DE10033440A1

DE10033440A1 - Energizing circuit for power MOSFET not generating any rest current for multipurpose application, comprises changeover circuit for transistor control input

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Publication number: DE10033440A1
Application number: DE2000133440
Authority: DE
Inventors: Chihao Xu
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: DE10033440C2

Abstract

The circuit has a control input (IN), receiving an ON or OFF signal respectively for the power MOSFET (S1), and TW2 outputs (CTL, OUT) for coupling to the gate of source respectively of the power MOSFET. The outputs are coupled by a transistor (M1), blocking without voltage application. The circuit contains also a diode (D1), a voltage source (CP), and a changeover for the transistor control input. The changeover comprises a second voltage source (6) switchable between low potential (VBAT-VLOG) and switching potential (VBAT), and a second FET (2) between the second voltage source and transistor control input for its switching between conductive and blocking states after reception of ON or OFF signal respectively.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen Leistungs-MOSFET. Herkömmliche Ansteuerschaltungen für Leistungs-MOSFETS verbrauchen immer einen gewissen Ruhestrom, der auch bei ausgeschaltetem MOSFET durch eine mit dem MOSFET geregelte Last fließt. Die Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung des Problems ein Beispiel einer herkömmlichen Ansteuerschaltung. Der anzusteuernde Leistungs- MOSFET S1 und eine durch ihn geregelte Last 1 sind zwischen zwei Anschlußklemmen einer Batterie 2 in Reihe geschaltet. Eine Ladungspumpe CP liefert eine zum Einschalten des Leistungs-MOSFET S1 ausreichende Spannung an dessen Gate. Ein zwischen Gate und Source des Leistungs-MOSFETs S1 geschalteter spannungslos sperrender Transistor, etwa ein Verarmungstransistor D1 ist über einen Steuereingang IN ein- und ausschaltbar. Durch Einschalten des Verarmungstransistors D1 werden Gate und Source des Leistungs-MOSFETsS1 kurzgeschlossen, und der Leistungs-MOSFET sperrt. Während er sperrt, fließt jedoch ein Strom vom Steuersignal-Eingang IN über einen Begrenzungswiderstand R1 durch die Last 1 gegen Masse. Dieser Ruhestrom kann durch geeignete Dimensionierung des Begrenzungswiderstandes R1 minimiert, aber niemals zu 0 gemacht werden.The present invention relates to a drive circuit for a power MOSFET. Conventional control circuits for power MOSFETs always consume a certain quiescent current, which flows through a load regulated by the MOSFET even when the MOSFET is switched off. Fig. 1 shows by way of illustration of the problem, an example of a conventional drive circuit. The power MOSFET S1 to be controlled and a load 1 regulated by it are connected in series between two connecting terminals of a battery 2 . A charge pump CP supplies a sufficient voltage at the gate of the power MOSFET S1 to switch it on. A voltage-free blocking transistor connected between the gate and source of the power MOSFET S1, for example a depletion transistor D1, can be switched on and off via a control input IN. When the depletion transistor D1 is switched on, the gate and source of the power MOSFET S1 are short-circuited and the power MOSFET blocks. However, while it is blocking, a current flows from the control signal input IN via a limiting resistor R1 through the load 1 to ground. This quiescent current can be minimized by suitable dimensioning of the limiting resistor R1, but can never be made zero.

Die Ruheströme sind in der Regel unerwünscht, da sie die Batterie entladen. Sie sind aber auch störend, weil sie Messungen an durch den Leistungs-MOSFET versorgten Lasten beeinflussen. Hier ist z. B. die Messung des Stroms zwischen einer Glühkerze und dem Motorblock eines Dieselmotors zu erwähnen. Hier ist das Nutzsignal so klein, daß wenige Mikroampere Ruhestrom die Messung empfindlich beeinträchtigen.The quiescent currents are usually undesirable because they are the Discharged battery. But they are also annoying because of them Measurements on loads powered by the power MOSFET influence. Here is z. B. the measurement of the current between a glow plug and the engine block of a diesel engine mention. Here the useful signal is so small that few Microampere quiescent current the measurement sensitive affect.

Auch aus Gründen der Qualitätssicherung ist eine Ansteuerung mit verschiedenem Ruhestrom wünschenswert. Bei der Herstellung von Leistungs-MOSFETS werden in der Regel auf aktiven Zellen der Halbleiterchips der MOSFETS Drähte gebondet, die das Chip mit den Pins eines Gehäuses oder mit externen Leiterbahnen verbinden. Das Bonden auf aktiven Zellen birgt die Gefahr der Beschädigung der MOSFET-Struktur durch das sogenannte Cratering. Die Größe eines Leckstroms zwischen Drain und Source des MOSFETs ist ein Indiz für die Stärke des Cratering. Es ist daher wünschenswert, diesen Leckstrom auf einfache Weise messen zu können, um bereits bei der Herstellung der MOSFETS oder spätestens bei deren Einbau in elektronische Geräte, an deren Ausfallsicherheit hohe Anforderungen gestellt werden, diejenigen MOSFETS auszusortieren, die einen zu großen Leckstrom und damit eine geringe Lebenserwartung aufweisen. Um diesen kleinen Leckstrom messen zu können, ist eine ruhestromlose Ansteuerung der MOSFETS, insbesondere kein Ruhestrom zwischen Drain und Source der MOSFETS, erforderlich.A control is also for reasons of quality assurance with different quiescent current is desirable. In the Manufacture of power MOSFETs are usually based on active cells of the semiconductor chips of the MOSFETS wires bonded to the chip with the pins of a package or with connect external conductor tracks. Bonding to active Cells carry the risk of damaging the MOSFET structure through the so-called cratering. The size of a leakage current between the drain and source of the MOSFET is an indication of the Strength of cratering. It is therefore desirable to do this Leakage current in a simple way to be able to the manufacture of the MOSFETs or at the latest when they are installed in electronic devices whose reliability is high Requirements are made for those MOSFETS to sort out the leakage current that is too large and therefore one have low life expectancy. To this little one To be able to measure leakage current is quiescent current Control of the MOSFETs, in particular no quiescent current between Drain and source of the MOSFETS, required.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Ansteuerschaltung für einen Leistungs-MOSFET anzugeben, die keinen Ruhestrom produziert und dabei einfach aufgebaut und vielseitig einsetzbar ist.The object of the invention is a control circuit for a Specify power MOSFET that produces no quiescent current and is simply constructed and versatile.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Ansteuerschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The task is solved by a control circuit with the Features of claim 1.

Indem die umschaltbare Spannungsquelle mit dem Empfang eines Ausschaltsignals auf das Schaltpotential übergeht, kann das Schaltpotential über den ersten Feldeffekttransistor den Steuereingang des spannungslos sperrenden Transistors erreichen und diesen aufschalten; indem nach dem Empfang des Ausschaltsignals der erste Feldeffekttransistor in einen Sperrzustand übergeht, kann, solange der Ausschaltzustand der Ansteuerschaltung andauert, kein stationärer Ruhestrom über die Diode D1 in den mit der Source des Leistungs-MOSFETs und der Last zu verbindenden Ausgang der Ansteuerschaltung fließen.By switching the switchable voltage source with the receipt of a Switch-off signal passes to the switching potential, that can Switching potential over the first field effect transistor Control input of the voltage-free blocking transistor reach and unlock it; by after receiving the Switch-off signal of the first field effect transistor in one Locked state passes, as long as the off state of the Control circuit continues, no stationary quiescent current over the diode D1 in with the source of the power MOSFET and the load to be connected to the output of the control circuit flow.

Vorzugsweise besitzt die Ansteuerschaltung einen stromgesteuerten Eingang, d. h., daß im eingeschalteten Zustand des Leistungs-MOSFETs ein Versorgungsstrom der Ansteuerschaltung über den Eingang fließt, und daß eine Unterbrechung des Stromflusses durch den Steuereingang den Leistungs-MOSFET ausschaltet. Eine solche Ansteuerschaltung ist nicht nur ausgangsseitig ruhestromfrei, auch ein Ruhestrom über den Eingang im ausgeschalteten Zustand der Ansteuerschaltung ist ausgeschlossen.The control circuit preferably has one current controlled input, d. that is, when switched on State of the power MOSFET supply current Drive circuit flows through the input, and that a Interruption of the current flow through the control input Power MOSFET turns off. Such a control circuit is not only free of quiescent current on the output side, also a Quiescent current via the input when the Control circuit is excluded.

Zum Schutz des Leistungs-MOSFETs vor ungeeigneten Betriebsbedingungen weist die Ansteuerschaltung ferner vorzugsweise eine Steuerschaltung auf, die zur Überwachung der Betriebsbedingungen des Leistungs-MOSFETs vorgesehen ist und ein Betriebsbereitschaftssignal in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen erzeugt. In einem solchen Fall kann der erste Feldeffekttransistor über das Betriebsbereitschaftssignal gesteuert werden, und zwar insbesondere so, daß er seinen durchlässigen Zustand bei einem Ein-Pegel des Betriebsbereitschaftssignals und den Sperrzustand bei einem Aus-Pegel des Betriebsbereitschaftssignals annimmt. To protect the power MOSFET from unsuitable ones The control circuit also has operating conditions preferably a control circuit for monitoring the operating conditions of the power MOSFET is provided and a ready signal depending on the Operating conditions generated. In such a case, the first field effect transistor over that Operational signal can be controlled, namely especially so that it is in its permeable condition an on level of the ready signal and Locked state at an off level of the Ready signal assumes.

Bei einer solchen Ausgestaltung ist es ferner zweckmäßig, wenn ein zweiter Feldeffekttransistor zwischen dem Schaltpotential und dem Steuereingang des spannungslos sperrenden Transistors angeordnet ist, und daß der zweite Feldeffekttransistor einen durchlässigen Zustand bei dem Aus- Pegel des Betriebsbereitschaftssignals und den Sperrzustand bei dem Ein-Pegel des Betriebsbereitschaftssignals annimmt. Der zweite Feldeffekttransistor dient auf diese Weise dazu, bei einem Übergang des Betriebsbereitschaftssignals auf den Aus-Pegel das Gate des spannungslos sperrenden Transistors sehr schnell auf das Schaltpotential zu bringen und diesen dadurch zu veranlassen, den Leistungs-MOSFET auszuschalten.With such a configuration, it is also expedient to if a second field effect transistor between the Switching potential and the control input of the de-energized blocking transistor is arranged, and that the second Field effect transistor a permeable state when the Ready signal level and lock state assumes at the on level of the ready signal. In this way, the second field effect transistor serves to when the ready signal changes to Off level the gate of the voltage-free blocking transistor to bring the switching potential very quickly and this thereby causing the power MOSFET to turn off.

Das jeweils entgegengesetzte Schaltverhalten der zwei Feldeffekttransistoren läßt sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß das Betriebsbereitschaftssignal von der Steuerschaltung an dem Steuereingang des einen der zwei Feldeffekttransistoren direkt und an dem Steuereingang des anderen Feldeffekttransistors über einen Inverter anliegt.The opposite switching behavior of the two Field effect transistors can be easily achieve that the ready signal from the Control circuit at the control input of one of the two Field effect transistors directly and at the control input of the other field effect transistor is present via an inverter.

Besonders bevorzugt ist, daß der Pegel des Betriebsbereitschaftssignals bei normalen Betriebsbedingungen hoch ist und an dem ersten Feldeffekttransistor über den Inverter anliegt. Wenn nämlich die Ansteuerschaltung durch Strom geschaltet wird, so bleibt auch beim Ausschalten der Ansteuerschaltung das Betriebsbereitschaftssignal auf dem hohen Pegel, da die Steuerschaltung durch das Ausschalten von der Masse getrennt worden ist und deshalb alle ihre Ausgänge gegen das Versorgungspotential tendieren; gleichzeitig wird auch der Inverter von der Masse getrennt, so daß auch sein Ausgang trotz des Anliegens eines hohen Pegels an seinem Eingang gegen die Versorgungsspannung tendiert. It is particularly preferred that the level of the Ready signal under normal operating conditions is high and at the first field effect transistor over the Inverter is present. If the drive circuit through Current is switched, so remains even when the Control circuit the ready signal on the high level because the control circuit by turning off the mass has been separated and therefore all of its outputs tend against the supply potential; at the same time also the inverter is separated from the crowd, so that too Exit despite having a high level on his Input tends towards the supply voltage.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.Other features and advantages of the present invention result from the following description of Embodiments with reference to the accompanying figures.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1, bereits beschrieben, eine Ansteuerschaltung für einen Leistungs-MOSFET nach dem Stand der Technik; Figure 1, already described, a drive circuit for a power MOSFET according to the prior art.

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung; und Fig. 2 shows a first embodiment of a drive circuit according to the invention; and

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung. Fig. 3 shows a second embodiment of a control circuit according to the invention.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Ansteuerschaltung für einen Leistungs-MOSFET S1 besitzt einen Steuereingang IN zum Empfangen eines Ein- bzw. Ausschaltsignals für den Leistungs- MOSFET S1 und zwei Ausgänge CTL, OUT zum Verbinden mit Gate bzw. Source des Leistungs-MOSFET S1. Das Einschaltsignal der Ansteuerschaltung besteht jeweils darin, daß der Eingang IN gegen Masse gezogen wird, das Ausschaltsignal ist die Beendigung der Masseverbindung.The control circuit shown schematically in FIG. 2 for a power MOSFET S1 has a control input IN for receiving an on or off signal for the power MOSFET S1 and two outputs CTL, OUT for connecting to the gate or source of the power MOSFET S1 , The switch-on signal of the control circuit consists in that the input IN is pulled towards ground, the switch-off signal is the termination of the ground connection.

Ein spannungslos sperrender Transistor, hier ein Verarmungstransistor M1, ist zwischen die zwei Ausgänge CTL und OUT geschaltet. Das Gate des Verarmungstransistors M1 ist über eine Diode D1 mit dem Ausgang OUT verbunden. Eine Ladungspumpe CP bildet eine erste Spannungsquelle, die eine Betriebsspannung von der Batterie 2 empfängt und eine zum Einschalten des Leistungs-MOSFETs S1 ausreichende Spannung an den Ausgang CTL liefert. Der Versorgungsstrom der Ladungspumpe CP fließt im Einschaltzustand der Ansteuerschaltung über den Eingang IN gegen Masse ab. Eine zweite Spannungsquelle 4, hier ein zwischen die Versorgungsspannung V_BAT und den Eingang IN geschalteter Spannungsteiler, liefert eine niedrige Spannung an einen PMOS-Feldeffekttransistor P2. Das Gate des PMOS-Transistors P2 ist über einen Inverter 5 mit dem Eingang IN verbunden.A de-energizing transistor, here a depletion transistor M1, is connected between the two outputs CTL and OUT. The gate of the depletion transistor M1 is connected to the output OUT via a diode D1. A charge pump CP forms a first voltage source, which receives an operating voltage from the battery 2 and supplies a voltage sufficient to switch on the power MOSFET S1 to the output CTL. The supply current of the charge pump CP flows to ground via the input IN when the control circuit is switched on. A second voltage source 4 , here a voltage divider connected between the supply voltage V _BAT and the input IN, supplies a low voltage to a PMOS field effect transistor P2. The gate of the PMOS transistor P2 is connected to the input IN via an inverter 5 .

Im Einschaltzustand der Ansteuerschaltung wird der Eingang IN gegen Masse gezogen. Es fließt daher ein Strom durch den Spannungsteiler der zweiten Spannungsquelle 4, und diese liefert eine niedrige Spannung V_BAT-V_LOG an den PMOS- Transistor P2. Der Inverter 5 empfängt eingangsseitig Masssepotential und liefert ausgangsseitig einen hohen Pegel, der den PMOS-Transistor P2 aufschaltet. Dieser gibt daher das niedrige Potential V_BAT-V_LOG an das Gate des Verarmungstransistors M1 weiter. Das Verhältnis der Widerstände der zweiten Spannungsquelle 4 ist so festgelegt, daß V_BAT-V_LOG kleiner ist als die Durchlaßspannung der Diode D1 und knapp nicht ausreicht, um den Verarmungstransistors M1 durchlässig zu schalten. Infolgedessen liegt die Ausgangsspannung der Ladungspumpe CP unverringert am Ausgang CTL an, und der daran angeschlossene Leistungs-MOSFET S1 ist eingeschaltet.When the control circuit is switched on, the input IN is pulled towards ground. A current therefore flows through the voltage divider of the second voltage source 4 , and this supplies a low voltage V _BAT -V _LOG to the PMOS transistor P2. The inverter 5 receives ground potential on the input side and supplies a high level on the output side, which connects the PMOS transistor P2. This therefore passes on the low potential V _BAT -V _LOG to the gate of the depletion transistor M1. The ratio of the resistances of the second voltage source 4 is determined so that V _BAT -V _{LOG is} less than the forward voltage of the diode D1 and just under sufficient to make the depletion transistor M1 turn on. As a result, the output voltage of the charge pump CP is undiminished at the output CTL, and the power MOSFET S1 connected to it is switched on.

Das niedrige Potential V_BAT-V_LOG könnte auch das Massepotential sein, allerdings ist ein nicht verschwindender Wert des Potentials bevorzugt, da er kürzere Reaktionszeiten der Ansteuerschaltung ermöglicht.The low potential V _BAT -V _LOG could also be the ground potential, but a non-vanishing value of the potential is preferred because it enables shorter response times for the control circuit.

Wenn zum Ausschalten der Stromfluß aus dem Eingang IN unterbrochen wird, steigt die von der zweiten Spannungsquelle an den PMOS-Transistor P2 gelieferte Spannung praktisch verzögerungslos auf die Versorgungsspannung V_BAT. Der PMOS- Transistor P2 ist zu diesem Zeitpunkt noch offen, so daß auch das Potential am Gate des Verarmungstransistors M1 steigt. Während dieser öffnet und so den Leistungs-MOSFET S1 durch Kurzschließen seines Gates und der Source ausschaltet, geht mit einer geringen Verzögerung der Ausgang des Inverters 5 auf 0 und schaltet so den PMOS-Transistor P2 aus. Das Gate des Verarmungstransistors M1 ist somit nur noch über die Diode D1 mit dem Ausgang OUT leitfähig verbunden; es nimmt daher ein Potential an, das um die Durchlaßspannung der Diode D1 über dem Potential des Ausgangs OUT liegt. Ein kontinuierlicher Stromfluß über die Diode D1 in den Ausgang OUT und in die Last 1 ist ausgeschlossen.If the current flow from the input IN is interrupted for switching off, the voltage supplied by the second voltage source to the PMOS transistor P2 increases practically without delay to the supply voltage V _BAT . The PMOS transistor P2 is still open at this time, so that the potential at the gate of the depletion transistor M1 also increases. While the latter opens and thus switches off the power MOSFET S1 by short-circuiting its gate and the source, the output of the inverter 5 goes to 0 with a slight delay and thus switches off the PMOS transistor P2. The gate of the depletion transistor M1 is thus only conductively connected to the output OUT via the diode D1; it therefore assumes a potential which is higher than the potential of the output OUT by the forward voltage of the diode D1. A continuous current flow through the diode D1 into the output OUT and into the load 1 is excluded.

Mit der Unterbrechung der Masseverbindung am Eingang IN wird auch die Stromversorgung der Ladungspumpe CP unterbrochen. Die Spannung am Ausgang CTL kann deshalb, auch wenn bei Fortdauer des Ausschaltzustandes der Verarmungstransistor M1 wieder schließt, nicht mehr über die Versorgungsspannung V_BAT ansteigen. Diese Spannung ist nicht ausreichend, um den Leistungs-MOSFET S1 einzuschalten. So kann im stationären Ausschaltzustand der Ansteuerschaltung weder ein Ruhestrom über den Ausgang OUT und die Last 1 noch über den Eingang IN gegen Masse fließen.When the ground connection at the IN input is interrupted, the power supply to the charge pump CP is also interrupted. The voltage at the output CTL can therefore no longer rise above the supply voltage V _BAT , even if the depletion transistor M1 closes again when the switch-off state continues. This voltage is not sufficient to turn on the power MOSFET S1. Thus, in the stationary switch-off state of the control circuit, neither a quiescent current can flow to ground via the output OUT and the load 1 nor via the input IN.

Fig. 3 zeigt eine weiterentwickelte Ausgestaltung der Ansteuerschaltung. Komponenten dieser Ausgestaltung, die den bereits mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen entsprechen, tragen gleiche Bezugszeichen und werden hier nicht erneut beschrieben. Die Ausgestaltung der Fig. 3 unterscheidet sich von der der Fig. 2 wesentlich durch die Hinzufügung eines zweiten PMOS-Transistors P1 und die Ausgestaltung der zweiten Spannungsquelle als eine Steuerschaltung 6. Die Steuerschaltung umfaßt einen Ausgang für ein Betriebsbereitschaftssignal ENABLE, welches die Betriebsbereitschaft der Ladungspumpe PC und die zwei PMOS- Transistoren P1, P2 steuert und einen (in der Figur nicht dargestellten) Sensor zur Erfassung der Betriebstemperatur des Leistungs-MOSFETs S1 und/oder Mittel zum Messen des durch den Leistungs-MOSFET fließenden Stroms. Diese Mittel können in einfachster Ausgestaltung aus einer (der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichneten) Meßleitung bestehen, die die Spannung am Ausgang OUT der Steuerschaltung 6 zuführt. In Kenntnis des Typs des Leistungs-MOSFETs S1 kann die Steuerschaltung 6 aus der Versorgungsspannung V_BAT und der am Ausgang gemessenen Spannung auf den Stromfluß durch den Leistungs-MOSFET S1 schließen und mit Hilfe des ENABLE- Signals diesen ausschalten, wenn der Stromfluß einen kritischen Grenzwert überschreitet. Fig. 3 shows a further developed embodiment of the drive circuit. Components of this embodiment, which correspond to those already described with reference to FIG. 2, have the same reference symbols and are not described again here. The configuration of FIG. 3 differs significantly from that of FIG. 2 in that a second PMOS transistor P1 is added and the configuration of the second voltage source as a control circuit 6 . The control circuit comprises an output for an operational signal ENABLE, which controls the operational readiness of the charge pump PC and the two PMOS transistors P1, P2 and a sensor (not shown in the figure) for detecting the operating temperature of the power MOSFET S1 and / or means for Measure the current flowing through the power MOSFET. In the simplest embodiment, these means can consist of a measuring line (not shown for the sake of clarity) which supplies the voltage at the output OUT to the control circuit 6 . Knowing the type of the power MOSFET S1, the control circuit 6 can use the supply voltage V _BAT and the voltage measured at the output to infer the current flow through the power MOSFET S1 and switch it off using the ENABLE signal when the current flow has a critical limit value exceeds.

Bei dieser Steuerschaltung ist zwischen drei Betriebszuständen zu unterscheiden:
There are three operating states in this control circuit:

a) the IN input is pulled to ground, and the Operating conditions of the power MOSFET S1 are normal,
b) the IN input is pulled to ground, and the Operating conditions of the power MOSFET S1 are not normal, and
c) the input IN is de-energized.

Im Falle a liefert die Steuerschaltung 6 einen hohen Pegel des Betriebsbereitschaftssignals ENABLE an einen Steuereingang der Ladungspumpe CP, an das Gate des zweiten PMOS-Transistors P1 und an den Inverter 5. Das Gate des zweiten PMOS-Transistors liegt folglich auf niedrigem Pegel. In case a, the control circuit 6 supplies a high level of the ready signal ENABLE to a control input of the charge pump CP, to the gate of the second PMOS transistor P1 and to the inverter 5 . The gate of the second PMOS transistor is consequently at a low level.

An einem Schaltausgang 7 liefert die Steuerschaltung 6 die niedrige Spannung V_BAT-V_LOG an die Source des PMOS-Transistors P2. In diesem Betriebszustand ist die Ladungspumpe CP aufgrund des empfangenen Pegels des Enable-Signals aktiv und liefert die zum Einschalten des Leistungs-MOSFETs S1 ausreichende Spannung an den Ausgang CTL. Der PMOS-Transistor P1 ist ausgeschaltet, so daß die Spannungsverhältnisse an der Diode D1 und dem Verarmungstransistors M1 die gleichen sind wie im eingeschalteten Zustand der Anstellschaltung aus Fig. 2.At a switching output 7 , the control circuit 6 supplies the low voltage V _BAT -V _LOG to the source of the PMOS transistor P2. In this operating state, the charge pump CP is active on the basis of the received level of the enable signal and supplies the voltage sufficient to turn on the power MOSFET S1 to the output CTL. The PMOS transistor P1 is switched off, so that the voltage ratios at the diode D1 and the depletion transistor M1 are the same as when the turn-on circuit from FIG. 2 is switched on.

Wenn die Steuerschaltung 6 nicht normale Betriebsbedingungen des Leistungs-MOSFETs S1 erfaßt (Fall b), wechselt das ENABLE-Signal auf niedrigen Pegel. Dadurch wird die Ladungspumpe CP ausgeschaltet, der zweite PMOS-Transistor P1 wird eingeschaltet und der erste PMOS-Transistor P2 wird ausgeschaltet. Die Gate-Spannung des Verarmungstransistors M1 wird so in kurzer Zeit auf die Versorgungsspannung V_BAT angehoben, der Verarmungstransistor M1 öffnet und schaltet den Leistungs-MOSFET S1 aus. In diesem Betriebszustand ist ein Ruhestromfluß durch die Diode D1 möglich, dies ist allerdings nicht weiter störend, da es sich hier um einen Ausnahmezustand handelt.If the control circuit 6 detects abnormal operating conditions of the power MOSFET S1 (case b), the ENABLE signal changes to a low level. As a result, the charge pump CP is switched off, the second PMOS transistor P1 is switched on and the first PMOS transistor P2 is switched off. The gate voltage of the depletion transistor M1 is thus raised to the supply voltage V _BAT in a short time, the depletion transistor M1 opens and switches off the power MOSFET S1. In this operating state, a quiescent current flow through the diode D1 is possible, but this is not a further problem since this is an exceptional state.

Der Übergang der Ansteuerschaltung in den Ausschaltzustand c bei Unterbrechung des Stromflußes durch den Eingang IN erfolgt im wesentlichen in der gleichen Weise wie oben mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Die Unterbrechung des Stromflusses führt zunächst dazu, daß die Spannung am Schaltausgang 7 auf V_BAT wechselt. Da der Inverter 5 erst mit einer geringen Schaltverzögerung auf die Unterbrechung seines Versorgungsstrom reagiert, bleibt sein niedriger Ausgangspegel am Gate des ersten PMOS-Transistors P2 noch für kurze Zeit bestehen. Folglich erreicht die vom Schaltausgang 7 ausgegebene Spannung V_BAT über den ersten PMOS-Transistor P2 das Gate des Verarmungstransistors M1, schaltet diesen ein und dadurch den Leistungs-MOSFET aus.The transition of the control circuit to the switch-off state c when the current flow through the input IN is interrupted takes place essentially in the same manner as described above with reference to FIG. 2. The interruption of the current flow initially leads to the voltage at switching output 7 changing to V _BAT . Since the inverter 5 only reacts to the interruption of its supply current with a slight switching delay, its low output level at the gate of the first PMOS transistor P2 remains for a short time. Consequently, the voltage V _BAT output by the switching output 7 reaches the gate of the depletion transistor M1 via the first PMOS transistor P2, switches it on and thereby switches the power MOSFET off.

Claims

1. Control circuit for a power MOSFET (S1), with a control input (IN) for receiving an on or off signal for the power MOSFET (S1) and two outputs (CTL, OUT) for connecting to the gate or source of the Power MOSFET (S1), a de-energizing transistor (M1) that connects the two outputs (CTL, OUT), a diode (D1) arranged between the control input of the de-energizing transistor (M1) and one of the outputs (OUT), a first voltage source (CP) for supplying a voltage sufficient to switch on the power MOSFET (S1) to the output (CTL) to be connected to the gate of the power MOSFET (S1) and with means for switching over the control input of the voltage-free blocking transistor ( M1) between a low blocking potential (V _BAT -V _LOG ) and a switching potential (V _BAT ), in which it short-circuits the two outputs (CTL, OUT), characterized in that the means for switching the control input a two regard the low potential (V _BAT -V _LOG) and the switching potential (V _BAT) switchable second voltage source (4, 6) and a disposed between the second voltage source (4, 6) and a control input of the de-energized blocking transistor (M1) first FET (P2), which changes to a transparent state after receipt of a switch-on signal and to a blocking state after receipt of a switch-off signal.

2. Control circuit according to claim 1, characterized characterized in that when the Power MOSFETs (M1) have a supply current Control circuit flows via the input (IN), and a Interruption of the current flow through the Control input (IN) the power MOSFET (M1) off.

3. Drive circuit according to claim 1 or 2, characterized by a control circuit ( 1 ) for monitoring the operating conditions of the power MOSFET (S1), and for generating an operational signal (ENABLE) depending on the operating conditions, the first FET (P2) being permeable state at an on level of the ready signal and the blocking state at an off level of the ready signal.

4. Drive circuit according to claim 3, characterized in that a second FET (P1) between the switching potential (V _BAT ) and the control input of the voltage-blocking transistor (M1) is arranged, and that the second FET (P1) has a permeable state in the Off level of the ready signal (ENABLE) and assumes the blocking state at the on level of the ready signal.

5. Control circuit according to claim 4, characterized in that the ready signal (ENABLE) is applied directly to the control input of one of the two FETs (P1) and to the control input of the other FETs (P2) via an inverter ( 5 ).

6. Control circuit according to claim 5, characterized in that the level of the ready signal is high under normal operating conditions and is applied to the first FET (P2) via the inverter ( 5 ).

7. Control circuit according to one of claims 3 to 6, characterized in that the first voltage source ( 2 ) can be switched on and off by the ready signal (ENABLE).

8. Control circuit according to one of the preceding Claims, characterized in that the FETs (P1, P2) are resistant to high voltages.