CN113556115B - 一种e型氮化镓器件的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种E型氮化镓器件的驱动电路，用于驱动E型氮化镓器件，驱动电路包括信号发生器、第一晶体管、第一二极管、第一电阻和稳压单元，信号发生器用于生成驱动信号，第一晶体管的集电极与信号发生器连接，第一晶体管的发射极与E型氮化镓器件的栅极连接；第一晶体管的集电极依次通过第一电阻和稳压单元而接地，第一电阻和稳压单元的中间连接点与第一晶体管的基极连接；稳压单元用于提供驱动电压，稳压单元的稳压值包括补偿驱动信号流经第一晶体管而产生的PN结正向压降。本发明方案的驱动输出信号的电平更加精确，保证快速响应的同时稳定驱动E型氮化镓器件，且能够将栅极信号电平钳在安全范围内，防止栅极的静电积累，有效地降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种E型氮化镓器件的驱动电路。
背景技术
氮化镓器件由于其优越的工作性能在功率开关电路中正在取得日益广泛的应用，而E型氮化镓器件由于其类似于N型MOSFET的驱动特性更受使用者的欢迎。但由于目前市场上通用的电源控制和驱动芯片所提供的驱动电压大多在10V以上，而E型氮化镓器件的门极极限电压为7V，所以不能用来直接驱动E型氮化镓器件。另一方面，虽然市场上有专用的E型氮化镓驱动芯片，但目前种类还相对比较少，价格也比较高，而且需要提供适合E型氮化镓门极电压范围的供电电源。
因此，为了解决上述问题，现在需要一种E型氮化镓器件的驱动电路。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种E型氮化镓器件的驱动电路，能够实现驱动E型氮化镓器件的功能，本发明提供的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种E型氮化镓器件的驱动电路，用于驱动E型氮化镓器件，所述E型氮化镓器件的源极接地，所述E型氮化镓器件的漏极与外部电路连接；所述驱动电路包括：
信号发生器，所述信号发生器用于生成驱动信号；
第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与所述信号发生器连接，所述第一晶体管的发射极与所述E型氮化镓器件的栅极连接；
第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一晶体管的发射极连接，所述第一二极管的负极与所述第一晶体管的集电极连接；
串联连接的第一电阻和稳压单元，所述第一晶体管的集电极依次通过所述第一电阻和所述稳压单元而接地，所述第一电阻和所述稳压单元的中间连接点与所述第一晶体管的基极连接；
所述稳压单元用于提供驱动电压，所述稳压单元的稳压值包括补偿所述驱动信号流经所述第一晶体管而产生的PN结正向压降。
作为一种可选的方案，所述稳压单元包括：
第一稳压管，所述第一稳压管的正极接地，所述第一稳压管的负极与所述第一电阻的一端连接。
进一步地，所述第一晶体管的发射极与所述E型氮化镓器件的栅极之间还包括保护单元，所述保护单元包括：
第二电阻和第二稳压管，所述第二电阻的一端和所述第二稳压管的负极均连接于所述第一晶体管的发射极，所述第二电阻的另一端和第二稳压管的正极均连接于所述E型氮化镓器件的源极；
所述第二电阻用于防止所述E型氮化镓器件的栅极的静电积累，所述第二电阻的阻值范围为几KΩ至几百KΩ；
所述第二稳压管用于响应所述E型氮化镓器件的栅极信号产生振荡而将所述E型氮化镓器件的栅极信号的电平钳在预设的安全范围内。
进一步地，所述驱动电路还包括：
偏压单元，其包括并联连接的第一电容和第三稳压管；
第一钳位单元，其包括反向串联连接的第一钳位二极管和第二钳位二极管，所述第一钳位二极管的正极与所述第二钳位二极管的正极连接，或者，所述第一钳位二极管的负极与所述第二钳位二极管的负极连接；
所述第三稳压管的负极与所述第一晶体管的发射极连接，所述第三稳压管的正极与所述第一钳位单元的一端连接，且所述第一钳位单元的另一端与所述E型氮化镓器件的源极连接。
进一步地，所述驱动电路还包括：
第三电阻，其一端与所述E型氮化镓器件的栅极连接，另一端与所述E型氮化镓器件的源极连接；
所述第三电阻用于防止所述E型氮化镓器件的栅极的静电积累，所述第三电阻的阻值范围为几KΩ至几百KΩ。
作为另一种可选的方案，所述稳压单元包括：
集成式参考电压控制芯片，其包括正极、负极、参考极；
采样电阻串联支路，其包括串联连接的第四电阻和第五电阻，所述采样电阻串联支路的一端与所述第一晶体管的发射极连接，另一端与所述集成式参考电压控制芯片的正极连接；
所述集成式参考电压控制芯片的负极与所述第一晶体管的基极连接，所述集成式参考电压控制芯片的正极接地，所述集成式参考电压控制芯片的参考极与所述第四电阻和所述第五电阻的中间连接点连接；
所述集成式参考电压控制芯片用于控制所述E型氮化镓器件的栅极电压，使其满足以下公式：
VG＝Vref(R1+R2)/R2，其中，VG为所述E型氮化镓器件的栅极电压，Vref为所述集成式参考电压控制芯片的内部参考电压，R1为所述第四电阻的阻值，R2为所述第五电阻的阻值。
优选地，所述第一晶体管为双极型晶体管或MOSFET。
优选地，所述集成式参考电压控制芯片为TL431。
另一方面，本发明提供了一种E型氮化镓器件的驱动电路，用于驱动E型氮化镓器件，所述E型氮化镓器件的源极接地，所述E型氮化镓器件的漏极与外部电路连接；所述驱动电路包括：
信号发生器，所述信号发生器用于生成驱动信号；
第四稳压管，所述第四稳压管的负极与所述信号发生器连接，所述第四稳压管的正极与所述E型氮化镓器件的栅极连接；
第二电容，其并联在所述第四稳压管的两端；
第二钳位单元，其包括反向串联连接的第三钳位二极管和第四钳位二极管，所述第三钳位二极管的正极与所述第四钳位二极管的正极连接，或者，所述第三钳位二极管的负极与所述第四钳位二极管的负极连接；
所述第四稳压管的正极与所述第二钳位单元的一端连接，且所述第二钳位单元的另一端与所述E型氮化镓器件的源极连接。
进一步地，所述驱动电路还包括：
第六电阻，其一端与所述E型氮化镓器件的栅极连接，另一端与所述E型氮化镓器件的源极连接；
所述第六电阻用于防止所述E型氮化镓器件的栅极的静电积累，所述第六电阻的阻值范围为几KΩ至几百KΩ。
进一步地，所述第四稳压管的负极与所述信号发生器通过第二晶体管连接，所述第二晶体管的集电极与所述信号发生器连接，所述第二晶体管的发射极与所述第四稳压管的负极连接；
所述驱动电路还包括第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二晶体管的发射极连接，所述第二二极管的负极与所述第二晶体管的集电极连接。
进一步地，所述驱动电路还包括：
第五稳压管和第七电阻，所述第五稳压管的正极接地，所述第五稳压管的负极通过所述第七电阻与所述第二晶体管的集电极连接，所述第五稳压管与第七电阻的中间连接点与所述第二晶体管的基极连接；
所述第五稳压管用于提供驱动电压，所述第五稳压管的稳压值包括补偿所述驱动信号流经所述第二晶体管而产生的PN结正向压降。
本发明具有下列优点：
a)驱动输出信号的电平更加精确，保证快速响应的同时，还可以稳定驱动E型氮化镓器件；
b)能够将栅极信号电平钳在安全范围内，防止栅极的静电积累；
c)避免因电路噪音过大带来的器件关断问题，更加安全可靠；
d)结构简单，有效地降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的E型氮化镓器件的驱动电路的第一电路结构图；
图2为本发明实施例提供的E型氮化镓器件的驱动电路的第二电路结构图；
图3为本发明实施例提供的E型氮化镓器件的驱动电路的第三电路结构图；
图4为本发明实施例提供的E型氮化镓器件的驱动电路的第四电路结构图；
图5为本发明实施例提供的E型氮化镓器件的驱动电路的第五电路结构图；
图6为本发明实施例提供的E型氮化镓器件的驱动电路的第六电路结构图。
其中，附图标记包括：11-第一晶体管，12-第二晶体管，2-E型氮化镓器件，31-第一电阻，32-第二电阻，33-第三电阻，34-第四电阻，35-第五电阻，36-第六电阻，37-第七电阻，41-第一稳压管，42-第二稳压管，43-第三稳压管，44-第四稳压管，45-第五稳压管，51-第一电容，52-第二电容，61-第一钳位二极管，62-第二钳位二极管，63-第三钳位二极管，64-第四钳位二极管，7-集成式参考电压控制芯片，81-第一二极管，82-第二二极管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，更清楚地了解本发明的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。除此，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种E型氮化镓器件的驱动电路，用于驱动E型氮化镓器件2，如图1所示，所述E型氮化镓器件2的源极接地，所述E型氮化镓器件2的漏极与外部电路连接。所述驱动电路包括信号发生器、第一晶体管11、第一二极管81、第一电阻31、稳压单元，其中，所述信号发生器用于生成驱动信号。
如图1所示，所述第一晶体管11的集电极与所述信号发生器连接，所述第一晶体管11的发射极与所述E型氮化镓器件2的栅极连接；所述第一二极管81的正极与所述第一晶体管11的发射极连接，所述第一二极管81的负极与所述第一晶体管11的集电极连接；所述第一电阻31和所述稳压单元串联连接，所述第一晶体管11的集电极依次通过所述第一电阻31和所述稳压单元而接地，所述第一电阻31和所述稳压单元的中间连接点与所述第一晶体管11的基极连接。
所述稳压单元用于提供驱动电压，所述稳压单元的稳压值包括弥补所述驱动信号流经所述第一晶体管11而产生的PN结正向压降。所述稳压单元可以是一个稳压二极管，也可以是一个集成电路，只要能够实现上述功能即可，不以此限定本发明的保护范围。现以单个元件和集成芯片为例分别作出说明，具体见下文。
在本发明的一个实施例中，所述稳压单元包括第一稳压管41，如图1所示，所述第一稳压管41的正极接地，所述第一稳压管41的负极与所述第一电阻31的一端连接。
具体地，在本实施例中，所述驱动信号从所述第一晶体管11的集电极输入，从所述第一晶体管11的发射极输出来驱动所述E型氮化镓器件2的栅极(或门极)，所述驱动信号的输出电平通过所述第一晶体管11基极的第一稳压管41的稳压作用控制在所需要的范围内，通常为5V到6.5V之间即所述E型氮化镓器件2的栅极得到的电压为5V到6.5V之间，所述第一稳压管41的稳压值为输出驱动电平加上0.7V的PN结正向压降，这样一来，能够为E型氮化镓器件2提供稳定的驱动电压，同时因为其本质上是共基极电路结构，具有稳定和快速响应的特性，能够满足高速驱动的要求。
在本发明的一个实施例中，所述稳压单元包括第一稳压管41，此外，如图2所示，所述第一晶体管11的发射极与所述E型氮化镓器件2的栅极之间还包括保护单元，所述保护单元包括第二电阻32和第二稳压管42，所述第二电阻32的一端和所述第二稳压管42的负极均连接于所述第一晶体管11的发射极，所述第二电阻32的另一端和第二稳压管42的正极均连接于所述E型氮化镓器件2的源极。
其中，所述第二电阻32用于防止所述E型氮化镓器件2的栅极的静电积累，所述第二电阻32的阻值范围为几KΩ至几百KΩ。所述第二稳压管42用于在所述E型氮化镓器件2的栅极信号产生振荡或其它可能产生过电压的情况时将所述E型氮化镓器件2的栅极信号的电平钳在预设的安全范围内。
具体地，在本实施例中，如图2所示，在所述E型氮化镓器件2的栅极和源之间并联第二稳压管42和第二电阻32，所述第二电阻32为高阻值电阻。所述第二稳压管42在当栅极信号VG由于电路中存在的寄生电感等因素产生振荡时能够把栅极信号电平钳在安全的范围内。另外，所述第二稳压管42也可以采用TVS器件(Transient Voltage Suppressor，瞬态二极管)，不以此限定本发明的保护范围。
在本发明的一个实施例中，所述稳压单元包括第一稳压管41，此外，如图3所示，所述驱动电路还包括偏压单元、第一钳位单元、第三电阻33，其中，所述偏压单元包括并联连接的第一电容51和第三稳压管43，所述第一钳位单元包括反向串联连接的第一钳位二极管61和第二钳位二极管62。
所述第一钳位二极管61与所述第二钳位二极管62反向串联连接，即所述第一钳位二极管61的正极与所述第二钳位二极管62的正极连接，或者，所述第一钳位二极管61的负极与所述第二钳位二极管62的负极连接。所述第三稳压管43的负极与所述第一晶体管11的发射极连接，所述第三稳压管43的正极与所述第一钳位单元的一端连接，且所述第一钳位单元的另一端与所述E型氮化镓器件2的源极连接，所述第三电阻33的一端与所述E型氮化镓器件2的栅极连接，另一端与所述E型氮化镓器件2的源极连接，所述第三电阻33用于防止所述E型氮化镓器件2的栅极的静电积累，所述第三电阻33的阻值范围为几Ω至几百KΩ。
具体地，在本实施例中，如图3所示，所述第三稳压管43的正极与所述第一钳位二极管61的负极连接，且所述第二钳位二极管62的负极与所述E型氮化镓器件2的源极连接。图3所示的驱动电路在所述第一晶体管11的稳压输出端即发射极和所述E型氮化镓器件2的栅极间插入了由所述第一电容51和所述第三稳压管43所组成的电平偏压环节，所述第一电容51的电容量通常比所述E型氮化镓器件2的栅极输入电容大很多倍，在开关工作过程中所述第一电容51两端建立起一个等于所述第三稳压管43稳压值的左正右负的电压，这样在驱动信号VG1为低电平时所述第一电容51的电压对所述E型氮化镓器件2的栅极形成一个负电压，使得所述E型氮化镓器件2能够更可靠地关断。因为E型氮化镓器件的门极阈值电压通常在1.2V左右，如果电路工作时地噪音比较大，可能影响到关断的可靠性，通过所述第一电容51在关断时产生的负电压能够使所述E型氮化镓器件2关断更加可靠。需要注意的是，当使用这样的电路时所述E型氮化镓器件2门极的钳位二极管使用双向结构。
在本发明的一个实施例中，所述稳压单元包括集成式参考电压控制芯片7，其包括正极、负极、参考极。如图4所示，所述稳压单元还包括采样电阻串联支路，所述采样电阻串联支路包括串联连接的第四电阻34和第五电阻35。
其中，所述采样电阻串联支路的一端与所述第一晶体管11的发射极连接，另一端与所述集成式参考电压控制芯片7的正极连接；所述集成式参考电压控制芯片7的负极与所述第一晶体管11的基极连接，所述集成式参考电压控制芯片7的正极接地，所述集成式参考电压控制芯片7的参考极与所述第四电阻34和所述第五电阻35的中间连接点连接。
所述集成式参考电压控制芯片7用于控制所述E型氮化镓器件2的栅极电压，使其满足以下公式：
VG＝Vref(R1+R2)/R2
其中，VG为所述E型氮化镓器件2的栅极电压，Vref为所述集成式参考电压控制芯片7的内部参考电压，R1为所述第四电阻34的阻值，R2为所述第五电阻35的阻值。
具体地，在本实施例中，如图4所示，驱动输出信号通过所述集成式参考电压控制芯片7的闭环控制稳定在所需要的电平。图4所示驱动电路的优点是驱动输出信号的电平更加精确，
在本发明的一个实施例中，提供了一种E型氮化镓器件的驱动电路，用于驱动E型氮化镓器件2，如图5所示，所述E型氮化镓器件2的源极接地，所述E型氮化镓器件2的漏极与外部电路连接。所述驱动电路包括信号发生器、第四稳压管44、第二电容52、第二钳位单元，其中，所述信号发生器用于生成驱动信号；所述第二钳位单元包括反向串联连接的第三钳位二极管63和第四钳位二极管64。
所述第四稳压管44的负极与所述信号发生器连接，所述第四稳压管44的正极与所述E型氮化镓器件2的栅极连接；第二电容52并联在所述第四稳压管44的两端；所述第三钳位二极管63的正极与所述第四钳位二极管64的正极连接，或者，所述第三钳位二极管63的负极与所述第四钳位二极管64的负极连接；所述第四稳压管44的正极与所述第二钳位单元的一端连接，且所述第二钳位单元的另一端与所述E型氮化镓器件2的源极连接。
具体地，在本实施例中，如图5所示的驱动电路在操作过程中在VG1为高电平时所述E型氮化镓器件2的栅极电压被钳制在所述第二钳位单元的稳压值，所述第二电容52两端建立起等于VG1减去所述第二钳位单元的稳压值的左正右负的电压，该电压在所述驱动信号为低电平时对所述E型氮化镓器件2的栅极产生负偏值电压来保证可靠关断。需要注意的是，所述第二钳位单元的稳压值不高于7V，也不低于能保证所述E型氮化镓器件2充分导通的电压值。所述第四稳压管44和所述第二钳位单元的稳压值的总和略高于VG1的高电平值以保证所述第四稳压管44和所述第二钳位单元不会在VG1高电平时产生导通电流。
在本发明的一个实施例中，所述驱动电路还包括第六电阻36，如图6所示，所述第六电阻36的一端与所述E型氮化镓器件2的栅极连接，另一端与所述E型氮化镓器件2的源极连接。所述第六电阻36用于防止所述E型氮化镓器件2的栅极的静电积累，所述第六电阻36的阻值范围为几Ω至几百KΩ。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，所述第四稳压管44的负极与所述信号发生器通过第二晶体管12连接，所述第二晶体管12的集电极与所述信号发生器连接，所述第二晶体管12的发射极与所述第四稳压管44的负极连接。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，所述驱动电路还包括第二二极管82，所述第二二极管82的正极与所述第二晶体管12的发射极连接，所述第二二极管82的负极与所述第二晶体管12的集电极连接。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，所述驱动电路还包括第五稳压管45和第七电阻37。其中，所述第五稳压管45的正极接地，所述第五稳压管45的负极通过所述第七电阻37与所述第二晶体管12的集电极连接，所述第五稳压管45与第七电阻37的中间连接点与所述第二晶体管12的基极连接；所述第五稳压管45用于提供稳压电压，以弥补所述驱动信号流经所述第二晶体管12而产生的PN结正向压降。
需要说明的是，所述第一晶体管11、第二晶体管12可以是双极型晶体管，也可以是MOSFET，不以此限定本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种E型氮化镓器件的驱动电路，其特征在于，用于驱动E型氮化镓器件(2)，所述E型氮化镓器件(2)的源极接地，所述E型氮化镓器件(2)的漏极与外部电路连接；所述驱动电路包括：
信号发生器，所述信号发生器用于生成驱动信号；
第一晶体管(11)，所述第一晶体管(11)的集电极与所述信号发生器连接，所述第一晶体管(11)的发射极直接与所述E型氮化镓器件(2)的栅极连接；
第一二极管(81)，所述第一二极管(81)的正极与所述第一晶体管(11)的发射极连接，所述第一二极管(81)的负极与所述第一晶体管(11)的集电极连接；
串联连接的第一电阻(31)和稳压单元，所述第一晶体管(11)的集电极依次通过所述第一电阻(31)和所述稳压单元而接地，所述第一电阻(31)和所述稳压单元的中间连接点与所述第一晶体管(11)的基极连接；所述稳压单元用于提供驱动电压，所述稳压单元的稳压值包括补偿所述驱动信号流经所述第一晶体管(11)而产生的PN结正向压降；
所述信号发生器仅与所述第一晶体管(11)的集电极、所述第一电阻(31)和所述第一二极管(81)的负极连接，使得仅在所述第一晶体管(11)导通的情况下所述E型氮化镓器件(2)导通；
所述稳压单元包括第一稳压管(41)，所述第一稳压管(41)的正极接地，所述第一稳压管(41)的负极与所述第一电阻(31)的一端连接；
所述驱动信号的输出电平通过所述第一晶体管(11)基极的第一稳压管(41)的稳压作用控制在所需要的范围内，所述第一稳压管(41)的稳压值为所述驱动信号的输出驱动电平加上0.7V的PN结正向压；
第三电阻(33)，其一端与所述E型氮化镓器件(2)的栅极连接，另一端与所述E型氮化镓器件(2)的源极连接；
所述第一晶体管(11)的发射极与所述E型氮化镓器件(2)的栅极之间还包括保护单元，所述保护单元包括：
第二电阻(32)和第二稳压管(42)，所述第二电阻(32)的一端和所述第二稳压管(42)的负极均连接于所述第一晶体管(11)的发射极，所述第二电阻(32)的另一端和第二稳压管(42)的正极均连接于所述E型氮化镓器件(2)的源极；
所述第二电阻(32)用于防止所述E型氮化镓器件(2)的栅极的静电积累；
所述第二稳压管(42)用于将所述E型氮化镓器件(2)的栅极信号的电平钳在预设的安全范围内；
所述驱动电路还包括：
偏压单元，其包括并联连接的第一电容(51)和第三稳压管(43)；
第一钳位单元，其包括反向串联连接的第一钳位二极管(61)和第二钳位二极管(62)，所述第一钳位二极管(61)的正极与所述第二钳位二极管(62)的正极连接，或者，所述第一钳位二极管(61)的负极与所述第二钳位二极管(62)的负极连接；
所述第三稳压管(43)的负极与所述第一晶体管(11)的发射极连接，所述第三稳压管(43)的正极与所述第一钳位单元的一端连接，且所述第一钳位单元的另一端与所述E型氮化镓器件(2)的源极连接。
2.一种E型氮化镓器件的驱动电路，其特征在于，用于驱动E型氮化镓器件(2)，所述E型氮化镓器件(2)的源极接地，所述E型氮化镓器件(2)的漏极与外部电路连接；所述驱动电路包括：
信号发生器，所述信号发生器用于生成驱动信号；
第一晶体管(11)，所述第一晶体管(11)的集电极与所述信号发生器连接，所述第一晶体管(11)的发射极直接与所述E型氮化镓器件(2)的栅极连接；
第一二极管(81)，所述第一二极管(81)的正极与所述第一晶体管(11)的发射极连接，所述第一二极管(81)的负极与所述第一晶体管(11)的集电极连接；
串联连接的第一电阻(31)和稳压单元，所述第一晶体管(11)的集电极依次通过所述第一电阻(31)和所述稳压单元而接地，所述第一电阻(31)和所述稳压单元的中间连接点与所述第一晶体管(11)的基极连接；所述稳压单元用于提供驱动电压，所述稳压单元的稳压值包括补偿所述驱动信号流经所述第一晶体管(11)而产生的PN结正向压降；
所述信号发生器仅与所述第一晶体管(11)的集电极、所述第一电阻(31)和所述第一二极管(81)的负极连接，使得仅在所述第一晶体管(11)导通的情况下所述E型氮化镓器件(2)导通；
所述稳压单元包括：
集成式参考电压控制芯片(7)，其包括正极、负极、参考极；
采样电阻串联支路，其包括串联连接的第四电阻(34)和第五电阻(35)，所述采样电阻串联支路的一端与所述第一晶体管(11)的发射极连接，另一端与所述集成式参考电压控制芯片(7)的正极连接；
所述集成式参考电压控制芯片(7)的负极与所述第一晶体管(11)的基极连接，所述集成式参考电压控制芯片(7)的正极接地，所述集成式参考电压控制芯片(7)的参考极与所述第四电阻(34)和所述第五电阻(35)的中间连接点连接；
所述集成式参考电压控制芯片(7)用于控制所述E型氮化镓器件(2)的栅极电压，使其满足以下公式：
VG＝Vref(R1+R2)/R2,其中，VG为所述E型氮化镓器件(2)的栅极电压，Vref为所述集成式参考电压控制芯片(7)的内部参考电压，R1为所述第四电阻(34)的阻值，R2为所述第五电阻(35)的阻值；
第三电阻(33)，其一端与所述E型氮化镓器件(2)的栅极连接，另一端与所述E型氮化镓器件(2)的源极连接；所述第三电阻(33)用于防止所述E型氮化镓器件(2)的栅极的静电积累。
3.如权利要求1-2中任一项所述的E型氮化镓器件的驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管(11)为双极型晶体管或MOSFET。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1355354A1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | Vilmos Bankuti | Power MOSFET with ESD protection |
| CN101802730A (zh) * | 2007-08-02 | 2010-08-11 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 用于二线制现场总线的现场总线单元 |
| JP2011087235A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Toyota Industries Corp | 電圧制御型トランジスタのゲートドライブ回路 |
| CN104898756A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 灿芯半导体(上海)有限公司 | 一种电压调整电路 |
| CN205509841U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-08-24 | 四川长虹电器股份有限公司 | 用于led平板电视的开关电源供电控制电路 |
| CN107508349A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-22 | 苏州惠华电子科技有限公司 | 一种充放电专用线束的状态检测及控制系统 |
| US10536140B1 (en) * | 2015-12-03 | 2020-01-14 | Navitas Semiconductor, Inc. | Half bridge and oscillator power integrated circuit |
| EP3641133A1 (de) * | 2018-10-17 | 2020-04-22 | Siemens Healthcare GmbH | Treibervorrichtung |
| CN211454401U (zh) * | 2020-01-21 | 2020-09-08 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | 一种低成本的直流线性稳压电源 |
| CN111835316A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-27 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种自适应输入电压的p沟道mos管驱动电路 |
| CN213783268U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-07-23 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种氮化镓晶体管驱动电路 |
| CN215378891U (zh) * | 2021-08-02 | 2021-12-31 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种用于E型GaN器件的开关 |
| CN215498914U (zh) * | 2021-08-02 | 2022-01-11 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种用于e型氮化镓器件的开关 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7298123B2 (en) * | 2000-02-08 | 2007-11-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Apparatus and circuit for power supply, and apparatus for controlling large current load |
| JP6889146B2 (ja) * | 2016-02-18 | 2021-06-18 | ローム株式会社 | 保護回路、および保護回路の動作方法、および半導体集積回路装置 |
-
2021
- 2021-08-02 CN CN202110879694.0A patent/CN113556115B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1355354A1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | Vilmos Bankuti | Power MOSFET with ESD protection |
| CN101802730A (zh) * | 2007-08-02 | 2010-08-11 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 用于二线制现场总线的现场总线单元 |
| JP2011087235A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Toyota Industries Corp | 電圧制御型トランジスタのゲートドライブ回路 |
| CN104898756A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 灿芯半导体(上海)有限公司 | 一种电压调整电路 |
| US10536140B1 (en) * | 2015-12-03 | 2020-01-14 | Navitas Semiconductor, Inc. | Half bridge and oscillator power integrated circuit |
| CN205509841U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-08-24 | 四川长虹电器股份有限公司 | 用于led平板电视的开关电源供电控制电路 |
| CN107508349A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-22 | 苏州惠华电子科技有限公司 | 一种充放电专用线束的状态检测及控制系统 |
| EP3641133A1 (de) * | 2018-10-17 | 2020-04-22 | Siemens Healthcare GmbH | Treibervorrichtung |
| CN211454401U (zh) * | 2020-01-21 | 2020-09-08 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | 一种低成本的直流线性稳压电源 |
| CN111835316A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-27 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种自适应输入电压的p沟道mos管驱动电路 |
| CN213783268U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-07-23 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种氮化镓晶体管驱动电路 |
| CN215378891U (zh) * | 2021-08-02 | 2021-12-31 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种用于E型GaN器件的开关 |
| CN215498914U (zh) * | 2021-08-02 | 2022-01-11 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种用于e型氮化镓器件的开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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