CN107800414A - 开关器件和用于控制开关的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了开关器件和用于控制开关的方法,其中,根据操作状况的指定范围内的操作状况来设定晶体管器件的控制端子电阻。
Description
技术领域
本申请涉及开关器件以及相应的方法。
背景技术
开关器件通常用于选择性地将开关器件的两个端子彼此电气耦接,例如,从而耦接例如电子电路的两个部分。一种特殊的开关器件是功率开关器件,其用于将负载选择性地耦接至电源电压如正电源电压、负电压电压或地电位。
在电子电路中,在许多情况下使用晶体管作为开关器件,例如,如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极型晶体管或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等场效应晶体管。在一些应用中,这样的开关器件必须在宽温度范围内工作。例如,如电动车辆等汽车应用或牵引力控制应用中的IGBT模块必须在例如从约﹣55℃或﹣40℃至125℃或甚至175℃的宽温度范围内工作。
如IGBT、双极型晶体管或二极管等双极型半导体器件随温度而改变它们的开关行为。特别地,这样的器件中的载流子寿命具有正温度系数。这例如使关断速度dI/dt(电流I关于时间t的微分)在较低温度的情况下变得较快(即dI/dt的绝对值较大)。当切换开关器件时,快速的切换继而可能导致电压尖峰。
此外,半导体器件的阻断行为随温度降低而降低,即,与较高的温度相比,对于较低的温度,使开关器件传导电流的击穿或其他事件可能在更低的电压下发生。
在常规解决方案中,为了避免或减轻电压尖峰,接通和关断开关器件被足够慢地执行以将这样的电压尖峰保持在可容忍的范围内。为了实现该目的,电阻器已被耦接以控制开关器件的端子(例如栅极端子)。然而,这些电阻器被设计用于最坏的情况,例如指定操作范围的最低温度,这导致与开关器件的相应高功率耗散相关联的较高电阻器,特别是在较高的操作温度下更是如此。
发明内容
根据实施例,一种装置具有:晶体管器件,其包括控制端子、第一负载端子和第二负载端子;电路,其被配置成在电路的输出端处提供开关控制信号;以及控制端子电阻装置,其耦接在电路的输出端与晶体管器件的控制端子之间。该电路被配置成控制控制端子电阻装置以根据晶体管器件的操作状况来设定控制端子电阻装置的电阻值,其中,操作状况在晶体管器件的操作状况的指定范围内。
根据另一实施例,一种装置包括:开关晶体管,其中,开关晶体管包括第一负载端子、第二负载端子和控制端子;第一电阻器,其中,第一电阻器的第一端子耦接至控制端子并且第一电阻器的第二端子经由第一开关耦接至第一电压,以及第一电压与开关器件的第一开关状态相关联;第二电阻器,其中,第二电阻器的第一端子耦接至控制端子并且第二电阻器的第二端子经由第二开关耦接至第一电压;以及电路,该电路根据晶体管待被设定的开关状态以及根据与温度相关联的操作状况来控制第一开关和第二开关。
根据另一实施例,一种方法包括:在第一操作状况下,为具有控制端子、第一负载端子和第二负载端子的晶体管开关提供第一控制端子电阻;以及在与第一操作状况不同的第二操作状况下提供第二控制端子电阻,第一操作状况和第二操作状况在操作状况的指定范围内。
上述总结仅仅旨在给出对一些实施例的一些特征的简要概述,而不应被解释为限制性的。特别地,其他实施例可以具有除了以上说明的特征或部件以外的其他特征或部件。
附图说明
图1是根据实施例的开关器件的框图;
图2是示出根据实施例的开关器件的电路图;
图3是示出根据实施例的开关器件的电路图;
图4是示出根据实施例的开关器件的电路图;以及
图5是示出根据实施例的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述各种实施例。这些实施例仅通过示例的方式给出并且不应被解释为限制性的。例如,虽然实施例可以被描述为包括多个细节或元件,但是在其他实施例中,这些细节或元件中的一些可以被省略以及/或者可以由替选的特征或元件来代替。除非另有说明,否则可以将来自各种实施例的特征或元件进行组合以形成另外的实施例。关于实施例中的一个实施例描述的变型和修改也可以应用于其他实施例。
在所示和所描述的实施例中,只要本质上保持连接或耦接的总体目的例如传送某种信息、传送某种信号或提供某种控制,部件之间的任何直接连接或耦接即没有中间元件的连接或耦接也可以由间接连接或耦接即具有一个或更多个附加中间元件的连接或耦接来代替。
实施例涉及包括晶体管开关的开关器件。开关器件和晶体管通常被描述为具有控制端子和至少两个负载端子。通过对控制端子施加适当的信号,可以选择性地建立负载端子之间的电气低欧姆连接。例如,在作为功率开关的一些应用中,一个负载端子可以耦接至电源电压,并且另一负载端子可以耦接至负载,并且通过对控制端子施加适当的信号,可以将负载选择性地耦接至电源电压。
在如MOSFET等场效应晶体管的情况下,控制端子对应于栅极端子,并且负载端子对应于源极端子和漏极端子。在双极型晶体管的情况下,控制端子对应于基极端子,并且负载端子对应于发射极端子和集电极端子。在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的情况下,控制端子对应于栅极端子,并且负载端子对应于集电极端子和发射极端子。
当晶体管或开关器件的负载端子之间导电时,晶体管或开关器件被称为闭合或接通。当晶体管或开关器件的负载端子之间本质上(即除了一些不期望的漏电流之外)不导电时,晶体管或开关器件被称为断开或关断。
与可能例如导致器件损坏的指定范围之外的操作状况如过电流或超温相比,本文中使用的操作状况的指定范围是指意在使用器件的操作状况。
在一些实施例中,根据操作状况来设定与控制端子相关联的电阻。操作状况可以与温度相关联或者可以与温度对应。特别地,针对与较低温度相关联的操作状况,可以增大电阻。在一些实施例中,这可以减小针对较低温度的电压尖峰,然而针对与较高温度相关联的操作状况,可以使用较低的电阻,在一些实施例中,这可以降低功率损耗。
现在转向附图,图1示出了根据实施例的开关器件的框图。图1的开关器件包括具有控制端子13以及第一和第二负载端子14、15的晶体管器件12。取决于施加至控制端子13的信号s’,负载端子14、15之间的电连接为闭合或断开。
晶体管器件12由控制和驱动电路10来控制。如本文中所使用的,控制电路或控制器可以涉及通过生成相应的信号脉冲来控制晶体管器件12的开关(断开和闭合)的电路。驱动电路则是指输出具有用于断开和闭合晶体管器件12的适当电压电平的控制信号的电路部分。
此外,在图1的实施例中,控制端子电阻装置11耦接在控制和驱动电路10与晶体管器件12之间。控制和驱动电路10输出用于控制晶体管器件12的开关的信号s,该信号s经由电阻装置11作为上述信号s’被提供给控制端子13。控制端子电阻装置11的电阻值影响晶体管器件12的闭合状态与断开状态之间的切换速度或瞬变,并且反之亦然。图1的实施例中的电阻装置11具有由来自控制和驱动电路10的控制信号c控制的可变电阻值。信号c可以在电路10的控制电路部分或驱动电路部分中生成。应当注意,电阻装置11可以包括用于接通和关断晶体管器件12的单独的电阻器。在这种情况下,可以由信号c来执行改变电阻以用于接通晶体管器件12、用于关断晶体管器件12或者用于接通或关断晶体管器件12两者。
特别地,经由控制信号c,用于接通晶体管器件12、关断晶体管器件12或者接通晶体管器件12或关断晶体管器件12两者的电阻装置11的电阻值可以被设定为用于与较低温度相关联的操作状况的较高电阻值以及用于与较高温度相关联的操作状况的较低电阻值。
在一些实施例中,可以对温度进行直接测量,并且可以基于温度来确定控制信号c。在其他实施例中,与较低温度相关联的操作状况可以是图1的器件的启动,并且与较高温度相关联的操作状况可以是启动之后的阶段,例如一定时间之后或者由信号s确定的一定量的开关事件如开关脉冲之后的阶段。在后一种情况下,假设图1的器件在操作中发热,并且在启动时可以是冷的。例如,在汽车环境中,在冬天,汽车内的所有器件在启动时可能是冷的,但是可以在一些驱动之后变热。
在一些实施例中,为了选择电阻装置11的电阻,可以提供被选择性地激活的多个可切换电阻器。应当注意,虽然在一些实施例中可以使用用于接通和/或用于关断的两个不同电阻值,但是在其他实施例中,可以使用与多于两个不同操作状况相关联的多于两个不同值。因此,使用两个不同操作状况的实施例的描述不应被解释为排除具有相应相关联的电阻值的另外操作状况的可能性。
图2示出了根据实施例的装置的电路图。图2的装置包括以半桥配置的方式布置以向负载供电的第一开关晶体管29和第二开关晶体管210。图2的实施例中的第一开关晶体管29和第二开关晶体管210被实现为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。第一开关晶体管29利用其负载端子耦接在正电源电压V+与负载之间,并且第二开关晶体管210利用其负载端子耦接在负载与负电源电压V-或地电位之间。
二极管211并联耦接至第一开关晶体管29的负载端子,并且二极管212并联耦接至开关晶体管210的负载端子。如本领域中常规已知的,这些二极管在感性负载的情况下能够产生反向电流流动。
第一开关晶体管29也称为高边开关(选择性地将负载耦接至正电源电压),并且第二开关晶体管210也称为低边开关(将负载耦接至负电源电压或地电位)。
第一开关晶体管29由高边驱动器27经由相关联的栅极电阻(图2中未示出)驱动,并且第二开关晶体管210由低边驱动器20经由相关联的栅极电阻24、25、26驱动。由于高边驱动器27的配置可以对应于低边驱动器20的配置,所以在图2中仅详细示出了低边驱动器20和相关联的栅极电阻24至26,并且将在下面进行说明。在一些实施例中,高边驱动器27的配置可以对应于低边驱动器20的这种配置。
低边驱动器20包括开关21、22和23。开关21、22和23可以被实现为晶体管开关。开关21可以闭合以将第二开关晶体管210的栅极端子与正驱动器电压Vtr.+耦接。Vtr.+可能低于V+,特别是在V+为较高电压(例如几十或几百伏特)的高电压应用中。特别地,当开关21闭合时,第二开关晶体管210的栅极端子经由具有电阻值RG,on的电阻器24耦接至Vtr.+以用于接通第二开关晶体管210,该电阻器24提供栅极电阻。
此外,为了关断第二开关晶体管210,开关22被闭合以经由电阻器25将第二开关晶体管210的栅极端子与负驱动器电压Vtr.-耦接。电阻器25提供栅极电阻RG,off。
在图2的实施例中,第二开关晶体管210的栅极端子也可以通过闭合开关23、经由提供栅极电阻RG,safe的电阻器26来耦接至Vtr.-。在实施例中,尽管其他关系也可以适用,但是RG,safe比RG,off大例如至少两倍或至少五倍。
在常规解决方案中,开关23在如过电流或短路条件等某些故障条件下,例如在针对第二开关晶体管210所指定的范围之外的操作状况下被闭合。这防止了在这样的故障条件下关断开关晶体管210时的切换过电压。在这样的常规方法中,然后将相应的故障信号提供给控制器,控制器可以采取进一步的措施,例如使装置处于安全状态。
在实施例中,除了该常规方法之外或替代该常规方法,开关23也在特定操作状况——特别是与温度相关联的操作状况——的开关晶体管210的指定操作范围内使用。例如,对于较低的温度(例如低于阈值的温度),开关23用于关断开关晶体管210,而对于其他操作状况,例如高于阈值的温度,则使用开关22。换句话说,在该方法中,对于较低温度,电阻器26用作栅极电阻,并且对于较高温度,电阻器25用作栅极电阻,使得在较低温度下使用较高的栅极电阻。
在其它实施例中,操作状况可能不直接是温度,而是仅与温度间接相关联。例如,在图2的装置的启动开关期间,可以使用开关23,并且在启动阶段之后,开关22可以用于关断开关晶体管210。同样在这种情况下,操作状况与温度相关联,如在启动时装置常常具有较低的温度,然后在某操作时间期间发热。例如,这样的启动阶段可以被确定为开关脉冲的数量(即,开关晶体管210接通和关断的次数),或者可以由阈值时间来限定。
在一些实施例中,在与较低温度相关联的操作状况下关断时,通过使用较高的栅极电阻,可以避免由开关引起的电压尖峰。当使用较高的栅极电阻进行关断时,开关瞬态变慢,从而导致相对较高的开关损耗。此外,在一些实施例中,在与较高温度相关联的操作状况下,通过使用较低的栅极电阻,可以降低功率耗散。
温度可以通过如设置在许多IGBT模块中的例如用于确定超温的常规温度传感器来测量。该温度传感器可以例如测量散热器或模块板的温度。在其他实施例中,可以提供专用温度传感器。在一些实施例中,即使当操作状况包括基于时间阈值或开关次数的启动阶段时,也仅当启动开始时的温度低于阈值时,才可以激活使用不同的操作状况。例如,在汽车应用中,在夏天,温度可能在启动时已经足够高以仅使用电阻器25和开关22,而在温度较低的冬天,在实施例中可以使用开关23和电阻器26。
也可以使用用于半导体器件的其它常规温度感测方法。
在图2的实施例中,用于关断第二开关晶体管210的栅极电阻取决于操作状况,而用于导通的栅极电阻总是相同的(由电阻器24确定)。这在关于电压尖峰的、关断晶体管可能比接通更为关键的许多应用中是足够的。例如,在二极管211、212被实现为单极二极管例如碳化硅(SiC)肖特基二极管的实现方式中,它们的功能在很大程度上与温度无关,这可以防止或减轻接通时的电压尖峰。在其他实施例中,二极管211、212可以是硅基pn-、pn-n-或pin-二极管,其在它们的动态电特性中也具有显着的温度依赖性。在这样的情况下,也可以提供变化的栅极电阻以用于接通第二开关晶体管210。现在将参考图3来描述这样的实现方式的示例。
图3示出了根据实施例的装置的电路图。图3的装置包括以半桥配置方式布置以向负载供电的第一开关晶体管39和第二开关晶体管310。图3的实施例中的第一开关晶体管39和第二开关晶体管310被实现为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。第一开关晶体管39利用其负载端子耦接在正电源电压V+与负载之间,并且第二开关晶体管310利用其负载端子耦接在负载与负电源电压V-或地电位之间。
二极管311并联耦接至第一开关晶体管39的负载端子,并且二极管312并联耦接至开关晶体管310的负载端子。如本领域中常规已知的,这些二极管在感性负载的情况下能够产生反向电流流动。
第一开关晶体管39也称为高边开关(选择性地将负载耦接至正电源电压),并且第二开关晶体管310也称为低边开关(将负载耦接至负电源电压或地电位)。
第一开关晶体管39由高边驱动器37经由相关联的栅极电阻(图3中未示出)来驱动,并且第二开关晶体管310由低边驱动器30经由相关联的栅极电阻34、35、36来驱动。由于高边驱动器37的配置可以对应于低边驱动器30的配置,所以在图3中仅详细示出了低边驱动器30和相关联的栅极电阻34至36,并且将在下面进行说明。在一些实施例中,高边驱动器37的配置可以对应于低边驱动器30的这种配置。
低边驱动器30包括开关31、32和33。开关31、32和33可以被实现为晶体管开关。开关31可以闭合以将第二开关晶体管310的栅极端子与正驱动器电压Vtr.+耦接。Vtr.+可能低于V+,特别是在V+为较高电压(例如几十或几百伏特)的高电压应用中。特别地,当开关31闭合时,第二开关晶体管310的栅极端子经由具有电阻值RG,on的电阻器34耦接至Vtr.+以用于接通第二开关晶体管310,该电阻器34提供栅极电阻。
此外,为了关断第二开关晶体管310,开关32被闭合以经由电阻器35将第二开关晶体管310的栅极端子与负驱动器电压Vtr.-耦接。电阻器35提供栅极电阻RG,off。
在图3的实施例中,第二开关晶体管310的栅极端子也可以通过闭合开关33、经由提供栅极电阻RG,safe的电阻器36耦接至Vtr.-。在实施例中,尽管其他关系也可以适用,但是RG,safe比RG,off大例如至少两倍或至少五倍。
在常规解决方案中,开关33在如过电流或短路条件等某些故障条件下,即在针对第二开关晶体管310所指定的范围之外的操作状况下被闭合。这防止了在这样的故障条件下关断开关晶体管310时的切换过电压。在这样的常规方法中,然后将相应的故障信号提供给控制器,控制器可以采取进一步的措施,例如使装置处于安全状态。
在实施例中,除了该常规方法之外或替代该常规方法,开关33也在特定操作状况——特别是与温度相关联的操作状况——的开关晶体管310的指定操作范围内使用。例如,对于较低的温度(例如低于阈值的温度),开关33用于关断开关晶体管310,而对于其他操作状况,例如高于阈值的温度,则使用开关32。换句话说,在该方法中,对于较低温度,电阻器36用作栅极电阻,并且对于较高温度,电阻器35用作栅极电阻,使得在较低温度下使用较高的栅极电阻。
在其它实施例中,操作状况可能不直接是温度,而是仅与温度间接相关联。例如,在图3的装置的启动开关期间,可以使用开关33,并且在启动阶段之后,开关32可以用于关断开关晶体管310。同样在这种情况下,操作状况与温度相关联,如在启动时装置常常具有较低的温度,然后在某操作时间之后发热。例如,这样的启动阶段可以被确定为开关脉冲的数量(即,开关晶体管310接通和关断的次数),或者可以由阈值时间来限定。
在一些实施例中,在与较低温度相关联的操作状况下关断时通过使用较高的栅极电阻,可以避免由开关引起的电压尖峰。此外,在一些实施例中,通过在与较高温度相关联的操作状况下使用较低的栅极电阻,可以降低功率耗散。
温度可以通过如设置在许多IGBT模块中例如用于确定超温的常规温度传感器来测量。该温度传感器可以例如测量散热器或模块板的温度。在其他实施例中,可以提供专用温度传感器。在一些实施例中,即使当操作状况包括基于时间阈值或开关次数的启动阶段时,也仅当启动开始时的温度低于阈值时,才可以激活使用不同的操作状况。例如,在汽车应用中,在夏天,温度可能在启动时已经足够高以仅使用电阻器35和开关32,而在温度较低的冬天,在实施例中可以使用开关33和电阻器36。
也可以使用用于半导体器件的其它常规温度感测方法。
在图3的实施例中,用于关断第二开关晶体管310的栅极电阻取决于操作状况,而用于导通的栅极电阻总是相同的(由电阻器34确定)。这在关于电压尖峰的、关断晶体管可能比接通更为关键的许多应用中是足够的。例如,在二极管311、312被实现为单极二极管例如碳化硅(SiC)肖特基二极管的实现方式中,它们的功能在很大程度上与温度无关,这可以防止或减轻接通时的电压尖峰。在其他实施例中,二极管311、312可以是硅基pn-、pn-n-或pin-二极管,其在它们的动态电特性中也具有显着的温度依赖性。在这样的情况下,也可以提供变化的栅极电阻以用于接通第二开关晶体管310。现在将参考图3来描述这样的实现方式的示例。
图3的实施例的上述操作本质上对应于图2的实施例的操作。此外,图3的实施例包括用于选择性地将第二开关晶体管310的栅极端子经由电阻器36耦接至正驱动器电压Vtr.+的开关38。与上述用于关断第二开关晶体管310的情况类似,通过闭合开关38,可以使用较高的栅极电阻器36(与电阻器34相比)在与低温相关联的操作状况下例如在启动时接通第二开关晶体管310。在这种情况下,也可以在某些操作阶段提供较高的栅极电阻以用于接通,并且通过(重新)使用电阻器36,不必提供额外的电阻器。在其他实施例中,可以提供具有比用于接通第二开关晶体管310的电阻器34的电阻更高的电阻的另外的电阻器。
取决于用于接通第二开关晶体管310的是开关38还是开关31的操作状况可以与用于关断(使用开关32或33)的相同,但是也可以不同,例如使用不同的温度或时间阈值。
在图2和图3的实施例中,至少在一些操作状况下例如在较高温度下,使用不同的栅极电阻器来控制第二开关晶体管210或310。在其他实施例中,可以至少部分地使用相同的电阻器。现在将参照图4描述相应的实施例。
图4的装置包括以半桥配置方式布置以向负载供电的第一开关晶体管49和第二开关晶体管410。图4的实施例中的第一开关晶体管49和第二开关晶体管410被实现为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。第一开关晶体管49利用其负载端子耦接在正电源电压V+与负载之间,并且第二开关晶体管410利用其负载端子耦接在负载与负电源电压V-或地电位之间。
二极管411并联耦接至第一开关晶体管49的负载端子,并且二极管412并联耦接至开关晶体管410的负载端子。如本领域中常规已知的,这些二极管在感性负载的情况下能够产生反向电流流动。
第一开关晶体管49也称为高边开关(选择性地将负载耦接至正电源电压),并且第二开关晶体管410也称为低边开关(将负载耦接至负电源电压或地电位)。
第一开关晶体管49由高边驱动器47经由相关联的栅极电阻(图2中未示出)来驱动,并且第二开关晶体管410由低边驱动器40经由相关联的栅极电阻44、45来驱动。由于高边驱动器47的配置可以对应于低边驱动器40的配置,所以在图4中仅详细示出了低边驱动器40和相关联的栅极电阻44、45,并且将在下面进行说明。在一些实施例中,高边驱动器47的配置可以对应于低边驱动器40的这种配置。应当注意,来自不同实施例的配置可以被“混合”,例如,可以如关于图2所讨论的那样来实现高边驱动器,并且可以如关于图4等所讨论的那样来实现低边驱动器。
驱动器40包括开关41以通过经由具有电阻RG,on的电阻器44将第二开关晶体管410的栅极端子耦接至Vtr.+来接通开关晶体管410。
此外,通过第二开关晶体管410,第二开关晶体管410的栅极端子通过闭合开关42被选择性地耦接至Vtr.-。晶体管410的栅极端子然后也经由电阻器44耦接至Vtr,-。
另外,开关43可以被闭合,从而另外将晶体管410的栅极经过二极管48和具有电阻值RG,off的电阻器45耦接至Vtr.-。当开关43闭合时,用于断开第二开关晶体管410的有效栅极电阻本质上对应于具有有效电阻R=RG,on×RG,off/(RG,on+RG,off)的电阻器44、45的并联连接,从而导致比RG,on的电阻更低的电阻。请注意,即使开关43闭合,二极管48也防止经由二极管48和电阻器45的路径有效地接通第二开关晶体管410。
因此,在实施例中,对于与较低温度相关联的操作状况,开关43可以被断开,从而有效地增大用于关断第二开关晶体管410的栅极电阻,并且对于与较高温度相关联的操作状况,开关43可以被闭合,从而有效地降低栅极电阻。如关于图1和图2所说明的操作状况可以基于温度测量或者也可以例如通过使用时间阈值或通过计数开关脉冲的数量、基于距启动的时间来确定。
还应当注意,在其他实施例中,可以省略二极管48,使得为了接通和关断第二开关晶体管410,可以改变有效栅极电阻。
从图2至图4的实施例可以看出,可以使用驱动器中的开关和栅极电阻器的各种配置以根据操作状况特别是与温度相关联的操作状况来提供可变的栅极电阻。
图5是示出根据实施例的方法的流程图。图5的方法可以使用参考图1至图4所讨论的装置中的任意装置来实现,但是也可以独立地实现。然而,为了便于参考并提供更好的理解,将参照图1至图4来说明图5的方法。然而,这不应被解释为限制性的。
此外,虽然图5的方法被呈现为一系列动作或事件,但是图5中描述和示出这些动作或事件的顺序不应被解释为限制性的。
在50处,图5的方法包括在第一操作状况下提供第一控制端子电阻。第一控制端子电阻可以例如通过闭合驱动器(如图2至图4的驱动器20、30和40)中的适当开关或者通过相应地提供图1的控制信号c来提供。
控制端子电阻是经由其向开关器件特别是晶体管的控制端子提供控制信号的电阻。
在51处,该方法包括在与第一操作状况不同的第二操作状况下提供第二控制端子电阻。提供第二控制端子电阻可以包括闭合图2至图4的驱动器20、30或40的开关或相应地设定图1中的控制信号c。
第一操作状况和第二操作状况可以与温度例如与某些温度范围相关联。例如,与第二操作状况相比,第一操作状况可以与较低的温度相关联。在这种情况下,第一控制端子电阻可以具有比第二控制端子电阻高的电阻值。第一操作状况可以例如与启动阶段相关联,而第二操作状况可以与启动之后的阶段相关联。
第一控制端子电阻和第二控制端子电阻可以被提供用于接通具有控制端子的开关器件、关断具有控制端子的开关器件或两者。可以提供不同的电阻来接通和关断。
根据一些实施例,提供以下示例:
示例1.一种装置,包括:
晶体管器件,包括控制端子、第一负载端子和第二负载端子,
电路,被配置为在所述电路的输出端处提供开关控制信号,
控制端子电阻装置,耦接在所述电路的输出端与所述晶体管器件的控制端子之间,
其中,所述电路被配置为根据所述晶体管器件的操作状况来控制所述控制端子电阻装置以设定所述控制端子电阻装置的电阻值,所述操作状况在所述晶体管器件的操作状况的指定范围内。
示例2.根据示例1所述的装置,其中,所述晶体管器件包括绝缘栅双极型晶体管。
示例3.根据示例1或2所述的装置,其中,所述电路被配置为控制所述控制端子电阻装置以设定用于所述晶体管器件的导通或所述晶体管器件的关断中的一个或两个的电阻。
示例4.根据示例1-3中任一项所述的装置,其中,所述操作状况与所述晶体管器件的温度相关联。
示例5.根据示例4所述的装置,其中,设定所述电阻包括在较低温度下将所述电阻设定为较高电阻值并且在较高温度下将所述电阻设定为较低电阻值。
示例6.根据示例4或5所述的装置,其中,与较低温度相关联的操作状况包括所述装置的启动阶段,并且与较高温度相关联的操作状况包括所述启动阶段之后的操作。
示例7.根据示例6所述的装置,其中,所述电路被配置为基于所述装置启动之后的时间或所述启动之后的开关脉冲数中之一来设定所述电阻。
示例8.根据示例1-7中任一项所述的装置,其中,所述电路包括驱动器,所述驱动器包括选择性地将所述控制端子耦接至用于闭合所述开关晶体管的第一电压或用于断开所述开关晶体管的第二电压的多个开关以及用于设定所述电阻值的至少一个开关。
示例9.根据示例1-8中任一项所述的装置,其中,所述控制端子电阻装置包括多个电阻器。
示例10.一种装置,包括:
开关晶体管,其中,所述开关晶体管包括第一负载端子、第二负载端子和控制端子,
第一电阻器,其中,所述第一电阻器的第一端子耦接至所述控制端子并且所述第一电阻器的第二端子经由第一开关耦接至第一电压,其中,所述第一电压与所述开关器件的第一开关状态相关联,
第二电阻器,其中,所述第二电阻器的第一端子耦接至所述控制端子并且所述电阻器的第二端子经由第二开关耦接至所述第一电压,以及
电路,所述电路根据所述晶体管器件待被设定的开关状态以及根据与温度相关联的操作状况来控制所述第一开关和第二开关。
示例11.根据示例10所述的装置,其中,所述第一电阻器具有比所述第二电阻器低的电阻值,以及其中,所述电路被配置为在与较高温度相关联的操作状况下操作所述第一开关,并且在与较低温度相关联的操作状况下操作所述第二开关。
示例12.根据示例10或11所述的装置,其中,所述第一晶体管的第二端子耦接至所述第一开关的第一端子,所述第一开关的第二端子耦接至所述第一电压,以及其中,所述第二电阻器的第二端子耦接至所述第二开关的第一端子,其中,所述第二开关的第二端子耦接至所述第一开关的第一端子。
示例13.根据示例12所述的装置,还包括:耦接在所述第二电阻器与所述第二开关之间的二极管。
示例14.根据示例13所述的装置,还包括:耦接在所述第一电阻器与不同于所述第一电压的第二电压之间的第三开关,所述第二电压与所述晶体管器件的第二开关状态相关联。
示例15.根据示例10-14中任一项所述的装置,还包括第三电阻器,其中,所述第三电阻器的第一端子与所述晶体管器件的控制端子耦接,并且所述第三电阻器的第二端子经由第三开关耦接至第二电压,其中,所述第二电压与所述开关器件的第二开关状态相关联。
示例16.根据示例15所述的装置,还包括:耦接在所述第二电压与所述第二电阻器之间的第四开关,其中,所述电路被配置为根据所述晶体管待被设定的开关状态以及根据与温度相关的操作状况来控制所述第三开关和所述第四开关。
示例17.一种方法,包括:
在第一操作状况下为具有控制端子、第一负载端子和第二负载端子的晶体管开关提供第一控制端子电阻,以及
在与所述第一操作状况不同的第二操作状况下提供第二控制端子电阻,所述第一操作状况和所述第二操作状况在所述晶体管开关的操作状况的指定范围内。
示例18.根据示例17所述的方法,其中,所述第一操作状况和所述第二操作状况与不同的温度范围相关联。
示例19.根据示例18所述的方法,其中,与所述第二操作状况相比,所述第一操作状况与较低的温度相关联,以及其中,所述第一控制端子电阻高于所述第二控制端子电阻。
示例20.根据示例18或19所述的方法,其中,所述第一操作状况与启动阶段相关联,并且所述第二操作状况与启动之后的阶段相关联。
上述实施例仅用作示例,并且不被解释为限制性的。
Claims (20)
1.一种开关器件,包括:
晶体管器件,包括控制端子、第一负载端子和第二负载端子,
电路,被配置为在所述电路的输出端处提供开关控制信号,
控制端子电阻装置,耦接在所述电路的输出端与所述晶体管器件的控制端子之间,
其中,所述电路被配置为根据所述晶体管器件的操作状况来控制所述控制端子电阻装置以设定所述控制端子电阻装置的电阻值,所述操作状况在所述晶体管器件的操作状况的指定范围内。
2.根据权利要求1所述的开关器件,其中,所述晶体管器件包括绝缘栅双极型晶体管。
3.根据权利要求1所述的开关器件,其中,所述电路被配置为控制所述控制端子电阻装置以设定用于所述晶体管器件的导通或所述晶体管器件的关断中的一个或两个的电阻值。
4.根据权利要求1所述的开关器件,其中,所述操作状况与所述晶体管器件的温度相关联。
5.根据权利要求4所述的开关器件,其中,设定所述电阻值包括在较低温度下将所述电阻值设定为较高电阻值并且在较高温度下将所述电阻值设定为较低电阻值。
6.根据权利要求4所述的开关器件,其中,与较低温度相关联的操作状况包括所述装置的启动阶段,并且与较高温度相关联的操作状况包括所述启动阶段之后的操作。
7.根据权利要求6所述的开关器件,其中,所述电路被配置为基于所述装置启动之后的时间或所述启动之后的开关脉冲数中之一来设定所述电阻值。
8.根据权利要求1所述的开关器件,其中,所述电路包括驱动器,所述驱动器包括选择性地将所述控制端子耦接至用于闭合所述晶体管器件的第一电压或用于断开所述晶体管器件的第二电压的多个开关以及用于设定所述电阻值的至少一个开关。
9.根据权利要求1所述的开关器件,其中,所述控制端子电阻装置包括多个电阻器。
10.一种开关器件,包括:
开关晶体管,其中,所述开关晶体管包括第一负载端子、第二负载端子和控制端子,
第一电阻器,其中,所述第一电阻器的第一端子耦接至所述控制端子并且所述第一电阻器的第二端子经由第一开关耦接至第一电压,其中,所述第一电压与所述开关晶体管的第一开关状态相关联,
第二电阻器,其中,所述第二电阻器的第一端子耦接至所述控制端子并且所述第二电阻器的第二端子经由第二开关耦接至所述第一电压,以及
电路,所述电路根据所述开关晶体管待被设定的开关状态以及根据与温度相关联的操作状况来控制所述第一开关和第二开关。
11.根据权利要求10所述的开关器件,其中,所述第一电阻器具有比所述第二电阻器低的电阻值,以及其中,所述电路被配置为在与较高温度相关联的操作状况下操作所述第一开关,并且在与较低温度相关联的操作状况下操作所述第二开关。
12.根据权利要求10所述的开关器件,其中,所述第一电阻器的第二端子耦接至所述第一开关的第一端子,所述第一开关的第二端子耦接至所述第一电压,以及其中,所述第二电阻器的第二端子耦接至所述第二开关的第一端子,其中,所述第二开关的第二端子耦接至所述第一开关的第一端子。
13.根据权利要求12所述的开关器件,还包括:耦接在所述第二电阻器与所述第二开关之间的二极管。
14.根据权利要求13所述的开关器件,还包括:耦接在所述第一电阻器与不同于所述第一电压的第二电压之间的第三开关,所述第二电压与所述开关晶体管的第二开关状态相关联。
15.根据权利要求10所述的开关器件,还包括:第三电阻器,其中,所述第三电阻器的第一端子与所述开关晶体管的控制端子耦接,并且所述第三电阻器的第二端子经由第三开关耦接至第二电压,其中,所述第二电压与所述开关晶体管的第二开关状态相关联。
16.根据权利要求15所述的开关器件,还包括:耦接在所述第二电压与所述第二电阻器之间的第四开关,其中,所述电路被配置为根据所述开关晶体管待被设定的开关状态以及根据与温度相关的操作状况来控制所述第三开关和所述第四开关。
17.一种用于控制开关的方法,包括:
在第一操作状况下为具有控制端子、第一负载端子和第二负载端子的晶体管开关提供第一控制端子电阻,以及
在与所述第一操作状况不同的第二操作状况下提供第二控制端子电阻,所述第一操作状况和所述第二操作状况在所述晶体管开关的操作状况的指定范围内。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述第一操作状况和所述第二操作状况与不同的温度范围相关联。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,与所述第二操作状况相比,所述第一操作状况与较低的温度相关联,以及其中,所述第一控制端子电阻高于所述第二控制端子电阻。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一操作状况与启动阶段相关联,并且所述第二操作状况与启动之后的阶段相关联。
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