JPH029219A - ハイサイドドライバmos回路 - Google Patents

ハイサイドドライバmos回路

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Publication number
JPH029219A
JPH029219A JP1045042A JP4504289A JPH029219A JP H029219 A JPH029219 A JP H029219A JP 1045042 A JP1045042 A JP 1045042A JP 4504289 A JP4504289 A JP 4504289A JP H029219 A JPH029219 A JP H029219A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
circuit
gate
signal
logic
Prior art date
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Pending
Application number
JP1045042A
Other languages
English (en)
Inventor
Davide Chieli
ダビデ キエリ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Filing date
Publication date
Application filed by SGS Thomson Microelectronics SRL filed Critical SGS Thomson Microelectronics SRL
Publication of JPH029219A publication Critical patent/JPH029219A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、集積されたMO3回路、より詳細にはパワー
MOSトランジスタを駆動するための回路に関する。
(従来技術とその問題点) ある状態下でのパワーMOSトランジスタの駆動は特殊
な態様を提示することがある。これは、例えば外部接続
された負荷を通してサプライ電圧をスイッチングするた
めに利用される論理回路の出力段のパワーMOSトラン
ジスタの場合である。
この状態では、オンになっている間のパワートランジス
タの完全なターニングオン(飽和)を確保するために、
比較的高い電圧(約10ボルトの次数)をトランジスタ
のゲートとソースの間に維持しなければならない。前記
パワートランジスタ用として通常のバイアスコンフィギ
ユレーションが使用される場合には、該トランジスタ自
身を横切る過度の電圧降下が起こることがある。
この場合には、該パワートランジスタのドレイン電圧よ
りも高い絶対レベルにゲート電圧が達することを許容す
る特別な回路技術が使用される。
既知の方法は、ソース(出力ノード)ポテンシャルに対
してゲートポテンシャルを増加させるために使用される
実質的に再生フィードバック回路であるいわゆる「ブー
トストラップ」回路を使用することである。従来技術の
代替回路配置は、出力ノード0UT(パワー出力トラン
ジスタのソース)とVG(、ノード間に接続された定電
圧発生器を利用することにより及びこれらの回路ノード
からパワートランジスタの駆動デバイスを供給すること
により、出力トランジスタのドレインポテンシャルから
ゲートポテンシャルの「リリース」を意図する。この方
法では前記パワートランジスタのゲート電圧は前記電圧
VGGに近い値を取り、これは前記パワートランジスタ
が通電されるときの該パワトランジスタのドレイン電圧
VDI)よりも高くなる。
この既知のタイプの駆動回路(文献中のハイサイドドラ
イバ)の例を第1図、第2図及び第3図に示す。ノード
VSSとVGG間のポテンシャル差は好適な電圧発生器
(バッテリ又はパワーサプライ)により一定に維持され
、一方ノードVGGとV。の電圧の絶対値はパワートラ
ンジスタMlの状態(オン又はオフ)に依存し、該トラ
ンジスタは、駆動回路の入力ターミナルINと考えるこ
とのできる駆動トランジスタM2のゲートに印加される
駆動シグナルCの関数として負荷Zcを通してサプライ
電圧■。ゎをスイッチする。
第1図のブロック2は第2図及び第3図に示されるよう
に実質的に増幅器Aである。両回路において、入力トラ
ンジスタM2のスイッチングオン及びオフは、前記増幅
器Aにより、パワートランジスタM1のスイッチングオ
ン及びスイッチングオフを生じさせる。トランジスタM
2がオンであるときに前記増幅器Aの入力におけるポテ
ンシャルが電圧V33に対して過度に負になることを防
止することにより、前記増幅器への入力を保護するため
に、リミティングダイオードDが一般的に付加される。
電流発振器I (第2図)又は抵抗Rp (第3図)は
、トランジスタがオフであるときに、トランジスタM2
のドレインポテンシャルを正確な論理レベル(1)に維
持することを確保する。
一般に従来技術による駆動回路は、トランジスタM2が
オンである間にエネルギを浪費し、かつ出力トランジス
タM1の状態が駆動回路の入力トランジスタM2の状態
に結び付けられているという欠点を有している。
(発明の目的) 本発明の主目的は、ある状態から他の状態への遷移状態
の間のみエネルギを消費するハイサイドドライバ回路の
ための駆動回路を提供することである。
この目的及び関連する利点は特許請求の範囲で定義され
た本発明の駆動回路により得ることができる。
(発明の構成) 本質的に、本発明の駆動回路は、記憶素子の使用、実際
には、駆動スイッチングシグナルCから誘導される2個
のパルスシグナルにより、それぞれのSET及びRES
ETターミナルを通して、フリップフロップを駆動する
ことによりパワートランジスタを駆動するための該フリ
ップフロップの使用に基づいている。
g亥パルスシグナルの第1のシグナル(C5)は前記駆
動スイッチングシグナルCの後縁と一致するパルスであ
り、一方第2の誘導されたシグナル(CS)は前記駆動
スイッチングシグナルCの前端と一致するパルスである
(図面の簡単な説明) 本発明及びその従来技術に対する利点は、添付図面を参
照しながら行うその実施例に関する引き続く説明を通し
て容易に理解されるであろう。
第1図は、従来技術によるハイサイドドライバの駆動回
路の回路ダイアグラムであり、第2図は、従来技術によ
る第1図の駆動回路の一態様であり、 第3図は、従来技術による第1図の駆動回路の他の態様
であり、 第4図は、本発明の一態様に従って形成されたハイサイ
ドドライバのための駆動MO3回路を示し、 第5図は、駆動スイッチングシグナルCから誘導される
2個のパルスシグナルCR及びCSの波形を示すダイア
グラムであり、 第6図は、第4図の回路のブロックSの好適な態様を示
し、 第7図は、第6図の回路のそれぞれのシグナルの波形を
示すダイアグラムである。
(好適な実施例の説明) 第4図を参照すると、咳図に示されるように回路のノー
ドV(、G及びVSSから供給されるSETRESET
タイプのフリップフロップにより構成される記憶素子F
により、本実施例に従ってパワースイッチングトランジ
スタMlのゲートを通しての駆動が行われる。前記フリ
ップフロップの入力SET (S)はソースが接地され
た第1の入力トランジスタM2Sのドレインに接続され
、該フリップフロップのRESET (R)入力はソー
スが接地された第2の入力トランジスタM 2 mのド
レインに接続されている。
負荷素子(Rp+及びRpt)が前記2個の入力トラン
ジスタのそれぞれのドレインと前記ノードV6G間に接
続され、前記2個のトランジスタがオフであるときに該
2個の入力トランジスタのドレインポテンシャルが定常
論理状態1に対応するレベルに維持されることを確保す
る。この負荷素子は第4図に示すように、抵抗(それぞ
れRp+及びRp2)又は電流発振器とすることができ
る。
ダイオード(それぞれDl及びD2)がノード■5.(
パワースイッチングトランジスタM1のソースあるいは
出力ノード)と前記2個の入力トランジスタM 2 s
及びM2Rのそれぞれのドレイン間に接続されることが
好ましく、これによりそれらが1ifl電されるときに
前記2個のトランジスタのドレインポテンシャルがV。
に対して過度に負になることを防止する。
前記2個の入力トランジスタM2.l及びM2゜はそれ
ぞれ2個のパルスシグナルCR及びC5により駆動され
、第1のパルスは駆動スイッチングシグナルCの前端と
一致し一方第2のシグナルは駆動スイッチングCの後端
と一致する。該パルスシグナルCI及びCRは、第4図
でブロックSにより示される好適な回路手段により、駆
動回路の入力ターミナルINに印加されるスイッチング
シグナルCから誘導され、かつそれは当業者に周知な種
々の形態で形成されることができる。
ある種の「反復」を有する駆動スイッチングシグナルC
に関するシグナルCえ及びC3のそれぞれの波形が第5
図のダイアダラム中に示されている。
明らかなように、駆動スイッチングシグナルの典型的な
波形の前端と後端のそれぞれに一致するこのような2個
の正のパルスシグナルを誘導するための方法及び回路配
置は多くのもの、例えば誘導回路や整流回路を使用する
ことができる。駆動スイッチングシグナルCから2個の
正のパルスシグナルCRl及びCSを誘導できるこのよ
うな回路手段の特に好ましい態様が第6図に示され、こ
れは反転論理ゲート(インバータ)により導入される遅
れの利用に基づいている。第6図に示された例では、実
質的にNOT、AND及びNORゲートが使用されてい
る。駆動スイッチングシグナルC及びNOT (インバ
ータ)ゲートの出力で得られるその否定では、前記AN
D及びNORゲートのそれぞれの2個の入力に印加され
て、それぞれの出力において次の式で与えられる2個の
シグナc、=cへd 及び C!=C+て ルが得られる。
インバータの出力で得られる反転シグナルCは実際に入
力シグナルCに対してある遅れを有するため、シグナル
CR(ANDゲートの出力において)及びc、(NOR
ゲートの出力において)は第7図のダイアグラムにグラ
フ的に示す所望の特性を有している。
一般に、論理ゲート及び遅れ素子の異なった配置でも又
異なった種類でも同じ結果が得られる。
本発明の駆動回路の手段によると、明らかに該駆動回路
による実質的な浪費(電流の引き込み)が遷移状態の間
にのみ起こり、従って完全に目的が達成される。
ある種の回路条件では、駆動回路の駆動記憶素子Fの出
力とパワースイッチングトランジスタM1のゲート間で
バッファ段を使用することが有用であることがある。
第4図では2個のNANDゲートにより示されているが
、駆動記憶素子Fは異なった論理ゲートとともに形成さ
れても、あるいは好適な特性を有する他の任意の双安定
素子とともに形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術によるハイサイドドライバの駆動回
路の回路ダイアグラムであり、第2図は、従来技術によ
る第1図の駆動回路の一態様であり、第3図は、従来技
術による第1図の駆動回路の他のB様であり、第4図は
、本発明に従って形成されたハイサイドドライバのため
の駆動MO3回路を示し、第5図は、駆動スイッチング
シグナルCから誘導される2個のパルスシグナルC6及
びC3の波形を示すダイアグラムであり、第6図は、第
4図の回路のブロックSの好適な態様を示し、第7図は
、第6図の回路のそれぞれのシグナルの波形を示すダイ
アグラムである。 特許出願人 工ッセヂエッセートムソンマイクロエレク
トロニクス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)サプライレールV_D_Dに接続されたドレイン
    、及び他のターミナルが接地された負荷Zcの一方のタ
    ーミナルに接続されたソースを有し、かつ駆動スイッチ
    ングシグナルCの関数として駆動回路により駆動される
    パワースイッチングトランジスタM1により前記負荷を
    通して前記サプライ電圧V_D_Dをスイッチングし、
    遷移状態でのみ消費するハイサイド駆動回路において、 その2個の出力ターミナルにおいて、それぞれスイッチ
    ングシグナルCの後端と一致する正のパルスである第1
    のパルスシグナルC_Sと前記スイッチングシグナルC
    の前端と一致する正のパルスである第2のパルスシグナ
    ルC_Rを形成することのできる、前記駆動スイッチン
    グシグナルCが印加される入力ターミナルを有する入力
    回路手段と、前記第1のシグナルC_Sにより駆動され
    、該トランジスタM2_Sがオフのときに該トランジス
    タのドレインポテンシャルを定常論理1レベルに維持で
    きる負荷素子を通して回路のサプライノードV_G_G
    に接続されたドレインを有する接地されたソースを有す
    る前記第1のトランジスタM2_Sと、前記パルスシグ
    ナルC_Rにより駆動され、該トランジスタM2_Rが
    オフのときに該トランジスタのドレインポテンシャルを
    定常論理1レベルに維持できる負荷素子を通して回路の
    前記サプライノードV_G_Gに接続されたドレインを
    有する接地されたソースを有する前記第2のトランジス
    タM2_Rと、 前記第1のトランジスタM2_Sのドレインに接続され
    たSET入力ターミナル、及び前記第2のトランジスタ
    M2_Rのドレインに接続されたRESET入力ターミ
    ナルを有し、更に前記パワースイッチングトランジスタ
    M1のゲートに接続された入力ターミナルを有するSE
    T−RESETタイプのフリップフロップとを含んで成
    り、 回路の前記サプライノードV_G_Gと前記パワースイ
    ッチングトランジスタM1間に電圧発生手段により定ポ
    テンシャル差が維持されるようにしたことを特徴とする
    回路。 (2)各トランジスタM2_S及びM2_Rの負荷が抵
    抗である請求項1に記載の回路。(3)各トランジスタ
    M2_S及びM2_Rの負荷が電流発振器である請求項
    1に記載の回路。 (4)パワースイッチングトランジスタM1のソースと
    各2個のトランジスタM2_S及びM2_Rのそれぞれ
    のドレインの間にリミティングダイオードが接続されて
    いる請求項1に記載の回路。 (5)フリップフロップの出力ターミナルとパワースイ
    ッチングトランジスタM1のゲート間にバッファ段が存
    在する請求項1に記載の回路。 (6)回路手段が論理NOTゲート、論理ANDゲート
    及び論理NORゲートを含んで成り、駆動スイッチング
    シグナルCが各論理ゲートの入力に印加され、前記NO
    Tゲートの出力シグナルCが入力シグナルに対してある
    遅れを有しかつ他の論理AND及びNORゲートのそれ
    ぞれの第2の入力に印加され、これにより後者のゲート
    のそれぞれの出力ターミナルにおいて2個のパルスシグ
    ナルC_R及びC_Sを得るようにした請求項1に記載
    の回路。
JP1045042A 1988-02-25 1989-02-25 ハイサイドドライバmos回路 Pending JPH029219A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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IT83616A/88 1988-02-25
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JPH029219A true JPH029219A (ja) 1990-01-12

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EP (1) EP0330628B1 (ja)
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