JP2814552B2 - Ｍｏｓｆｅｔドライブ回路 - Google Patents
Ｍｏｓｆｅｔドライブ回路Info
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- JP2814552B2 JP2814552B2 JP1119274A JP11927489A JP2814552B2 JP 2814552 B2 JP2814552 B2 JP 2814552B2 JP 1119274 A JP1119274 A JP 1119274A JP 11927489 A JP11927489 A JP 11927489A JP 2814552 B2 JP2814552 B2 JP 2814552B2
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- Japan
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- gate
- circuit
- power supply
- mos
- mosfet
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMOSFETやIGBTなどMOS形トランジスタを主回
路素子とするインバータなどのドライブ回路に関する。
路素子とするインバータなどのドライブ回路に関する。
MOS形トランジスタには製法上の違いからMOSFET（酸
化金属半導体電解効果トランジスタ）やIGBTと呼ばれる
ものがあるが、無接点のスイッチング機能はまったく同
じであり、ゲートドライブ回路も基本的に同じものが用
いられる。しかし、ピンにはそれぞれ固有の名称が用い
られているので、以下、MOSFETを主回路素子とするドラ
イブ回路を、３相インバータを例にして説明する。IGBT
の場合は、ソースをコレクタに、ドレインをエミッタに
置き替えればよく、同じ回路構成になる。
化金属半導体電解効果トランジスタ）やIGBTと呼ばれる
ものがあるが、無接点のスイッチング機能はまったく同
じであり、ゲートドライブ回路も基本的に同じものが用
いられる。しかし、ピンにはそれぞれ固有の名称が用い
られているので、以下、MOSFETを主回路素子とするドラ
イブ回路を、３相インバータを例にして説明する。IGBT
の場合は、ソースをコレクタに、ドレインをエミッタに
置き替えればよく、同じ回路構成になる。
第３図に３相インバータの主回路構成を示す。同図中
21は交流電源、22は整流器、23は平滑用コンデンサ、24
はMOSFET31〜36を主回路とするインバータ、25は負荷で
ある電動機を示している。このような第３図に示すMOSF
ET31〜36をドライブするゲートドライブ回路は従来から
種々考えられているが、その代表例を第４図、第５図に
示す。第４図はゲートドライブ電源が正、負２電源の場
合、第５図は単電源の場合である。
21は交流電源、22は整流器、23は平滑用コンデンサ、24
はMOSFET31〜36を主回路とするインバータ、25は負荷で
ある電動機を示している。このような第３図に示すMOSF
ET31〜36をドライブするゲートドライブ回路は従来から
種々考えられているが、その代表例を第４図、第５図に
示す。第４図はゲートドライブ電源が正、負２電源の場
合、第５図は単電源の場合である。
第４図の回路において、ドライブ信号がオンするとフ
ォトカプラ１の出力（コレクタ電位）は低電位になり、
トランジスタ２はオフし、トランジスタ３、４のベース
電圧は高電位となり、トランジスタ３がオンしトランジ
スタ４はオフとなるので、MOSFETのゲートには＋Ｅ
〔Ｖ〕電源からトランジスタ３、抵抗５を介してMOSFET
6の入力容量が＋Ｅ〔Ｖ〕まで充電され、MOSFET6がオン
する。反対にドライブ信号がオフするとトランジスタ４
がオンし、トランジスタ３がオフするので抵抗５、トタ
ンジスタ４を介してMOSFET6の入力容量が−Ｅ〔Ｖ〕ま
で逆充電されMOSFET6がオフする。
ォトカプラ１の出力（コレクタ電位）は低電位になり、
トランジスタ２はオフし、トランジスタ３、４のベース
電圧は高電位となり、トランジスタ３がオンしトランジ
スタ４はオフとなるので、MOSFETのゲートには＋Ｅ
〔Ｖ〕電源からトランジスタ３、抵抗５を介してMOSFET
6の入力容量が＋Ｅ〔Ｖ〕まで充電され、MOSFET6がオン
する。反対にドライブ信号がオフするとトランジスタ４
がオンし、トランジスタ３がオフするので抵抗５、トタ
ンジスタ４を介してMOSFET6の入力容量が−Ｅ〔Ｖ〕ま
で逆充電されMOSFET6がオフする。
一方、第５図の単電源の回路においては、ドライブ信
号がオンのときはMOSFET6は第４図の正、負２電源の場
合と同じ動作でオンとなるが、ドライブ信号がオフのと
きは、トランジスタ３がオフし、トランジスタ４がオン
となって、抵抗５、トランジスタ４を介してMOSFET6の
入力容量が０〔Ｖ〕まで放電され、MOSFET6がオフす
る。
号がオンのときはMOSFET6は第４図の正、負２電源の場
合と同じ動作でオンとなるが、ドライブ信号がオフのと
きは、トランジスタ３がオフし、トランジスタ４がオン
となって、抵抗５、トランジスタ４を介してMOSFET6の
入力容量が０〔Ｖ〕まで放電され、MOSFET6がオフす
る。
MOSFETを高速にオフしたり、ゲートドライブ回路に結
合してくるノイズに強くするには、MOSFETがオフしたと
きのゲート電位が負側に大きい方が、すなわちMOSFETの
オフレベルにたいして閾値が高い方が好ましいため、第
４図のようにゲートドライブ電源として正、負２電源を
使用してMOSFETのゲートを正、負にバイアスする方が第
５図の単電源より効果的である。
合してくるノイズに強くするには、MOSFETがオフしたと
きのゲート電位が負側に大きい方が、すなわちMOSFETの
オフレベルにたいして閾値が高い方が好ましいため、第
４図のようにゲートドライブ電源として正、負２電源を
使用してMOSFETのゲートを正、負にバイアスする方が第
５図の単電源より効果的である。
ゲートドライブ電源を正、負２電源にすると前述のよ
うな効果があるが、MOSFETドライブ回路に正、負２電源
を供給しなければならない。第３図に示す３相インバー
タでは、ゲートドライブ電源は最低正、負それぞれ４電
源（上側に独立電源３個、下側は共通電源１個）必要に
なり、部品点数が多くなり、装置の大型化、コストアッ
プとなる。
うな効果があるが、MOSFETドライブ回路に正、負２電源
を供給しなければならない。第３図に示す３相インバー
タでは、ゲートドライブ電源は最低正、負それぞれ４電
源（上側に独立電源３個、下側は共通電源１個）必要に
なり、部品点数が多くなり、装置の大型化、コストアッ
プとなる。
そこで本発明は、高速動作が可能でノイズに強いMOS
形トランジスタ用ドライブ回路を、単電源で実現するこ
とを目的とする。
形トランジスタ用ドライブ回路を、単電源で実現するこ
とを目的とする。
この目的を達成するため、本発明のMOS形トランジス
タ用ドライブ回路は、主回路電源とは絶縁されたゲート
ドライブ用電源を有するMOS形トランジスタを主回路と
するゲートドライブ回路において、出力回路がＰ−MOS
とＮ−MOSの相補型回路となっているCMOSを前記MOS形ト
ランジスタのゲートおよびソースのそれぞれに接続した
ことを特徴とする。
タ用ドライブ回路は、主回路電源とは絶縁されたゲート
ドライブ用電源を有するMOS形トランジスタを主回路と
するゲートドライブ回路において、出力回路がＰ−MOS
とＮ−MOSの相補型回路となっているCMOSを前記MOS形ト
ランジスタのゲートおよびソースのそれぞれに接続した
ことを特徴とする。
本発明においては、出力回路がＰ−MOSとＮ−MOSの相
補型回路であるＣ−MOSをMOS形トランジスタのゲート及
びソースもしくはコレクタのそれぞれに接続し、前記MO
S形トランジスタのゲート電位がソースもしくはコレク
タの電位に対して正、負両側にバイアスされるように
し、ゲートドライブ用電源が単電源であっても正負２電
源のときと同じくMOS形トランジスタのゲート電位がソ
ースもしくはコレクタの電位に対して正負両側にバイア
スされるようにしたものである。これにより、単電源で
も、MOS形トランジスタ用ドライブ回路の高速動作及び
耐ノイズ性の向上を図ることができる。
補型回路であるＣ−MOSをMOS形トランジスタのゲート及
びソースもしくはコレクタのそれぞれに接続し、前記MO
S形トランジスタのゲート電位がソースもしくはコレク
タの電位に対して正、負両側にバイアスされるように
し、ゲートドライブ用電源が単電源であっても正負２電
源のときと同じくMOS形トランジスタのゲート電位がソ
ースもしくはコレクタの電位に対して正負両側にバイア
スされるようにしたものである。これにより、単電源で
も、MOS形トランジスタ用ドライブ回路の高速動作及び
耐ノイズ性の向上を図ることができる。
以下、本発明の具体的実施例を第１図に示して説明す
る。また、第１図のNOTゲート８と10の出力回路を含め
たゲートドライブ回路を第２図に示す。
る。また、第１図のNOTゲート８と10の出力回路を含め
たゲートドライブ回路を第２図に示す。
第１図、第２図において、ドライブ信号がオンすると
フォトカプラ１の出力は低電位となり、NOTゲート８の
出力は高電位、NOTゲート10の出力は低電位（第１図で
はＰ−MOS16とＮ−MOS19がオン、他はオフ）となり、MO
SFET6の入力容量が抵抗15を介して充電され、MOSFET6は
オンとなる。このとき、MOSFET6のゲート電位はソース
に対して＋Ｅ［Ｖ］となる。
フォトカプラ１の出力は低電位となり、NOTゲート８の
出力は高電位、NOTゲート10の出力は低電位（第１図で
はＰ−MOS16とＮ−MOS19がオン、他はオフ）となり、MO
SFET6の入力容量が抵抗15を介して充電され、MOSFET6は
オンとなる。このとき、MOSFET6のゲート電位はソース
に対して＋Ｅ［Ｖ］となる。
ドライブ信号がオフになると、フォトカプラ１の出力
は高電位となり、NOTゲート８の出力は低電位、NOTゲー
ト10の出力は高電位（第１図ではＮ−MOS17とＰ−MOS18
がオン、他はオフ）となり、MOSFET6の入力容量が逆充
電されMOSFET6はオフとなる。このときMOSFET6のゲート
電位はソースに対して負の−Ｅ［Ｖ］となる。ダイオー
ド11〜14はCMOS7の出力保護ダイオードである。
は高電位となり、NOTゲート８の出力は低電位、NOTゲー
ト10の出力は高電位（第１図ではＮ−MOS17とＰ−MOS18
がオン、他はオフ）となり、MOSFET6の入力容量が逆充
電されMOSFET6はオフとなる。このときMOSFET6のゲート
電位はソースに対して負の−Ｅ［Ｖ］となる。ダイオー
ド11〜14はCMOS7の出力保護ダイオードである。
このように、本回路によれば、ゲートドライブ用電源
が単電源でも、ゲート電位は正、負にバイアスされる。
が単電源でも、ゲート電位は正、負にバイアスされる。
上述したように、本発明では、出力回路がＰ−MOSと
Ｎ−MOSの相補型回路となっているCMOSを前記MOS形トラ
ンジスタのゲート及びソースのそれぞれに接続してMOS
形トランジスタのドライブ回路を構成している。これに
より、ゲートドライブ用電源が単電源でも、従来の正、
負２電源をもつゲートドライブ回路と同じように、MOS
形トランジスタのゲートを正、負にバイアスできるの
で、高速ドライブができると同時にノイズに強いゲート
ドライブ回路となる。
Ｎ−MOSの相補型回路となっているCMOSを前記MOS形トラ
ンジスタのゲート及びソースのそれぞれに接続してMOS
形トランジスタのドライブ回路を構成している。これに
より、ゲートドライブ用電源が単電源でも、従来の正、
負２電源をもつゲートドライブ回路と同じように、MOS
形トランジスタのゲートを正、負にバイアスできるの
で、高速ドライブができると同時にノイズに強いゲート
ドライブ回路となる。
さらに、単電源でよいので、従来より部品点数が少な
くなり、装置の小型、低価格化に大きく貢献できる。MO
SFETだけでなく、IGBTでも同様の効果を生じることは言
うまでもない。
くなり、装置の小型、低価格化に大きく貢献できる。MO
SFETだけでなく、IGBTでも同様の効果を生じることは言
うまでもない。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は本発明
に係るNOTゲートを用いたドライブ回路の例を示す回路
図、第３図は３相インバータの主回路例を示す回路図、
第４図及び第５図はそれぞれゲートドライブ回路の従来
例を示す回路図である。 1:フォトカプラ、6:MOSFET 7:CMOS−IC、８、９、10:NOTゲート 11〜14:ダイオード、15:抵抗 16、18:P−MOS、17、19:N−MOS
に係るNOTゲートを用いたドライブ回路の例を示す回路
図、第３図は３相インバータの主回路例を示す回路図、
第４図及び第５図はそれぞれゲートドライブ回路の従来
例を示す回路図である。 1:フォトカプラ、6:MOSFET 7:CMOS−IC、８、９、10:NOTゲート 11〜14:ダイオード、15:抵抗 16、18:P−MOS、17、19:N−MOS
Claims (1)
- 【請求項１】主回路電源とは絶縁されたゲートドライブ
用電源を有するMOS形トランジスタを主回路とするゲー
トドライブ回路において、出力回路がＰ−MOSとＮ−MOS
の相補型回路となっているCMOSを前記MOS形トランジス
タのゲート及びソースのそれぞれに接続したことを特徴
とするMOS形トランジスタ用ドライブ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1119274A JP2814552B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Ｍｏｓｆｅｔドライブ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1119274A JP2814552B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Ｍｏｓｆｅｔドライブ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02299316A JPH02299316A (ja) | 1990-12-11 |
| JP2814552B2 true JP2814552B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=14757314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1119274A Expired - Lifetime JP2814552B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Ｍｏｓｆｅｔドライブ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814552B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1119274A patent/JP2814552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02299316A (ja) | 1990-12-11 |
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