JPH0613231A - ドレイン出力端子に関しスリューレート制御を有する絶縁ゲートエンハンスメント型電界効果トランジスタ - Google Patents
ドレイン出力端子に関しスリューレート制御を有する絶縁ゲートエンハンスメント型電界効果トランジスタInfo
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- JPH0613231A JPH0613231A JP4229051A JP22905192A JPH0613231A JP H0613231 A JPH0613231 A JP H0613231A JP 4229051 A JP4229051 A JP 4229051A JP 22905192 A JP22905192 A JP 22905192A JP H0613231 A JPH0613231 A JP H0613231A
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- Japan
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- effect transistor
- field effect
- buffer amplifier
- gate
- drain
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/165—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches by feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/166—Soft switching
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 絶縁ゲートエンハンスメント型電界効果トラ
ンジスタのドレインへ接続した誘導性負荷に対する電圧
スリューレート制御器を提供する。 【構成】 電圧スリューレート制御は、電界効果トラン
ジスタ１２のゲート１４とドレイン１８との間に積分器
２６を組込むことにより達成され、その際にスリューレ
ート制御がこのような回路において試みられる場合に不
安定性及び振動の原因となっていた電界効果トランジス
タ１２の容量を実効的に除去している。この電流積分器
２６は、高速単位利得バッファ増幅器３４と接続した電
流源３２及びコンデンサ２８を有している。該バッファ
増幅器３４は、好適には、誘導性負荷との浮遊容量の自
然共振を防止するために興味のある周波数にわたり低い
インピーダンスを有している。
ンジスタのドレインへ接続した誘導性負荷に対する電圧
スリューレート制御器を提供する。 【構成】 電圧スリューレート制御は、電界効果トラン
ジスタ１２のゲート１４とドレイン１８との間に積分器
２６を組込むことにより達成され、その際にスリューレ
ート制御がこのような回路において試みられる場合に不
安定性及び振動の原因となっていた電界効果トランジス
タ１２の容量を実効的に除去している。この電流積分器
２６は、高速単位利得バッファ増幅器３４と接続した電
流源３２及びコンデンサ２８を有している。該バッファ
増幅器３４は、好適には、誘導性負荷との浮遊容量の自
然共振を防止するために興味のある周波数にわたり低い
インピーダンスを有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ゲートエンハンス
メント型電界効果トランジスタを具備する電子回路に関
するものであって、更に詳細には、該電界効果トランジ
スタのドレイン出力に関し負荷電圧スリューレート制御
を有する回路に関するものである。
メント型電界効果トランジスタを具備する電子回路に関
するものであって、更に詳細には、該電界効果トランジ
スタのドレイン出力に関し負荷電圧スリューレート制御
を有する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばモータ及びコイルなどの誘導性負
荷を有する多数の駆動適用において、誘導性負荷に関す
る電圧スリューレートを制限することに関心が寄せられ
ている。このことは、特に、電磁的擾乱及びその他の関
連した問題を減少させるために負荷のターンオフ時に所
望されることである。絶縁ゲートエンハンスメント型電
界効果トランジスタの構造及び電気的特性の為に、この
ことを達成することは困難であることが分かっている。
ゲート・ドレイン容量を表す局所的フィードバックは、
通常、このようなスリューレート制御が誘導性負荷と共
に試みられる場合には、不安定性及び振動を発生する原
因となる。負荷上のスリューレート電圧は、負荷の出力
電圧の最大の変化割合として定義することが可能であ
る。
荷を有する多数の駆動適用において、誘導性負荷に関す
る電圧スリューレートを制限することに関心が寄せられ
ている。このことは、特に、電磁的擾乱及びその他の関
連した問題を減少させるために負荷のターンオフ時に所
望されることである。絶縁ゲートエンハンスメント型電
界効果トランジスタの構造及び電気的特性の為に、この
ことを達成することは困難であることが分かっている。
ゲート・ドレイン容量を表す局所的フィードバックは、
通常、このようなスリューレート制御が誘導性負荷と共
に試みられる場合には、不安定性及び振動を発生する原
因となる。負荷上のスリューレート電圧は、負荷の出力
電圧の最大の変化割合として定義することが可能であ
る。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁ゲートエ
ンハンスメント型電界効果トランジスタを有する回路と
結合して使用する装置を提供している。このようなトラ
ンジスタは、絶縁されたゲートと、ソースと、ドレイン
とを有している。該回路は、更に、電界効果トランジス
タのドレインと接続された誘導性負荷を有している。
ンハンスメント型電界効果トランジスタを有する回路と
結合して使用する装置を提供している。このようなトラ
ンジスタは、絶縁されたゲートと、ソースと、ドレイン
とを有している。該回路は、更に、電界効果トランジス
タのドレインと接続された誘導性負荷を有している。
【０００４】本発明の改良は、電流積分器を具備する負
荷電圧スリューレート制御を与えることを包含してい
る。その電流は一定のもの又は時間従属的なものとする
ことが可能であり、例えば、電流積分器は、電界効果ト
ランジスタのゲートとドレインとの間に接続し、その場
合に、電界効果トランジスタのゲートにおけるゲート・
ドレイン容量に起因する局所的フィードバックは電流積
分器により実効的に除去されている。
荷電圧スリューレート制御を与えることを包含してい
る。その電流は一定のもの又は時間従属的なものとする
ことが可能であり、例えば、電流積分器は、電界効果ト
ランジスタのゲートとドレインとの間に接続し、その場
合に、電界効果トランジスタのゲートにおけるゲート・
ドレイン容量に起因する局所的フィードバックは電流積
分器により実効的に除去されている。
【０００５】好適には、電流積分器がコンデンサを具備
しており、該コンデンサの一端は電界効果トランジスタ
のドレインへ接続し、且つ該コンデンサの他端は定電流
源へ接続されている。所定の動作周波数範囲を有するバ
ッファ増幅器が設けられている。該バッファ増幅器は、
コンデンサの該他端と電界効果トランジスタのゲートと
の間に接続されている。
しており、該コンデンサの一端は電界効果トランジスタ
のドレインへ接続し、且つ該コンデンサの他端は定電流
源へ接続されている。所定の動作周波数範囲を有するバ
ッファ増幅器が設けられている。該バッファ増幅器は、
コンデンサの該他端と電界効果トランジスタのゲートと
の間に接続されている。
【０００６】所望により、バッファ増幅器は、その動作
周波数範囲にわたり５００Ωより小さな所定の出力イン
ピーダンスを有している。バッファ増幅器の動作周波数
範囲は、バッファ増幅器の帯域幅が関連するコンポーネ
ントを包含する誘導性負荷及び前記電界効果トランジス
タの共振周波数の少なくとも１０倍であることが望まし
いことが判明した。
周波数範囲にわたり５００Ωより小さな所定の出力イン
ピーダンスを有している。バッファ増幅器の動作周波数
範囲は、バッファ増幅器の帯域幅が関連するコンポーネ
ントを包含する誘導性負荷及び前記電界効果トランジス
タの共振周波数の少なくとも１０倍であることが望まし
いことが判明した。
【０００７】
【実施例】図１を参照すると、絶縁ゲートエンハンスメ
ント型電界効果トランジスタ１２を具備する回路１０が
示されている。このようなトランジスタは、典型的に、
絶縁したポリシリコンゲート１４と、ソース１６と、ド
レイン１８とを有している。誘導性負荷２０が図１に示
した如くドレイン１８及び電圧源２２との間に接続され
ている。以下に説明する如く、電磁的擾乱及びその他の
関連した問題を減少させるために、特にターンオフ時に
おいて負荷２０上の電圧スリューレートを制限すること
が望ましいことが多々ある。既に説明した如く、このこ
とは、スリューレート制御が誘導性負荷で試みられる場
合にしばしば不安定性及び振動を発生させるトランジス
タ１２のゲート・ドレイン容量により表される局所的フ
ィードバックの為に達成することが困難であることが判
明している。本発明は、電流積分器２６を有する負荷電
圧スリューレート制御器を使用している。
ント型電界効果トランジスタ１２を具備する回路１０が
示されている。このようなトランジスタは、典型的に、
絶縁したポリシリコンゲート１４と、ソース１６と、ド
レイン１８とを有している。誘導性負荷２０が図１に示
した如くドレイン１８及び電圧源２２との間に接続され
ている。以下に説明する如く、電磁的擾乱及びその他の
関連した問題を減少させるために、特にターンオフ時に
おいて負荷２０上の電圧スリューレートを制限すること
が望ましいことが多々ある。既に説明した如く、このこ
とは、スリューレート制御が誘導性負荷で試みられる場
合にしばしば不安定性及び振動を発生させるトランジス
タ１２のゲート・ドレイン容量により表される局所的フ
ィードバックの為に達成することが困難であることが判
明している。本発明は、電流積分器２６を有する負荷電
圧スリューレート制御器を使用している。
【０００８】該電流積分器は、好適には、コンデンサ２
８を有しており、その一端３０ａはトランジスタ１２の
ドレイン１８と負荷２０との間に接続されている。電流
源３２がコンデンサ２８の他端と接続している。バッフ
ァ増幅器３４がコンデンサ２８の多端３０ｂと電界効果
トランジスタ１２のゲート１４との間に接続されてい
る。
８を有しており、その一端３０ａはトランジスタ１２の
ドレイン１８と負荷２０との間に接続されている。電流
源３２がコンデンサ２８の他端と接続している。バッフ
ァ増幅器３４がコンデンサ２８の多端３０ｂと電界効果
トランジスタ１２のゲート１４との間に接続されてい
る。
【０００９】本発明は、電流源３２からの電流の積分の
為にバッファ増幅器の利得を使用している。図２は、該
回路が積分器と均等であり、且つ電流源３２の正または
負の電流Ｉinがコンデンサ２８の容量Ｃにより直線的な
出力電圧変化に積分されることを示している。Ｉinが一
定であると仮定すると、 ｄＶＯＵＴ／ｄｔ＝Ｉin／Ｃ 図２に示した増幅器３６は、図１に示した電界効果トラ
ンジスタ１２の利得と共に、バッファ増幅器３４の包括
的な利得−Ｋを表している。
為にバッファ増幅器の利得を使用している。図２は、該
回路が積分器と均等であり、且つ電流源３２の正または
負の電流Ｉinがコンデンサ２８の容量Ｃにより直線的な
出力電圧変化に積分されることを示している。Ｉinが一
定であると仮定すると、 ｄＶＯＵＴ／ｄｔ＝Ｉin／Ｃ 図２に示した増幅器３６は、図１に示した電界効果トラ
ンジスタ１２の利得と共に、バッファ増幅器３４の包括
的な利得−Ｋを表している。
【００１０】好適には、該バッファ増幅器は、その動作
周波数範囲にわたり約５００Ωより小さな所定の出力イ
ンピーダンスを有している。バッファ増幅器３４が、該
バッファ増幅器の帯域幅が寄生要素を具備する負荷の共
振周波数の少なくとも１０倍であるような所定周波数範
囲を有しており、その結果「高速」バッファ増幅器とな
っていることが望ましい。
周波数範囲にわたり約５００Ωより小さな所定の出力イ
ンピーダンスを有している。バッファ増幅器３４が、該
バッファ増幅器の帯域幅が寄生要素を具備する負荷の共
振周波数の少なくとも１０倍であるような所定周波数範
囲を有しており、その結果「高速」バッファ増幅器とな
っていることが望ましい。
【００１１】図３を参照すると、バッファ増幅器３４の
バッファ段３８が、好適には、クラスＡＢ型の増幅器段
であることが理解される。このことは、増幅器３４の出
力段上にバイアス用電流を供給する。本発明は、「高
速」単位利得バッファ増幅器３４を必要とする。尚、
「高速」という用語は、増幅器３４の帯域幅が、電界効
果トランジスタ１２及びそれと関連するコンポーネント
及び負荷の共振周波数と比較した場合に著しく大きなも
のであることを意味している。一時近似として、このよ
うな共振周波数は次式で表される。
バッファ段３８が、好適には、クラスＡＢ型の増幅器段
であることが理解される。このことは、増幅器３４の出
力段上にバイアス用電流を供給する。本発明は、「高
速」単位利得バッファ増幅器３４を必要とする。尚、
「高速」という用語は、増幅器３４の帯域幅が、電界効
果トランジスタ１２及びそれと関連するコンポーネント
及び負荷の共振周波数と比較した場合に著しく大きなも
のであることを意味している。一時近似として、このよ
うな共振周波数は次式で表される。
【００１２】
【数１】
【００１３】尚、Ｌは負荷のインダクタンスであり、Ｃ
は負荷及び関連するコンポーネント及びトランジスタ１
２の全寄生容量である。例えば、Ｌが０．５乃至１０ｍ
Ｈの範囲内であり且つＣが０．５乃至５ｎＦの範囲内で
ある場合には、共振周波数ＦR は５００ｋＨｚ以下であ
り、且つ５メガヘルツの帯域幅を有する増幅器３４が適
当である。
は負荷及び関連するコンポーネント及びトランジスタ１
２の全寄生容量である。例えば、Ｌが０．５乃至１０ｍ
Ｈの範囲内であり且つＣが０．５乃至５ｎＦの範囲内で
ある場合には、共振周波数ＦR は５００ｋＨｚ以下であ
り、且つ５メガヘルツの帯域幅を有する増幅器３４が適
当である。
【００１４】前述した如く、バッファ増幅器３４のイン
ピーダンスは、例えば０乃至５ＭＨｚなどの拡張した周
波数範囲にわたり妥当に小さなものでなければならな
い。図３を参照すると、電界効果トランジスタ１２のゲ
ート対ドレイン容量４０が示されている。典型的に、ゼ
ロバイアスの場合、即ちゲートとドレインとの間の電圧
がゼロの場合、容量４０は、例えば、装置に依存して約
１００乃至５００ｐＦである。同様に、ゲート対ソース
容量４２は例えば５０乃至５００ｐＦの範囲内である。
ピーダンスは、例えば０乃至５ＭＨｚなどの拡張した周
波数範囲にわたり妥当に小さなものでなければならな
い。図３を参照すると、電界効果トランジスタ１２のゲ
ート対ドレイン容量４０が示されている。典型的に、ゼ
ロバイアスの場合、即ちゲートとドレインとの間の電圧
がゼロの場合、容量４０は、例えば、装置に依存して約
１００乃至５００ｐＦである。同様に、ゲート対ソース
容量４２は例えば５０乃至５００ｐＦの範囲内である。
【００１５】以下の表は、図１乃至３に示した回路に対
してのコンポーネントの表である。 コンポーネント表 コンポーネント 製造業者 モデル 値 トランジスタ 2N2222 (44a,44b) トランジスタ(46) 2N2907 抵抗(46) 2.2Kohm ダイオード(48) 2N2222 コレクタ・べース接続 ダイオード(50) ２Ｎ２９０７ コレクタ・べース接続 電界効果 エスジーエス ＳＧＳ Ｐ３５８ トランジスタ(12) トムソン コンデンサ(28) 25 pF ＤＣ電圧源(22) 5 volts インダクタ(20) 1 mH,5ohm バイアス用電流源５２は、例えば、４０μＡにセットす
ることが可能である。低電流源３２は５μＡに設定する
ことが可能である。この例においては、トランジスタ４
４ａのベース電流がもし可能なものであると仮定する
と、電圧スリューレートは次式の如き関数である。
してのコンポーネントの表である。 コンポーネント表 コンポーネント 製造業者 モデル 値 トランジスタ 2N2222 (44a,44b) トランジスタ(46) 2N2907 抵抗(46) 2.2Kohm ダイオード(48) 2N2222 コレクタ・べース接続 ダイオード(50) ２Ｎ２９０７ コレクタ・べース接続 電界効果 エスジーエス ＳＧＳ Ｐ３５８ トランジスタ(12) トムソン コンデンサ(28) 25 pF ＤＣ電圧源(22) 5 volts インダクタ(20) 1 mH,5ohm バイアス用電流源５２は、例えば、４０μＡにセットす
ることが可能である。低電流源３２は５μＡに設定する
ことが可能である。この例においては、トランジスタ４
４ａのベース電流がもし可能なものであると仮定する
と、電圧スリューレートは次式の如き関数である。
【００１６】ｄｖ／ｄｔ＝Ｉin／Ｃ＝５μＡ／２５ｐＦ
＝０．２０ｖ／μｓｅｃ． 供給電圧５４は、例えば、１２Ｖに設定することが可能
である。図３に示したバッファ増幅器を使用すると、バ
ッファ段３８はクラスＡＢ型の増幅器であり、それは該
バッファの出力段上にバイアス用電流を印加し、そのこ
とは動作期間中に低い出力インピーダンスレベルを維持
するために有益的なことである。
＝０．２０ｖ／μｓｅｃ． 供給電圧５４は、例えば、１２Ｖに設定することが可能
である。図３に示したバッファ増幅器を使用すると、バ
ッファ段３８はクラスＡＢ型の増幅器であり、それは該
バッファの出力段上にバイアス用電流を印加し、そのこ
とは動作期間中に低い出力インピーダンスレベルを維持
するために有益的なことである。
【００１７】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例を示した概略図。
【図２】 電流積分器の等価回路を示した概略図。
【図３】 本発明の好適実施例を示した詳細な概略図。
１０ 回路 １２ 電界効果トランジスタ １４ ポリシリコンゲート １６ ソース １８ ドレイン ２０ 誘導性負荷 ２２ 電圧源 ２６ 電流積分器 ２８ コンデンサ ３２ 電流源 ３４ バッファ増幅器
Claims (7)
- 【請求項１】 ゲートとソースとドレインとを具備する
絶縁ゲートエンハンスメント型電界効果トランジスタ手
段と、前記電界効果トランジスタのドレインと接続した
誘導性負荷手段とを有する装置において、定電流積分器
手段を有する負荷電圧スリューレート制御手段が設けら
れており、前記定電流積分器手段は前記電界効果トラン
ジスタ手段のゲートとドレインとの間に接続されてお
り、前記電界効果トランジスタのゲートにおけるゲート
・ドレイン容量に起因する局所的フィードバックが前記
定電流積分器手段により実効的に除去されていることを
特徴とする装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記電流積分器手段
が、一端を前記負荷と前記電界効果トランジスタ手段の
ドレインとの間に接続したコンデンサ手段と、前記コン
デンサ手段の他端と接続した電流源と、前記コンデンサ
手段の前記他端と前記電界効果トランジスタ手段のゲー
トとの間に接続されており所定の動作周波数範囲を有す
るバッファ増幅器手段とを有することを特徴とする装
置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記電流源が定電流
源であることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項２において、前記バッファ増幅器
手段のバッファ段がＮＰＮトランジスタを有することを
特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項２において、前記バッファ増幅器
手段が、前記バッファ増幅器手段の動作周波数範囲にわ
たり約５００Ωより小さな所定の出力インピーダンスを
有することを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記バッファ増幅器
手段が、前記バッファ増幅器手段の帯域幅が前記電界効
果トランジスタ手段と共に前記負荷手段の共振周波数の
少なくとも１０倍であるような動作周波数範囲を有する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項２において、前記バッファ増幅器
手段のバッファ段がクラスＡＢ型の増幅器段を有するこ
とを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/751,410 US5157351A (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Insulated gate enhancement mode field effect transistor with slew-rate control on drain output |
| US751410 | 1991-09-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613231A true JPH0613231A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3093046B2 JP3093046B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=25021856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04229051A Expired - Lifetime JP3093046B2 (ja) | 1991-08-28 | 1992-08-28 | ドレイン出力端子に関しスリューレート制御を有する絶縁ゲートエンハンスメント型電界効果トランジスタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5157351A (ja) |
| EP (1) | EP0535797B1 (ja) |
| JP (1) | JP3093046B2 (ja) |
| DE (1) | DE69223719T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0639063A4 (en) * | 1993-03-08 | 1995-06-14 | Thermoscan Inc | OPTICAL ARRANGEMENT FOR INFRARED THERMOMETERS. |
| JP2003501855A (ja) * | 1999-05-28 | 2003-01-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | スルーレート制御手段を有するレベルコンバータ |
| US6606046B2 (en) | 2001-03-21 | 2003-08-12 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for digital-to-analog conversion with an effective pulse width modulation |
Families Citing this family (18)
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|---|---|---|---|---|
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| EP0773569B1 (en) * | 1995-11-07 | 2002-02-20 | STMicroelectronics S.r.l. | Driver circuit for an injector |
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