JP3508965B2 - Switch element drive circuit - Google Patents

Switch element drive circuit

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JP3508965B2
JP3508965B2 JP04422796A JP4422796A JP3508965B2 JP 3508965 B2 JP3508965 B2 JP 3508965B2 JP 04422796 A JP04422796 A JP 04422796A JP 4422796 A JP4422796 A JP 4422796A JP 3508965 B2 JP3508965 B2 JP 3508965B2
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浩一 伊藤
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株式会社ユタカ電機製作所
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源回
路、インバータ回路などにおいて使用されるスイッチ素
子の駆動回路の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a drive circuit for a switch element used in a switching power supply circuit, an inverter circuit or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のスイッチ素子の駆動回路には、図
4に示すように、2個のNPNトランジスタ10のエミ
ッタとNPNトランジスタ11のコレクタとを直列に接
続し、これらエミッタとコレクタの接続点から信号を出
力するトーテンポール回路12と、図5に示すように、
NPNトランジスタ13とPNPトランジスタ14を組
み合わせ、共通エミッタから信号を出力するコンプリメ
ンタリ回路15があり、それぞれ次のような特徴を有す
る。
2. Description of the Related Art In a conventional switching element drive circuit, as shown in FIG. 4, the emitters of two NPN transistors 10 and the collectors of NPN transistors 11 are connected in series, and the connection points of these emitters and collectors are connected. As shown in FIG. 5, the totem pole circuit 12 that outputs a signal from
There is a complementary circuit 15 that outputs a signal from a common emitter by combining an NPN transistor 13 and a PNP transistor 14, and each has the following characteristics.

【0003】図4に示す前記トーテンポール回路12
は、ベースを共通にせず、どちらかに信号を反転させる
インバータ回路16を接続して、2個のNPNトランジ
スタ10、11を交互にオン・オフさせるが、インバー
タ回路16が必要なことから、制御ICの内部回路とし
て使用される例が多く、スイッチ素子の近くで駆動回路
として用いる例は少ない。
The totem pole circuit 12 shown in FIG.
Does not use a common base, but connects an inverter circuit 16 that inverts a signal to either one to alternately turn on / off the two NPN transistors 10 and 11. However, since the inverter circuit 16 is necessary, Many are used as internal circuits of ICs, and few are used as drive circuits near switch elements.

【0004】図5に示す前記コンプリメンタリ回路15
は、PNPトランジスタ14とNPNトランジスタ13
の組み合わせなので、ベース回路を共通にして同一の制
御信号で駆動することができるが、各トランジスタ1
3、14のベース・エミッタ間飽和電圧Vbe(sa
t)を合わせないと、同時にオンして貫通電流が流れる
ことがある。
The complementary circuit 15 shown in FIG.
Is a PNP transistor 14 and an NPN transistor 13
Therefore, the base circuit can be shared and driven by the same control signal.
Base-emitter saturation voltage Vbe (sa
If t) is not adjusted, the two may be turned on at the same time and a through current may flow.

【0005】スイッチ素子の近くで使用する駆動回路と
して、コンプリメンタリ回路15を用いた図6の昇圧チ
ョッパ回路を例に説明すると、制御回路23からトラン
ジスタ22のベースに出力電圧を安定すべく調整された
時比率制御信号が印加されると、パルスがローレベル
(以下Lという)では、トランジスタ22がオフ状態と
なり、駆動電圧Vdが抵抗20によりNPNトランジス
タ13を順バイアスしてオンし(このとき同時にPNP
トランジスタ14は逆バイアスされてオフ)、抵抗18
を介してスイッチ素子24のゲート電荷を充電しオンす
る。
As an example of the step-up chopper circuit of FIG. 6 using the complementary circuit 15 as a drive circuit used near the switch element, the control circuit 23 adjusts the output voltage to the base of the transistor 22 to stabilize it. When the duty ratio control signal is applied, when the pulse is at a low level (hereinafter referred to as L), the transistor 22 is turned off, and the drive voltage Vd forward biases the NPN transistor 13 by the resistor 20 to turn it on (at the same time, the PNP is turned on).
Transistor 14 is reverse biased off and), resistor 18
The gate charge of the switch element 24 is charged via the switch to turn on.

【0006】逆に、制御回路23からのパルスがハイレ
ベル(以下Hという)では、トランジスタ22がオン状
態となり、NPNトランジスタ13とPNPトランジス
タ14のベース端子がLとなるため、PNPトランジス
タ14はオンし(このとき同時にNPNトランジスタ1
3はオフ)、抵抗18と並列接続されたダイオード19
を介して、スイッチ素子24のゲート電荷を放電してオ
フする。
On the contrary, when the pulse from the control circuit 23 is at a high level (hereinafter referred to as H), the transistor 22 is turned on and the base terminals of the NPN transistor 13 and the PNP transistor 14 are turned to L, so that the PNP transistor 14 is turned on. (At this time, NPN transistor 1
3 is off), diode 19 in parallel with resistor 18
The gate charge of the switch element 24 is discharged via the switch.

【0007】制御回路23には、抵抗33、34で分圧
して検出された出力電圧が帰還され、この制御回路23
からは、出力電圧に比例した時比率制御信号が出力する
ので、上述のような動作によって、スイッチ素子24は
オン、オフ駆動され、スイッチ素子24のオン時に入力
電圧をインダクタンス素子25とスイッチ素子24で短
絡してインダクタンス素子25にエネルギーを蓄積し、
スイッチ素子24のオフ時にインダクタンス素子25に
蓄積されたエネルギーをダイオード26で整流し、コン
デンサ29で平滑にして、出力電圧を昇圧して安定化す
る。
The output voltage detected by being divided by the resistors 33 and 34 is fed back to the control circuit 23.
Outputs a duty ratio control signal proportional to the output voltage, the switch element 24 is turned on and off by the above-described operation, and when the switch element 24 is turned on, the input voltage is changed to the inductance element 25 and the switch element 24. And short-circuit with to store energy in the inductance element 25,
The energy stored in the inductance element 25 when the switch element 24 is turned off is rectified by the diode 26 and smoothed by the capacitor 29 to boost and stabilize the output voltage.

【0008】図6において、27、29は、それぞれ入
力、出力のコンデンサであり、また、抵抗30とコンデ
ンサ28は駆動電源回路31を構成している。前記スイ
ッチ素子24のゲートには、保護抵抗32が接続されて
いる。
In FIG. 6, 27 and 29 are input and output capacitors, respectively, and a resistor 30 and a capacitor 28 form a drive power supply circuit 31. A protection resistor 32 is connected to the gate of the switch element 24.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図5に示す従来のコン
プリメンタリ回路15では、制御回路23のH信号によ
りトランジスタ22とPNPトランジスタ14がオン
し、ダイオード19の順方向電圧降下VFとPNPトラ
ンジスタ14のベース・エミッタ間飽和電圧Vbe(s
at)とトランジスタ22のコレクタ・エミッタ間飽和
電圧Vce(sat)が加算されて、これがスイッチ素
子24のゲート・ソース間に供給される。このため、図
7に示すようにスイッチ素子24のゲート端子に電圧が
残り、スイッチ素子24のゲートしきい値電圧Vthの
ばらつきによっては、オフできない状態となり、回路を
破損する恐れがあった。
In the conventional complementary circuit 15 shown in FIG. 5, the H signal of the control circuit 23 turns on the transistor 22 and the PNP transistor 14, and the forward voltage drop VF of the diode 19 and the PNP transistor 14 are turned on. Base-emitter saturation voltage Vbe (s
at) and the collector-emitter saturation voltage Vce (sat) of the transistor 22 are added, and this is supplied between the gate and source of the switch element 24. For this reason, as shown in FIG. 7, a voltage remains at the gate terminal of the switch element 24, and depending on the variation in the gate threshold voltage Vth of the switch element 24, the switch element 24 cannot be turned off, and the circuit may be damaged.

【0010】本発明は、簡単な回路構成により、スイッ
チ素子オフ時のゲート・ソース間電圧(またはベース・
エミッタ間電圧)を低くし、確実にスイッチ素子を駆動
できる回路を提供することを目的とするものである。
According to the present invention, the gate-source voltage (or base
It is an object of the present invention to provide a circuit capable of reliably driving a switch element by lowering the voltage between emitters).

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、NPNトラン
ジスタ13におけるコレクタに駆動電源を接続し、ベー
ス・コレクタ間に抵抗20を接続し、ベース・エミッタ
間に逆並列となるようにダイオード36を接続し、エミ
ッタに抵抗18を介して駆動すべきスイッチ素子24の
ゲートを接続し、ベースにNチャンネルFET35のド
レインを接続し、このNチャンネルFET35のソース
を駆動電源に接地するとともに、前記スイッチ素子24
のゲートと前記NチャンネルFET35のドレインとの
間を、スイッチ素子24のゲート電荷を引き抜くための
ダイオード19を介して接続し、このダイオード19
は、ショットキバリアダイオードとしたことを特徴とす
るスイッチ素子の駆動回路である。
According to the present invention, a driving power source is connected to a collector of an NPN transistor 13, a resistor 20 is connected between a base and a collector, and a diode 36 is connected in antiparallel between a base and an emitter. The gate of the switch element 24 to be driven is connected to the emitter through the resistor 18, the drain of the N-channel FET 35 is connected to the base, the source of the N-channel FET 35 is grounded to the drive power source, and the switch element is connected. 24
Is connected to the drain of the N-channel FET 35 via a diode 19 for extracting the gate charge of the switch element 24.
Is a drive circuit for a switch element, which is a Schottky barrier diode.

【0012】[0012]

【作用】印加されたパルスがLでは、NチャンネルFE
T35がオフ状態となり、駆動電圧Vdが抵抗20によ
りNPNトランジスタ13を順バイアスしてオンし、抵
抗18を介してスイッチ素子24のゲートをオンし、抵
抗18を介してスイッチ素子のゲート電荷を充電して、
スイッチ素子24が駆動される。逆に、H信号が印加さ
れると、NチャンネルFET35がオン状態となり、ダ
イオード19を介して直接、スイッチ素子24のゲート
を放電するが、電圧波形は、ダイオード19の順方向電
圧降下VFとNチャンネルFET35のドレイン・ソー
ス間飽和電圧Vds(sat)との合算電圧まで低下
し、スイッチ素子24は確実にオフする。
When the applied pulse is L, N channel FE
T35 is turned off, the drive voltage Vd forward biases the NPN transistor 13 by the resistor 20 to turn it on, the gate of the switch element 24 is turned on via the resistor 18, and the gate charge of the switch element is charged via the resistor 18. do it,
The switch element 24 is driven. On the contrary, when the H signal is applied, the N-channel FET 35 is turned on, and the gate of the switch element 24 is directly discharged through the diode 19, but the voltage waveform shows the forward voltage drop VF and N of the diode 19. The sum of the drain-source saturation voltage Vds (sat) of the channel FET 35 drops to the sum voltage, and the switch element 24 is surely turned off.

【0013】[0013]

【実施例】まず、本発明の基本回路の一実施例を図1に
基づき説明する。通常、スイッチ素子に用いられるエン
ハンスメント型のNチャンネルFETは、次式のよう
に、ゲートしきい値電圧Vthに対して、駆動電圧Vd
との差の電圧を順方向アドミタンスYfs倍したドレイ
ン電流Idが流せる。 Id=(Vd−Vth)×Yfs
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an embodiment of the basic circuit of the present invention will be described with reference to FIG. Normally, an enhancement-type N-channel FET used for a switch element has a drive voltage Vd with respect to a gate threshold voltage Vth as shown in the following equation.
A drain current Id obtained by multiplying the voltage of the difference with the forward admittance Yfs can be passed. Id = (Vd−Vth) × Yfs

【0014】特にバッテリ駆動のDC/DCコンバータ
などでは、スイッチ素子の駆動電力を低下して総合効率
を改善するため、駆動電圧Vdが低くともスイッチング
動作する、いわゆるゲートしきい値電圧Vthの低いF
ETが開発されており、4Vの駆動タイプなどでは、ゲ
ートしきい値電圧Vthは、1V程度と低く、完全にオ
フさせるためには、ゲート・ソース間電圧をなるべく低
く0Vに近づける必要がある。
Particularly in a battery-driven DC / DC converter or the like, in order to reduce the drive power of the switch element and improve the overall efficiency, the switching operation is performed even if the drive voltage Vd is low, that is, the so-called F having a low gate threshold voltage Vth.
ET has been developed, and in a drive type of 4V or the like, the gate threshold voltage Vth is as low as about 1V, and it is necessary to make the gate-source voltage as low as possible and approach 0V in order to completely turn it off.

【0015】また、NチャンネルFET35のゲートし
きい値電圧Vthは、負の温度係数を持ち、一般的に約
−10mV/℃であるから、高温になるほどゲートしき
い値電圧Vthが低下し、完全にオフさせることが困難
となる。
Further, the gate threshold voltage Vth of the N-channel FET 35 has a negative temperature coefficient and is generally about -10 mV / ° C. It is difficult to turn it off.

【0016】図5に示す従来のコンプリメンタリ駆動回
路では、前述のようにトランジスタ14は、PNP型を
使用して出力端子21に接続されるスイッチ素子24の
ゲートを放電しているので、ダイオード19の順方向電
圧降下VFとPNPトランジスタ14のベース・エミッ
タ間飽和電圧Vbe(sat)とトランジスタ22のコ
レクタ・エミッタ間飽和電圧Vce(sat)が加算さ
れて、これがスイッチ素子24のゲート・ソース間に供
給される。
In the conventional complementary drive circuit shown in FIG. 5, since the transistor 14 discharges the gate of the switch element 24 connected to the output terminal 21 by using the PNP type as described above, the diode 19 of the diode 19 is discharged. The forward voltage drop VF, the base-emitter saturation voltage Vbe (sat) of the PNP transistor 14 and the collector-emitter saturation voltage Vce (sat) of the transistor 22 are added, and this is supplied between the gate and source of the switch element 24. To be done.

【0017】これに対し、本発明では、図1に示すよう
に、このスイッチ素子24のゲートを放電する部分に、
NチャンネルFET35(またはNPNトランジスタ3
7)を使用することにより、PNPトランジスタ14に
起因するベース・エミッタ間飽和電圧Vbe(sat)
に相当する電圧降下を少なくして課題を解決するもので
ある。
On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG.
N-channel FET 35 (or NPN transistor 3
7), the base-emitter saturation voltage Vbe (sat) resulting from the PNP transistor 14 is used.
The problem is solved by reducing the voltage drop corresponding to.

【0018】すなわち、NPNトランジスタ13のコレ
クタに駆動電源を接続し、NPNトランジスタ13のベ
ース・コレクタ間に抵抗20を接続し、NPNトランジ
スタ13のベース・エミッタ間に逆並列となるようにダ
イオード36を接続し、NPNトランジスタ13のエミ
ッタに抵抗18を介した出力端子21に駆動すべきスイ
ッチ素子のゲートを接続し、NPNトランジスタ13の
ベースにNチャンネルFET35のドレインを接続し、
このNチャンネルFET35のソースを駆動電源に接地
するとともに、前記駆動すべきスイッチ素子のゲートと
前記NチャンネルFET35のドレインとの間を、スイ
ッチ素子のゲート電荷を引き抜くためのショットキバリ
アダイオードからなるダイオード19を介して接続した
スイッチ素子の駆動回路である。
That is, a driving power supply is connected to the collector of the NPN transistor 13, a resistor 20 is connected between the base and collector of the NPN transistor 13, and a diode 36 is connected between the base and emitter of the NPN transistor 13 in antiparallel. The gate of the switch element to be driven is connected to the output terminal 21 via the resistor 18, the emitter of the NPN transistor 13 is connected, and the drain of the N-channel FET 35 is connected to the base of the NPN transistor 13.
The source of the N-channel FET 35 is grounded to the driving power source, and the diode 19 which is a Schottky barrier diode for extracting the gate charge of the switching element between the gate of the switching element to be driven and the drain of the N-channel FET 35. It is a drive circuit of the switch element connected via.

【0019】この図1に示す駆動回路おいて、Nチャン
ネルFET35に入力端子17からL信号が印加される
と、このNチャンネルFET35がオフ状態になる。こ
のNチャンネルFET35がオフになると、NPNトラ
ンジスタ13は、駆動電圧Vdにより抵抗20を介して
順バイアスされてオンし、抵抗18を介してスイッチ素
子のゲート電荷を充電して、スイッチ素子24が駆動さ
れる。これは、図5に示す従来回路と同様である。
In the drive circuit shown in FIG. 1, when an L signal is applied to the N channel FET 35 from the input terminal 17, the N channel FET 35 is turned off. When the N-channel FET 35 is turned off, the NPN transistor 13 is forward biased by the drive voltage Vd via the resistor 20 to be turned on, and the gate charge of the switch element is charged via the resistor 18 to drive the switch element 24. To be done. This is similar to the conventional circuit shown in FIG.

【0020】逆に、NチャンネルFET35にH信号が
印加されると、このNチャンネルFET35がオン状態
となり、ダイオード19を介して直接スイッチ素子のゲ
ート電荷を放電するが、ダイオード19とNチャンネル
FET35のドレイン・ソース間飽和電圧Vds(sa
t)の合算電圧まで低下する。ドレイン・ソース間飽和
電圧Vds(sat)が低いので、スイッチ素子のゲー
ト電圧は、従来よりも低い電圧となり、スイッチ素子を
確実に駆動することができる。
On the contrary, when an H signal is applied to the N-channel FET 35, the N-channel FET 35 is turned on and the gate charge of the switch element is directly discharged through the diode 19, but the diode 19 and the N-channel FET 35 are discharged. Drain-source saturation voltage Vds (sa
It falls to the total voltage of t). Since the drain-source saturation voltage Vds (sat) is low, the gate voltage of the switch element is lower than in the conventional case, and the switch element can be driven reliably.

【0021】つぎに、本発明による駆動回路を使用した
昇圧チョッパ回路例を図2により説明する。入力端子3
8、39間に、コンデンサ27を接続するとともに、コ
ンデンサ28と抵抗30からなる駆動電源回路31を接
続し、前記コンデンサ28の両端間に制御回路23を接
続し、この制御回路23の出力側の端子17に、本発明
によるスイッチ素子の駆動回路9を接続する。このスイ
ッチ素子の駆動回路9の出力端子21には、Nチャンネ
ルFETからなるスイッチ素子24が接続され、このス
イッチ素子24のゲートと電源の負側間には保護抵抗3
2が接続されている。
Next, an example of a boost chopper circuit using the drive circuit according to the present invention will be described with reference to FIG. Input terminal 3
A capacitor 27 is connected between 8 and 39, a drive power supply circuit 31 including a capacitor 28 and a resistor 30 is connected, a control circuit 23 is connected between both ends of the capacitor 28, and an output side of the control circuit 23 is connected. The drive circuit 9 for the switch element according to the present invention is connected to the terminal 17. A switch element 24 composed of an N-channel FET is connected to the output terminal 21 of the drive circuit 9 for this switch element, and a protection resistor 3 is provided between the gate of the switch element 24 and the negative side of the power supply.
2 is connected.

【0022】その他、インダクタンス素子25、ダイオ
ード26、コンデンサ29、抵抗33、抵抗34は、従
来回路と同一であり、抵抗33と抵抗34の両端は、出
力端子40、41に接続され、また抵抗33と抵抗34
の接続点は、前記制御回路23に接続されている。
In addition, the inductance element 25, the diode 26, the capacitor 29, the resistor 33, and the resistor 34 are the same as those in the conventional circuit. Both ends of the resistor 33 and the resistor 34 are connected to the output terminals 40 and 41, and the resistor 33 is also provided. And resistance 34
The connection point of is connected to the control circuit 23.

【0023】以上、図2のように構成された昇圧チョッ
パ回路の作用を説明する。制御回路23より出力電圧を
安定化すべく時比率制御されたパルスがNチャンネルF
ET35のゲートに印加される。パルスがLでは、Nチ
ャンネルFET35がオフ状態となり、駆動電圧Vdが
抵抗20によりNPNトランジスタ13を順バイアスし
てオンし、抵抗18を介してスイッチ素子24のゲート
をオンし、抵抗18を介してスイッチ素子のゲート電荷
を充電して、スイッチ素子24が駆動される。これは、
図5に示す従来回路と同様である。
The operation of the boost chopper circuit configured as shown in FIG. 2 will be described above. The pulse controlled by the control circuit 23 to stabilize the output voltage is N-channel F.
Applied to the gate of ET35. When the pulse is L, the N-channel FET 35 is turned off, the drive voltage Vd is forward biased to the NPN transistor 13 by the resistor 20 and turned on, the gate of the switch element 24 is turned on via the resistor 18, and the resistor 18 is turned on. The switch element 24 is driven by charging the gate charge of the switch element. this is,
This is similar to the conventional circuit shown in FIG.

【0024】逆に、NチャンネルFET35にH信号が
印加されると、NチャンネルFET35がオン状態とな
り、ダイオード19を介して直接、スイッチ素子24の
ゲートを放電するが、図3に示す電圧波形のようにダイ
オード19の順方向電圧降下VFとNチャンネルFET
35のドレイン・ソース間飽和電圧Vds(sat)と
の合算電圧まで低下し、スイッチ素子24は確実にオフ
する。
On the contrary, when the H signal is applied to the N-channel FET 35, the N-channel FET 35 is turned on and the gate of the switch element 24 is directly discharged through the diode 19, but the voltage waveform shown in FIG. Forward voltage drop VF of diode 19 and N channel FET
The sum of the drain-source saturation voltage Vds (sat) of Vds (sat) 35 is reduced, and the switch element 24 is reliably turned off.

【0025】このように、トランジスタ35がNチャン
ネルFETであることから、ドレイン・ソース間飽和電
圧Vds(sat)が低く、スイッチ素子24をオフさ
せるときのゲート電圧は、従来よりも低い電圧となり、
スイッチ素子24のゲートしきい値電圧Vthのばらつ
きなどに左右されることなく、スイッチ素子24を確実
に駆動することができる。
As described above, since the transistor 35 is an N-channel FET, the drain-source saturation voltage Vds (sat) is low, and the gate voltage when the switch element 24 is turned off is lower than that of the conventional one.
The switch element 24 can be driven reliably without being affected by variations in the gate threshold voltage Vth of the switch element 24.

【0026】出力電圧を安定化するように制御回路23
で調整された時比率制御信号により、スイッチ素子24
が駆動される。そして、スイッチ素子24のオン時に入
力電圧が、インダクタンス素子25とスイッチ素子24
により短絡されてインダクタンス素子25にエネルギー
を蓄積する。スイッチ素子24がオフすると、インダク
タンス素子25に蓄積されたエネルギーをダイオード2
6で整流し、コンデンサ29で平滑化して、出力電圧を
昇圧して安定化する。
The control circuit 23 stabilizes the output voltage.
In accordance with the duty ratio control signal adjusted by
Is driven. Then, when the switch element 24 is turned on, the input voltage changes to the inductance element 25 and the switch element 24.
Is short-circuited and the energy is stored in the inductance element 25. When the switch element 24 is turned off, the energy stored in the inductance element 25 is transferred to the diode 2
6 is rectified and smoothed by the capacitor 29 to boost and stabilize the output voltage.

【0027】NPNトランジスタ13のベース・エミッ
タ間に逆並列に接続したダイオード36は、NPNトラ
ンジスタ13を不飽和状態で導通させ、ベースの余剰キ
ャリアを少なくしてオフを早くするように働く回路であ
る。その他の部品は、図6と同じ動作である。
The diode 36 connected in anti-parallel between the base and the emitter of the NPN transistor 13 is a circuit which makes the NPN transistor 13 conductive in an unsaturated state, reduces excess carriers in the base, and turns off quickly. . The other parts have the same operation as in FIG.

【0028】前記実施例では、トランジスタ35として
NチャンネルFETとしたが、これに限られるものでは
なく、NPNトランジスタ37であってもよい。このよ
うに、NPNトランジスタ37である場合もNチャンネ
ルFET35の場合と同様、コレクタ・エミッタ間飽和
電圧Vce(sat)が低く、スイッチ素子24のゲー
ト電圧は、従来よりも低い電圧となり、スイッチ素子2
4のゲートしきい値電圧Vthのばらつきなどに左右さ
れることなく、スイッチ素子24を確実に駆動すること
ができる。
In the above embodiment, the N-channel FET is used as the transistor 35, but the present invention is not limited to this, and the NPN transistor 37 may be used. As described above, also in the case of the NPN transistor 37, as in the case of the N-channel FET 35, the collector-emitter saturation voltage Vce (sat) is low, and the gate voltage of the switch element 24 becomes lower than that of the conventional one.
The switching element 24 can be driven reliably without being affected by variations in the gate threshold voltage Vth of No. 4 and the like.

【0029】[0029]

【発明の効果】【The invention's effect】

(1)本発明のスイッチ素子の駆動回路は、上述のよう
に構成したので、スイッチ素子24をオフするときのゲ
ート・ソース間電圧を低くすることが可能となり、スイ
ッチ素子24を確実に安定して動作させることができ
る。
(1) Since the switch element drive circuit of the present invention is configured as described above, it is possible to lower the gate-source voltage when the switch element 24 is turned off, and to reliably stabilize the switch element 24. Can be operated.

【0030】(2)本発明によるスイッチ素子の駆動回
路は、実施例に示したように昇圧チョッパ回路に利用で
きるだけでなく、エンハンスメント型のNチャンネルF
ETを使用する、たとえば、モータやソレノイドの駆動
回路などにも幅広く応用することができる。
(2) The switch element driving circuit according to the present invention can be used not only in the boost chopper circuit as shown in the embodiment but also in the enhancement type N-channel F.
It can be widely applied to, for example, a drive circuit of a motor or a solenoid using ET.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるスイッチ素子の駆動回路の一実施
例を示す電気回路である。
FIG. 1 is an electric circuit showing an embodiment of a switch element drive circuit according to the present invention.

【図2】本発明によるスイッチ素子の駆動回路を昇圧チ
ョッパ回路として応用した一実施例を示す電気回路であ
る。
FIG. 2 is an electric circuit showing an embodiment in which the switch element drive circuit according to the present invention is applied as a boost chopper circuit.

【図3】本発明によるスイッチ素子の駆動回路の電圧波
形図である。
FIG. 3 is a voltage waveform diagram of a switch element drive circuit according to the present invention.

【図4】従来のトーテンポール回路図である。FIG. 4 is a conventional totem pole circuit diagram.

【図5】従来のコンプリメンタリ回路図である。FIG. 5 is a conventional complementary circuit diagram.

【図6】従来の昇圧チョッパ回路図である。FIG. 6 is a conventional boost chopper circuit diagram.

【図7】従来のスイッチ素子の駆動回路の電圧波形図で
ある。
FIG. 7 is a voltage waveform diagram of a conventional switch element drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9…スイッチ素子の駆動回路、10…NPNトランジス
タ、11…NPNトランジスタ、12…トーテンポール
回路、13…NPNトランジスタ、14…PNPトラン
ジスタ、15…コンプリメンタリ回路、16…インバー
タ回路、17…入力端子、18…抵抗、19…ダイオー
ド、20…抵抗、21…出力端子、22…トランジス
タ、23…制御回路、24…スイッチ素子、25…イン
ダクタンス素子、26…ダイオード、27…コンデン
サ、28…コンデンサ、29…コンデンサ、30…抵
抗、31…駆動電源回路、32…抵抗、33…抵抗、3
4…抵抗、35…NチャンネルFET、36…ダイオー
ド、37…NPNトランジスタ、38…入力端子、39
…入力端子、40…出力端子、41…出力端子、42…
抵抗。
9 ... Switching element drive circuit, 10 ... NPN transistor, 11 ... NPN transistor, 12 ... Totem pole circuit, 13 ... NPN transistor, 14 ... PNP transistor, 15 ... Complementary circuit, 16 ... Inverter circuit, 17 ... Input terminal, 18 ... Resistance, 19 ... diode, 20 ... resistance, 21 ... output terminal, 22 ... transistor, 23 ... control circuit, 24 ... switch element, 25 ... inductance element, 26 ... diode, 27 ... condenser, 28 ... condenser, 29 ... condenser, 30 ... Resistor, 31 ... Driving power supply circuit, 32 ... Resistor, 33 ... Resistor, 3
4 ... Resistor, 35 ... N-channel FET, 36 ... Diode, 37 ... NPN transistor, 38 ... Input terminal, 39
... input terminal, 40 ... output terminal, 41 ... output terminal, 42 ...
resistance.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 NPNトランジスタ13におけるコレク
タに駆動電源を接続し、ベース・コレクタ間に抵抗20
を接続し、ベース・エミッタ間に逆並列となるようにダ
イオード36を接続し、エミッタに抵抗18を介して駆
動すべきスイッチ素子24のゲートを接続し、ベースに
NチャンネルFET35のドレインを接続し、このNチ
ャンネルFET35のソースを駆動電源に接地するとと
もに、前記スイッチ素子24のゲートと前記Nチャンネ
ルFET35のドレインとの間を、スイッチ素子24の
ゲート電荷を引き抜くためのダイオード19を介して接
続したことを特徴とするスイッチ素子の駆動回路。
1. A driving power source is connected to a collector of an NPN transistor 13, and a resistor 20 is connected between a base and a collector.
, The diode 36 is connected between the base and the emitter in antiparallel, the gate of the switch element 24 to be driven is connected to the emitter via the resistor 18, and the drain of the N-channel FET 35 is connected to the base. The source of the N-channel FET 35 is grounded to the driving power source, and the gate of the switch element 24 and the drain of the N-channel FET 35 are connected via a diode 19 for extracting the gate charge of the switch element 24. A drive circuit for a switch element characterized by the above.
【請求項2】 スイッチ素子24のゲートとNチャンネ
ルFET35のドレインとの間に介在したダイオード1
9は、ショットキバリアダイオードとしたことを特徴と
する請求項1記載のスイッチ素子の駆動回路。
2. The diode 1 interposed between the gate of the switch element 24 and the drain of the N-channel FET 35.
9. The switch element drive circuit according to claim 1, wherein 9 is a Schottky barrier diode.
【請求項3】 NPNトランジスタ13におけるコレク
タに駆動電源を接続し、ベース・コレクタ間に抵抗20
を接続し、ベース・エミッタ間に逆並列となるようにダ
イオード36を接続し、エミッタに抵抗18を介して駆
動すべきスイッチ素子24のゲートを接続し、ベースに
NPNトランジスタ37のコレクタを接続し、このNP
Nトランジスタ37のエミッタを駆動電源に接地すると
ともに、前記スイッチ素子24のゲートと前記NPNト
ランジスタ37のコレクタとの間を、スイッチ素子24
のゲート電荷を引き抜くためのダイオード19を介して
接続したことを特徴とするスイッチ素子の駆動回路。
3. A driving power source is connected to a collector of the NPN transistor 13, and a resistor 20 is connected between the base and the collector.
, A diode 36 is connected in antiparallel between the base and the emitter, the gate of the switch element 24 to be driven is connected to the emitter via the resistor 18, and the collector of the NPN transistor 37 is connected to the base. , This NP
The emitter of the N-transistor 37 is grounded to the driving power source, and the switch element 24 is connected between the gate of the switch element 24 and the collector of the NPN transistor 37.
A drive circuit for a switch element, which is connected through a diode 19 for extracting the gate charge of the switch element.
【請求項4】 スイッチ素子24のゲートとNPNトラ
ンジスタ37のコレクタとの間に介在したダイオード1
9は、ショットキバリアダイオードとしたことを特徴と
する請求項3記載のスイッチ素子の駆動回路。
4. The diode 1 interposed between the gate of the switch element 24 and the collector of the NPN transistor 37.
4. The switch element drive circuit according to claim 3, wherein 9 is a Schottky barrier diode.
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