CN208862766U - 一种逆变电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变电路，包括第一负载晶体管、第一驱动晶体管、第二负载晶体管、第二驱动晶体管和输出电感，第一负载晶体管和第二负载晶体管为N型MOS管，第一驱动晶体管和第二驱动晶体管为P型MOS管，第一驱动晶体管和第二驱动晶体管的沟道区域设置有空间电荷捕捉单元。在驱动晶体管的沟道区域设置有空间电荷捕捉单元，能够捕获驱动晶体管空间电荷通过捕获沟道区中的电荷并控制寄生电容，可以将寄生电容的功耗降低到零，空间电荷捕捉单元使得空穴电流可以作为栅电压，可以控制并且在低温下发生的与静电现象不同的沟道电流的阻塞现象。

Description

一种逆变电路

技术领域

本实用新型涉及逆变技术技术领域，尤其涉及一种逆变电路。

背景技术

逆变电路(Inverter Circuit)是与整流电路(Rectifier)相对应，把直流电变成交流电称为逆变。逆变电路可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应用。

逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。

其中C-MOSFET由于诸如低功耗和低制造成本的优点，主要用于电子设备的 CPU，DRAM，SRAM，非易失性存储器，半导体集成电路等。

然而，在使用C-MOSFET的电路中，仅当输出电压从高电压切换到低电压时，电流才在n型MOSFET和p型MOSFET之间流动。这种瞬时电流产生导致高功耗。因此，存在的问题是在使用C-MOSFET的逆变器电路中不能防止产生这种功耗。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供一种通过捕获沟道区中的电荷并控制寄生电容来去除寄生电容功率的逆变器电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种逆变电路，包括第一负载晶体管、第一驱动晶体管、第二负载晶体管、第二驱动晶体管和输出电感，

所述第一负载晶体管和第二负载晶体管为N沟道MOS场效应管，第一驱动晶体管和第二驱动晶体管为P沟道MOS场效应管，

所述第一负载晶体管和第一驱动晶体管的栅极共同连接第一输入电压，第一负载晶体管的漏极连接电源正极，第一负载晶体管的源极连接第一驱动晶体管的漏极和输出电感的第一端，第一驱动晶体管的的源极连接地，

所述第二负载晶体管和第二驱动晶体管的栅极共同连接第二输入电压，第二负载晶体管的漏极连接电源正极，第二负载晶体管的源极连接第二驱动晶体管的漏极和输出电感的第二端，第二驱动晶体管的的源极连接地，

所述第一驱动晶体管和第二驱动晶体管的沟道区域设置有空间电荷捕捉单元。

进一步的，所述第一负载晶体管、第一驱动晶体管、第二负载晶体管和第二驱动晶体管均为SI-MOS管。

进一步的，所述空间电荷捕捉单元为DNA。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的逆变电路在驱动晶体管的沟道区域设置有空间电荷捕捉单元，能够捕获驱动晶体管空间电荷通过捕获沟道区中的电荷并控制寄生电容，可以将寄生电容的功耗降低到零。空间电荷捕捉单元使得空穴电流可以作为栅电压，可以控制并且在低温下发生的与静电现象不同的沟道电流的阻塞现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型第一输入电压为低电平、第二输入电压为高电平时电流流向电路图。

图2是本实用新型第一输入电压为高电平、第二输入电压为低电平时电流流向电路图。

图3是本实用新型负载晶体与管驱动晶体管关系电路图。

附图标记：1、第一负载晶体管；2、第一驱动晶体管；3、第二负载晶体管； 4、第二驱动晶体管；5、输出电感；6、空间电荷捕捉单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

一种逆变电路，包括第一负载晶体管1、第一驱动晶体管2、第二负载晶体管3、第二驱动晶体管4和输出电感5，

所述第一负载晶体管1和第二负载晶体管3为N沟道MOS场效应管，第一驱动晶体管2和第二驱动晶体管4为P沟道MOS场效应管，

所述第一负载晶体管1和第一驱动晶体管2的栅极共同连接第一输入电压，第一负载晶体管1的漏极连接电源正极，第一负载晶体管1的源极连接第一驱动晶体管2的漏极和输出电感5的第一端，第一驱动晶体管2的的源极连接地，

所述第二负载晶体管3和第二驱动晶体管4的栅极共同连接第二输入电压，第二负载晶体管3的漏极连接电源正极，第二负载晶体管3的源极连接第二驱动晶体管4的漏极和输出电感5的第二端，第二驱动晶体管4的的源极连接地，

所述第一驱动晶体管2和第二驱动晶体管4的沟道区域设置有空间电荷捕捉单元6。

所述第一负载晶体管1、第一驱动晶体管2、第二负载晶体管3和第二驱动晶体管4均为SI-MOS管。

所述空间电荷捕捉单元6为DNA。

如图1-2所示，电路将一个增强型P沟道MOS场效应管和一个增强型N沟道 MOS场效应管组合在一起使用。当输入端为低电平时，P沟道MOS场效应管导通，输出端和电源正极接通。当输入端为高电平时，N沟道MOS场效应管导通，输出端和地接通。在该电路中，P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作，其相位输入端和输出端相反。由于漏电流的影响，使得栅电压还没有到0V，通常栅电压小于1V时，MOS场效应管既被关断，使得该电路不会因为两管同时导通而造成电源短路。

如图3所示，以第一负载晶体管1和第一驱动晶体管2为例，第二负载晶体管3和第二驱动晶体管4同理。

产生的寄生电容连接在第一驱动晶体管2的漏极以及栅极之间，其中一侧的电压随着第一驱动晶体管2的栅极同步变化，该侧电压等于第一输入电压Vt1。

通过捕获沟道区中的电荷并控制寄生电容，可以将寄生电容功耗降低到零。也就是说，通过空间电荷捕捉单元6捕获和释放的空间电荷在寄生电容中产生电势，第一驱动晶体管2具有P型和N型结合两种特性的双极特性。

在改变输入电压Vt1的过程中，第一输入电压Vt1和输出电压Vout1之间的关系与连接到寄生电容电源正极电压V+无关。即使当电源电压V+为零时，也会发生第一输入电压Vt1和输出电压Vout1之间的转换。因此在逆变电路1中，可以在没有通过第一驱动晶体管2的沟道区域产生瞬时电流的情况下以零功耗转换第一输入电压Vt1和输出电压Vout1。

使用DNA/Si-MOSFET作为驱动晶体管，漏极电极侧和源极侧以形成AGE(烯丙基缩水甘油醚)的狭缝的Si表面，此外，通过PCR(聚合酶链式反应)产生具有预定长度的DNA在漏电极侧和源电极侧交联到AGE。源电极和漏电极之间交联来自λ噬菌体的线性DNA，使得空穴电流可以表示为栅电压，可以控制并且在低温下发生与静电现象不同的沟道电流的阻塞现象并且发生阶梯现象。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种逆变电路，其特征在于：包括第一负载晶体管(1)、第一驱动晶体管(2)、第二负载晶体管(3)、第二驱动晶体管(4)和输出电感(5)，

所述第一负载晶体管(1)和第二负载晶体管(3)为N沟道MOS场效应管，第一驱动晶体管(2)和第二驱动晶体管(4)为P沟道MOS场效应管，

所述第一负载晶体管(1)和第一驱动晶体管(2)的栅极共同连接第一输入电压，第一负载晶体管(1)的漏极连接电源正极，第一负载晶体管(1)的源极连接第一驱动晶体管(2)的漏极和输出电感(5)的第一端，第一驱动晶体管(2)的源极连接地，

所述第二负载晶体管(3)和第二驱动晶体管(4)的栅极共同连接第二输入电压，第二负载晶体管(3)的漏极连接电源正极，第二负载晶体管(3)的源极连接第二驱动晶体管(4)的漏极和输出电感(5)的第二端，第二驱动晶体管(4)的源极连接地，

所述第一驱动晶体管(2)和第二驱动晶体管(4)的沟道区域设置有空间电荷捕捉单元(6)。

2.根据权利要求1所述的一种逆变电路，其特征在于：所述第一负载晶体管(1)、第一驱动晶体管(2)、第二负载晶体管(3)和第二驱动晶体管(4)均为SI-MOS管。

3.根据权利要求1或2所述的一种逆变电路，其特征在于：所述空间电荷捕捉单元(6)为DNA。