极间电压Vgs1从电源电压V变为零。但是，开关元件Q1不是在开始截止动作时立即开始从导通状态切换为截止状态，而是在延迟时间Δt1后开始从导通状态切换为截止状态。
在时刻(t1+Δt1)，开关元件Q1开始从导通状态切换为截止状态时，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1开始增加。当开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1增加时，施加于常导通型的开关元件Q2的源极的电压增加，所以开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2成为负电压。开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2的电压的大小，为连接点P0与连接点P1之间的电位差，但是各自的电压的方向正负相反。因此，施加于开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2的负电压增加。当开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2达到开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2时，开关元件Q2开始截止动作。
在时刻t2，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2达到开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2时，开关元件Q2开始截止动作，但并不是立即开始从导通状态切换为截止状态。开关元件Q2在截止动作起经过延迟时间Δt2后开始从导通状态切换为截止状态。从时刻(t1+Δt1)至时刻(t2+Δt2)前的期间，开关元件Q2保持导通状态，所以连接点P1的电位与连接点P2的电位为同电位。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1的增加就这样成为连接点P2的电位的上升。
在时刻t3，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1达到供给至栅极驱动电路100的电源端子P的电源电压V。在时刻t3前为止，通过二极管D1的整流作用，电流流过连接点P2―连接点P1―连接点P0的路径。但是，从时刻t3起，利用钳位电路10将连接点P1的电位钳位为电源电压V，所以电流流过连接点P2―连接点P1―二极管D1―电容器C1的别的路径。
在时刻(t2+Δt2)，开关元件Q2开始从导通状态切换为截止状态，由此，开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2开始增加。
在时刻t4，因流过别的路径的电流，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和电容器C1的端子间电压Vc1比电源电压V高电压ΔV。电容器C1为比开关元件Q1的漏极-源极间的寄生电容大数个数量级的电容，所以电压ΔV为比电源电压V小的电压。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1不会过大地超过电源电压V。
在时刻t5，开关元件Q1和开关元件Q2结束截止动作，均成为截止状态。电阻R1根据时间常数(R1×C1)消耗与蓄积于电容器C1的电压ΔV相应的能量，所以开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1收束于电源电压V，电容器C1的端子间电压Vc1再次回到电源电压V。
如上所述进行截止动作的共射共基电路1中，栅极驱动信号的电压为最大且为电源电压V，所以开关元件Q1的栅极-源极间耐压设定得高于电源电压V。开关元件Q1的漏极-源极间耐压原理上比栅极-源极间耐压高，所以也比电源电压V高。因此，如果开关元件Q1的漏极的电压被钳位为电源电压V以下，则开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1被抑制为低于漏极-源极间耐压，能够防止开关元件Q1破损。
另外，在共射共基电路1中，仅开关元件Q1的漏极的电压超过电源电压V时消耗的能量(与电压ΔV相应的能量)在电阻R1作为热消耗而成为电力损失。另一方面，在专利文献1记载的现有的共射共基电路中，与超过齐纳二极管的击穿电压的电压相应的所有的能量、或者蓄积于电容器的所有的能量成为电力损失。因此，共射共基电路1相比现有的共射共基电路能够降低电力损失。
因此，在实施方式1中，能够实现防止开关元件Q1截止动作时破损，并且减少电力损失的共射共基电路。
(实施方式2)
通过变更对开关元件Q1的漏极的电压进行钳位的钳位电路10，能够进一步减少电力损失。下面，参照图2和图3说明实施方式的共射共基电路。
图3是表示本发明的实施方式2的共射共基电路的电路结构的电路图。图3所示的共射共基电路2，包括钳位电路20这一点与实施方式1的共射共基电路1不同。其中，对与共射共基电路1的构成要素相同的结构，标注相同的符号不重复进行详细说明。
钳位电路20包括二极管D1、电容器C1和二极管D2。二极管D1(第一二极管)以阳极与开关元件Q1的漏极连接的方式串联连接于开关元件Q1的漏极与电源端子P之间。电容器C1连接于二极管D1的阴极与开关元件Q1的源极之间。电感器L1串联连接于二极管D1的阴极与电源端子P之间。二极管D2(第二二极管)以阴极与电源端子P连接的方式串联连接于电源E与电源端子P之间。
共射共基电路2的截止动作中，各个开关元件的漏极-源极间电压等的时间变化与图2相同，所以下面再次参照图2进行说明。另外，至开关元件Q2开始从导通状态切换为截止状态的时刻(t2+Δt2)为止，与实施方式1相同，不重复进行详细说明。
在时刻t4，因流过别的路径的电流，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和电容器C1的端子间电压Vc1比电源电压V高电压ΔV。电容器C1为比开关元件Q1的漏极-源极间的寄生电容大多个数量级的电容，所以电压ΔV为比电源电压V小的电压。与电压ΔV相应的能量暂时蓄积于电感器L1，之后被供给到栅极驱动电路100。其中，二极管D2防止与电压ΔV相应的能量逆流到电源E。
此时，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和电容器C1的端子间电压Vc1被钳位，成为电压(V+ΔV)以下。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1不会过大地超过栅极驱动电路100的电源电压V。
在时刻t5，开关元件Q1和开关元件Q2结束截止动作，均成为截止状态。开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1收束于电源电压V，电容器C1的端子间电压Vc1也再次回到电源电压V。
如上所述，实施方式2也与实施方式1同样，能够防止开关元件Q1截止动作时破损。而且，与电压ΔV相应的能量被供给到栅极驱动电路100而被用于其动作，所以不会像实施方式1那样在电阻R1作为热消耗而成为电力损失。因此，能够进一步减少电力损失。
(实施方式3)
实施方式1和实施方式2中对开关元件Q2为常导通型的情况进行了说明，但开关元件Q2为常截止型的情况也能够应用本发明。下面，参照图4和图5说明实施方式3的共射共基电路。
图4是表示本发明的实施方式3的共射共基电路的电路结构的电路图。图4所示的共射共基电路3中，开关元件Q2为常截止型的功率晶体管这一点、以及随之对开关元件Q2的栅极输入电源电压V这一点与实施方式1的共射共基电路1不同。钳位电路10与共射共基电路1中的钳位电路等效。其中，对与共射共基电路1的构成要素相同的结构，标注相同的符号不重复进行详细说明。
下面参照图5对图所的共射共基电路3的截止动作进行说明。
图5是表示图4所示的共射共基电路3中，截止动作时的各个开关元件的栅极-源极间电压和漏极-源极间电压的时间变化的波形图。波形5a表示开关元件Q1的栅极-源极间电压Vgs1，波形5b表示开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1，波形5c表示电容器C1的端子间电压Vc1，波形5d表示开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2，波形5e表示开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2。
一开始，常截止型的开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2为电源电压V，开关元件Q1和开关元件Q2均为导通状态。开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2均为零。
在时刻t1，用于使共射共基电路3进行截止动作的栅极驱动信号从栅极驱动电路100被输入到开关元件Q1的栅极时，开关元件Q1的栅极-源极间电压Vgs1从电源电压V变为零。但是，开关元件Q1不是在开始截止动作时立即开始从导通状态切换为截止状态，而是在延迟时间Δt1后开始从导通状态切换为截止状态。
在时刻(t1+Δt1)，开关元件Q1开始从导通状态切换为截止状态时，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1开始增加。开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2为电源电压V和开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1之差(Vgs2＝V-Vds1)，所以与开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1增加相应地，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2减少。另外，因为开关元件Q2为常截止型，所以开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2为正电压。当开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2減少、达到开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2时，开关元件Q2开始截止动作。
在时刻t2，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2达到开关元件Q2的栅极阈值电压Vth2时，开关元件Q2开始截止动作，但并不是立即开始从导通状态切换为截止状态。开关元件Q2在截止动作起经过延迟时间Δt2后开始从导通状态切换为截止状态。从时刻(t1+Δt1)至时刻(t2+Δt2)前的期间，开关元件Q2保持导通状态，所以连接点P1的电位与连接点P2的电位为同电位。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1的增加就这样成为连接点P2的电位的上升。
在时刻t3，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1达到供给至栅极驱动电路100的电源端子P的电源电压V。在时刻t3前为止，通过二极管D1的整流作用，电流流过连接点P2―连接点P1―连接点P0的路径。但是，从时刻t3起，利用钳位电路10将连接点P1的电位钳位为电源电压V，所以电流流过连接点P2―连接点P1―二极管D1―电容器C1的别的路径。
在时刻(t2+Δt2)，开关元件Q2开始从导通状态切换为截止状态，由此，开关元件Q2的漏极-源极间电压Vds2开始增加。
在时刻t4，因流过别的路径的电流，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1比电源电压V高电压ΔV。与之对应地，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2从零在负的方向增加电压ΔV。电容器C1为比开关元件Q1的漏极-源极间的寄生电容大数个数量级的电容，所以电压ΔV为比电源电压V小的电压。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1不会过大地超过栅极驱动电路100的电源电压V。
在时刻t5，开关元件Q1和开关元件Q2结束截止动作，均成为截止状态。电阻R1根据时间常数(R1×C1)消耗与蓄积于电容器C1的ΔV相应的能量，所以开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和电容器C1的端子间电压Vc1收束于电源电压V，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2收束于零。
如上所述，在开关元件Q1和开关元件Q2均为常截止型的情况下，也与实施方式1同样，能够实现防止开关元件Q1截止动作时破损，并且减少电力损失的共射共基电路。
(实施方式4)
与相对于实施方式1的实施方式2同样，通过变更钳位电路的电路结构能够进一步减少实施方式3的电力损失。下面，参照图6说明实施方式4的共射共基电路。
图6是表示实施方式4的共射共基电路的电路结构的电路图。图6所示的共射共基电路4，替代钳位电路10包括钳位电路20这一点与实施方式3的共射共基电路3不同。钳位电路20与实施方式2的共射共基电路2中的钳位电路等效。其中，对与实施方式1～实施方式3的共射共基电路的构成要素相同的结构，标注相同的符号不重复进行详细说明。
共射共基电路4的截止动作中，各个开关元件的漏极-源极间电压等的时间变化与图5相同，所以下面再次参照图5进行说明。另外，至开关元件Q2开始从导通状态切换为截止状态的时刻(t2+Δt2)为止，与实施方式3相同，不重复进行详细说明。
在时刻t4，因流过别的路径的电流，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1比电源电压V高电压ΔV。电压ΔV为比电源电压V小的电压。与之对应地，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2从零在负的方向增加电压ΔV。与电压ΔV相应的能量暂时蓄积于电感器L1，之后被供给到栅极驱动电路100。其中，二极管D2防止与电压ΔV相应的能量逆流到电源E。
此时，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和电容器C1的端子间电压Vc1被钳位，成为电压(V+ΔV)以下。因此，开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1不会过大地超过栅极驱动电路100的电源电压V。
在时刻t5，开关元件Q1和开关元件Q2结束截止动作，均成为截止状态。开关元件Q1的漏极-源极间电压Vds1和电容器C1的端子间电压Vc1均收束于电源电压V，开关元件Q2的栅极-源极间电压Vgs2收束于零。
如上所述，利用钳位电路20也与实施方式3同样，能够防止开关元件Q1截止动作时破损。而且，与电压ΔV相应的能量被供给到栅极驱动电路100而被用于其动作，所以不会像实施方式3那样在电阻R1作为热消耗而成为电力损失。因此，能够进一步减少电力损失。
另外，对开关元件Q1为FET、开关元件Q2为功率晶体管的情况进行了说明，但并不限定于此。在开关元件Q1和开关元件Q2均为FET的情况下，只要开关元件Q2的耐压为共射共基电路所需耐压以上，也能够获得同样的效果。另外，在开关元件Q1为双极型晶体管的情况下，通过使漏极对应集电极、栅极对应基极、源极对应发射极，也能够进行完全同样的处理。
而且，对栅极驱动电路100包括信号源S、栅极驱动元件G、电阻R和电容器C的情况进行了说明，但只要从电源端子P接受电源电压V的供给而将栅极驱动信号输出到开关元件Q1的栅极，不论其电路结构如何都能够应用本发明。
这次公开的实施方式在所有的方面应该被认为是一个例子，并非用来限制本发明。本发明的范围不是由上述的说明进行表示，而是由权利要求范围进行表示，其意图在于包含与权利要求范围相等的意思和范围内的所有的变更。
附图标记的说明
Q1、Q2开关元件；1、2、3、4共射共基电路；10、20钳位电路；100栅极驱动电路；G栅极驱动元件；S信号源；P电源端子；R、R1电阻；C、C0、C1电容器；D1、D2二极管；L1电感器；E电源；V电源电压；P0、P1、P2连接点；ΔV、(V+ΔV)电压；Vc1端子间电压；Vds1、Vds2漏极-源极间电压；Vgs1、Vgs2栅极-源极间电压；Vth2栅极阈值电压；2a、2b、2c、2d、2e、5a、5b、5c、5d、5e、8a、8b、8c、8d波形；t1、t2、t3、t4、t5、(t1+Δt1)、(t2+Δt2)时刻；Δt1、Δt2延迟时间。

Claims (5)

1.一种共射共基电路，其包括：常截止型的第一开关元件；和源极与所述第一开关元件的漏极连接的第二开关元件，利用与所述第一开关元件的栅极连接的栅极驱动电路进行常截止动作，所述共射共基电路的特征在于：
还包括钳位电路，该钳位电路设置于与电源连接的所述栅极驱动电路的电源端子与所述第一开关元件的漏极之间，当所述栅极驱动电路使所述第一开关元件和所述第二开关元件进行截止动作时，将所述第一开关元件的漏极-源极间的电压钳位为从所述电源供给的电源电压。
2.如权利要求1所述的共射共基电路，其特征在于：
所述第二开关元件为常导通型，其栅极与所述第一开关元件的源极连接，
所述钳位电路包括第一二极管，该第一二极管以阳极与所述第一开关元件的漏极连接的方式串联连接于所述第一开关元件的漏极与所述电源端子之间。
3.如权利要求1所述的共射共基电路，其特征在于：
所述第二开关元件为常截止型，对其栅极输入从所述电源供给的所述电源电压，
所述钳位电路包括第一二极管，该第一二极管以阳极与所述第一开关元件的漏极连接的方式串联连接于所述第一开关元件的漏极与所述电源端子之间。
4.如权利要求2或3所述的共射共基电路，其特征在于：
所述钳位电路还包括：
连接于所述第一二极管的阴极与所述第一开关元件的源极之间的电容器；和
连接于所述第一二极管的所述阴极与所述栅极驱动电路的所述电源端子之间的电阻。
5.如权利要求2或3所述的共射共基电路，其特征在于：
所述钳位电路还包括：
连接于所述第一二极管的阴极与所述第一开关元件的源极之间的电容器；
连接于所述第一二极管的所述阴极与所述栅极驱动电路的所述电源端子之间的电感器；和
第二二极管，其以阴极与所述电源端子连接的方式串联连接于所述电源与所述电源端子之间。
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