JP5401774B2 - 半導体素子のゲート駆動回路 - Google Patents
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Description
図3より、ターンオフ初期には、サーチコイル波形33の振動は殆ど見られず、コレクタ・エミッタ間電圧Vce31が直流電圧Vdc34に達した"*"のタイミングと同期して、急激にサーチコイル波形33が振動することが分かる。
直流電源間に第1MOSFETと第2MOSFETとを直列に接続し、前記半導体素子のゲート端子を前記第1MOSFETの負電位側端子および前記第2MOSFETの正電位側端子に接続し、半導体素子のエミッタ端子を第2MOSFETの負電位側端子に接続するとともに、第2MOSFETと並列に、コンデンサと第3MOSFETとの直列回路および第4MOSFETを接続し、
前記第2MOSFETのオン抵抗を、第3、第4MOSFETのオン抵抗よりも大きくし、
半導体素子をターンオフさせるときは、第1MOSFETをオフさせた状態で前記第2MOSFETと同時もしくは前記第2MOSFETより先に前記第3MOSFETをオンさせることを特徴とする。
直流電源間に第1MOSFETと第2MOSFETとを直列に接続し、前記半導体素子のゲート端子を前記第1MOSFETの負電位側端子および前記第2MOSFETの正電位側端子に接続し、半導体素子のエミッタ端子を第2MOSFETの負電位側端子に接続するとともに、第2MOSFETと並列に、コンデンサと第3MOSFETとの直列回路および第4MOSFETを接続し、
前記第4MOSFETのオン抵抗を、第2,第3MOSFETのオン抵抗よりも小さくし、
半導体素子をターンオフさせるときは、第1MOSFETをオフさせた状態で前記第2MOSFETと同時もしくは前記第2MOSFETより先に前記第3MOSFETをオンし、前記半導体素子がオフへ移行したとき、前記第4MOSFETをオンさせることを特徴とするものである。
対象とする半導体素子はIGBT1であり、その駆動回路が符号20で示されている。この駆動回路20は、第1MOSFETとしてのPチャネル MOSFET21と、第2MOSFETとしてのNチャネル MOSFET22と、第3MOSFETとしてのNチャネル MOSFET23と、第4MOSFETとしてのNチャネル MOSFET24と、MOSFET23に直列に接続されたコンデンサ25と、MOSFET24の制御回路26などから構成される。制御回路26は、IGBT1のターンオフ保持用の制御回路である。また、Vccは、IGBT1のゲート端子に、ゲート電圧を印加するための直流電源であり、第1MOSFET21と第2MOSFET22との直列回路の両端に接続されている。
第4MOSFETがオンすることで、IGBT1のオフ状態を保持し安定電位を確保するものである。このため、第4MOSFET24のオン抵抗はできるだけ小さい方が望ましく、第2,第3MOSFET22,23のオン抵抗より小さいことが要求される。この第4MOSFET24は短絡を目的とするもので、特にMOSFETである必要はなく、バイポーラトランジスタでも良く、場合によっては機械的スイッチを用いても良い。
図5は、ゲートの電位を基準とした場合に正の電源のみで、ゲートへ逆バイアスを供給しない場合の例である。これに対し、図6はゲートの電位を基準とした場合に正負の電源を備え、ゲートへ逆バイアスを供給できる場合の例である。なお、図5,図6とも、図1または図2に示すコンデンサ25と第3MOSFET23を有していない点を除けば、図1または図2と同じなので説明は省略する。
すなわち、この発明のゲート駆動回路を用いることで、従来に比べてトレードオフ特性を改善できる。また、正負電源の有無により動作原理は変わらないが、負の電源がある場合の方が、トレードオフ特性の改善効果はやや高いということができる。
Claims (4)
- 半導体素子のゲートに少なくとも正の電圧を供給してオン・オフ制御する半導体素子のゲート駆動回路において、
直流電源間に第1MOSFETと第2MOSFETとを直列に接続し、前記半導体素子のゲート端子を前記第1MOSFETの負電位側端子および前記第2MOSFETの正電位側端子に接続し、半導体素子のエミッタ端子を第2MOSFETの負電位側端子に接続するとともに、第2MOSFETと並列に、コンデンサと第3MOSFETとの直列回路および第4MOSFETを接続し、
前記第2MOSFETのオン抵抗を、第3、第4MOSFETのオン抵抗よりも大きくし、
半導体素子をターンオフさせるときは、第1MOSFETをオフさせた状態で前記第2MOSFETと同時もしくは前記第2MOSFETより先に前記第3MOSFETをオンさせることを特徴とする半導体素子のゲート駆動回路。 - 前記第4MOSFETは、前記半導体素子がオフ状態へ移行したとき、オンさせることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子のゲート駆動回路。
- 半導体素子のゲートに少なくとも正の電圧を供給してオン・オフ制御する半導体素子のゲート駆動回路において、
直流電源間に第1MOSFETと第2MOSFETとを直列に接続し、前記半導体素子のゲート端子を前記第1MOSFETの負電位側端子および前記第2MOSFETの正電位側端子に接続し、半導体素子のエミッタ端子を第2MOSFETの負電位側端子に接続するとともに、第2MOSFETと並列に、コンデンサと第3MOSFETとの直列回路および第4MOSFETを接続し、
前記第4MOSFETのオン抵抗を、第2,第3MOSFETのオン抵抗よりも小さくし、
半導体素子をターンオフさせるときは、第1MOSFETをオフさせた状態で前記第2MOSFETと同時もしくは前記第2MOSFETより先に前記第3MOSFETをオンし、前記半導体素子がオフへ移行したとき、前記第4MOSFETをオンさせることを特徴とする半導体素子のゲート駆動回路。 - 前記第4MOSFETのオン抵抗を、第2,第3MOSFETのオン抵抗よりも小さくすることを特徴とする請求項2に記載の半導体素子のゲート駆動回路。
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