JPH06244698A - ゲート・ドライブ回路 - Google Patents

ゲート・ドライブ回路

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JPH06244698A
JPH06244698A JP5055047A JP5504793A JPH06244698A JP H06244698 A JPH06244698 A JP H06244698A JP 5055047 A JP5055047 A JP 5055047A JP 5504793 A JP5504793 A JP 5504793A JP H06244698 A JPH06244698 A JP H06244698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
comparator
output
turned
low level
Prior art date
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Pending
Application number
JP5055047A
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English (en)
Inventor
Shigenori Uesugi
茂紀 上杉
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PFU Ltd
Original Assignee
PFU Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by PFU Ltd filed Critical PFU Ltd
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Publication of JPH06244698A publication Critical patent/JPH06244698A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無駄な電力消費を抑え、コンパレータの電源
電圧以上の波高値を持つパルスを発生させ、MOS−F
ETゲートの高速ドライブを可能にすること。 【構成】 コンパレータIC1の出力の高レベルから低
レベルへの切換時点より微小時間t秒後にコンパレータ
IC2の出力は低レベルから高レベルに切り換わり、I
C1の出力の低レベルから高レベルへの切換時点よりt
秒前にIC2の出力は高レベルから低レベルに切り換わ
る。トランジスタQ1がオンすると、トランジスタQ4
もオンし、トランジスタQ5は逆バイアスされてオフ
し、出力電圧Vo は高レベルになる。トランジスタQ1
がオフすると、トランジスタQ4はオフ動作を開始し、
t秒後にトランジスタQ2がオンすると、トランジスタ
Q3のオンによりトランジスタQ4のオフ動作は加速さ
れると共に、トランジスタQ5がオンし、出力電圧Vo
は低レベルになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MOS−FETゲート
をドライブするゲート・ドライブ回路の改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3はゲート・ドライブ回路の従来例を
示す図である。同図において、IC1はコンパレータ
(比較器または演算増幅器)、Q1とQ2はトランジス
タ、Q6はMOS−FETのトランジスタをそれぞれ示
している。なお、一点鎖線より左側がゲート・ドライブ
回路を構成しており、MOS−FETのトランジスタQ
6がゲート・ドライブ回路によってドライブされるゲー
ト回路を構成している。コンパレータIC1の+入力端
子には入力電圧Vinが入力され、コンパレータの−入力
端子には基準電圧(閾値)が入力される。図示のような
形の入力電圧Vinが入力されたと仮定すると、コンパレ
ータIC1からは図示のようなパルス信号が出力され
る。パルス信号の高レベルはVccであり、低レベルはG
NDである。
【0003】コンパレータIC1の出力が高レベルのと
きには、トランジスタQ1がオン,トランジスタQ2が
オフとなり、出力電圧Vo は高レベルになる。出力電圧
oが高レベルになると、トランジスタQ6はオンす
る。コンパレータIC1の出力が低レベルのときには、
トランジスタQ1がオフ,トランジスタQ2がオンとな
り、出力電圧Vo は低レベルになる。出力電圧Vo が低
レベルになると、トランジスタQ6はオフする。トラン
ジスタQ1とQ2は、ゲート・ドライブ回路のプッシュ
プルの電流増幅段を構成している。図3に示したような
従来例は、コンパレータIC1の耐圧が出力パルスの波
高値以上必要であると言う欠点を有している。
【0004】図4はゲート・ドライブ回路の他の従来例
を示す図である。図4のゲート・ドライブ回路は、図3
の従来例の欠点を除去するために考案されたものであ
る。図4において、IC1はコンパレータ(比較器又は
演算増幅器)、Q1ないしQ3はトランジスタ、R1と
R2は抵抗、C1はコンデンサ、Q6はMOS−FET
のトランジスタをそれぞれ示している。
【0005】Vcc1はVcc2よりも大きい。Vcc2は、
コンパレータIC1の電源電圧である。コンパレータI
C1には、パルス状の入力電圧Vinが入力される。コン
パレータIC1の出力が高レベルになると、トランジス
タQ1はオンする。なお、抵抗R1とコンデンサC1よ
り成る並列回路は、トランジスタQ1のスイッチングを
高速化するためのものである。トランジスタQ1がオン
すると、トランジスタQ3はオンし、トランジスタQ2
はオフし、出力電圧Vo は低レベルになり、トランジス
タQ6はオフする。
【0006】コンパレータIC1の出力が低レベルにな
ると、トランジスタQ1はオフし、トランジスタQ2は
オンし、トランジスタQ3はオフし、出力電圧Vo は高
レベルになり、トランジスタQ6はオンする。図4のゲ
ート・ドライブ回路は、出力電圧Vo の低レベルから高
レベルへの立上がり時間が遅いと言う欠点を有してい
る。また、図4のゲート・ドライブ回路は、出力電圧V
o の低レベルのときに抵抗R2に電流が流れ、電力を無
駄に消費すると言う欠点を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点を解決し、出力が低レベルのときの無駄な電力消費を
抑え、演算増幅器またはコンパレータの電源電圧以上の
波高値を持つパルスを発生させ、MOS−FETゲート
の高速ドライブを可能にするゲート・ドライブ回路を提
供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】そしてそのため、本発明
のゲート・ドライブ回路は、一方の入力端子(-) に入力
信号が入力され、他方の入力端子(+) に閾値が入力され
る第1のコンパレータ(IC1) と、第1のコンパレータ(I
C1) の出力の高レベルから低レベルへの切換時点後に出
力が低レベルから高レベルへ切り換わると共に、第1の
コンパレータ(IC1) の出力の低レベルから高レベルへの
切換時点前に出力が高レベルから低レベルに切り換わる
第2のコンパレータ(IC2) と、nチャンネルのMOS−
FETで構成された第1のトランジスタ(Q1)と、nチャ
ンネルのMOS−FETで構成された第2のトランジス
タ(Q2)と、pnp形のトランジスタで構成された第3の
トランジスタ(Q3)と、pnp形のトランジスタで構成さ
れた第4のトランジスタ(Q4)と、pnp形のトランジス
タで構成された第5のトランジスタ(Q5)と、第1のコン
パレータ(IC1) の出力と第1のトランジスタ(Q1)のゲー
トとを結ぶ信号線と、第2のコンパレータ(IC2) の出力
と第2のトランジスタ(Q2)のゲートとを結ぶ信号線と、
第1のトランジスタ(Q1)のドレインと第4のトランジス
タ(Q4)のベースとを接続する接続手段(R6,C2,R7)と、第
2のトランジスタ(Q2)のドレインと第5のトランジスタ
(Q5)のベースとを接続する接続手段(R9)と、第3のトラ
ンジスタ(Q3)のエミッタとベースの間に設けられた抵抗
(R4)と、第3のトランジスタ(Q3)のベースと第2のトラ
ンジスタ(Q2)のドレインの間に設けられた微分回路(C1,
R5) と、第3のトランジスタ(Q3)のコレクタと第4のト
ランジスタ(Q4)のベースを接続する信号線と、第4のト
ランジスタ(Q4)のエミッタとベースを結ぶ抵抗(R8)と、
第4のトランジスタ(Q4)のコレクタと第5のトランジス
タ(Q5)のエミッタとを接続する接続手段(D1)と、第4の
トランジスタ(Q4)のコレクタと第5のトランジスタ(Q5)
のベースを接続する信号線とを具備し、第1のトランジ
スタ(Q1)のソース,第2のトランジスタ(Q2)のソースお
よび第5のトランジスタ(Q5)のコレクタがグランド線(G
ND) に接続され、第3のトランジスタ(Q3)のエミッタお
よび第4のトランジスタ(Q4)のエミッタが電源線(Vcc1)
に接続されていることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】トランジスタQ1がオンすると、トランジスタ
Q4は直ちにオンし、トランジスタQ5は逆バイアスさ
れてオフし、出力電圧Vo は高レベルになる。なお、ト
ランジスタQ1がオン状態のときは、トランジスタQ2
はオフ状態にある。トランジスタQ1がオフすると、ト
ランジスタQ4はオフ動作を開始する。微小時間t秒後
にトランジスタQ2がオンすると、トランジスタQ3が
オンし、トランジスタQ4を高速にオフする。トランジ
スタQ4がオフし、トランジスタQ2がオンであるの
で、トランジスタQ5がオンし、出力電圧Vo は低レベ
ルになる。
【0010】
【実施例】図1は本発明のゲート・ドライブ回路の構成
例を示す電気回路図である。同図において、IC1とI
C2はコンパレータ(比較器たまは演算増幅器)、Q1
ないしQ5はトランジスタ、R1ないしR9は抵抗、C
1とC2はコンデンサ、D1はダイオード、Q6はMO
S−FETのトランジスタをそれぞれ示している。トラ
ンジスタQ1とQ2は、nチャンネルのMOS−FET
である。また、Vcc1>Vcc2である。
【0011】コンパレータIC1の−入力端子には入力
電圧Vinが入力され、コンパレータIC1の+入力端子
には基準電圧(閾値)が入力される。コンパレータIC
2の−入力端子には基準電圧(閾値)が入力され、コン
パレータIC2の+入力端子には入力電圧VinをR3/
(R1+R2+R3)倍したものが入力される。
【0012】コンパレータIC1の出力は、トランジス
タQ1のゲートに印加される。トランジスタQ1のソー
スはGNDに接続される。トランジスタQ1のドレイン
は、抵抗R7とコンデンサC2より成る並列回路および
抵抗R6を介してトランジスタQ4のベースに接続され
る。抵抗R7とコンデンサC2より成る並列回路は、ト
ランジスタQ4のスイッチングを高速化するためのもの
である。
【0013】コンパレータIC2の出力はトランジスタ
Q2のゲートに印加される。トランジスタQ2のソース
はGNDに接続される。トランジスタQ2のドレイン
は、抵抗R9を介してトランジスタQ5のベースに接続
されると共に、抵抗R4,コンデンサC1,抵抗R5よ
り成る直列回路を介してVcc1に接続される。抵抗R
4,コンデンサC1,抵抗R5より成る直列回路は、微
分回路を構成している。
【0014】トランジスタQ4のエミッタはVcc1に接
続され、トランジスタQ4のエミッタとベースの間には
抵抗R8が設けられている。トランジスタQ5のコレク
タはGNDに接続されている。トランジスタQ4のコレ
クタとトランジスタQ5のベースは、信号線で接続され
ている。トランジスタQ4のコレクタは、ダイオードD
1を介してトランジスタQ5のエミッタに接続されてい
る。ダイオードD1 のカソードとトランジスタQ5のエ
ミッタの接合点の電圧が出力電圧Vo となる。
【0015】トランジスタQ3のエミッタはVcc1に接
続され、コレクタはトランジスタQ4のベースに接続さ
れ、ベースは抵抗R4の下端に接続されている。トラン
ジスタQ6のドレインはVcc1に接続され、トランジス
タQ6のゲートには出力電圧Vo が印加される。
【0016】図2はコンパレータの出力波形を示す。同
図において、はコンパレータIC1の出力波形、は
コンパレータIC2の出力波形をそれぞれ示す。図示の
ように、波形の高レベルから低レベルへの切換時点か
らt秒後に波形は低レベルから高レベルに切り換わ
り、波形の高レベルから低レベルへの切換時点からt
秒後に波形は低レベルから高レベルに切り換わる。
【0017】図1のゲート・ドライブ回路の動作につい
て説明する。コンパレータIC1の出力が低レベルから
高レベルに切り換わると、トランジスタQ1がオンし、
トランジスタQ4もオンする。なお、コンパレータIC
1の出力の低レベルから高レベルへの切換時点では、コ
ンパレータIC2の出力は低レベルであり、トランジス
タQ2はオフである。トランジスタQ4がオンすると、
トランジスタQ5は逆バイヤスされるので、トランジス
タQ5はオフされる。トランジスタQ4がオン、トラン
ジスタQ5がオフであるので、出力電圧Vo は高レベル
になる。
【0018】コンパレータIC1の出力が高レベルから
低レベルに切り換わると、トランジスタQ1はオフす
る。トランジスタQ1がオフすると、トランジスタQ4
はオフ動作を開始する。コンパレータIC1の高レベル
から低レベルへの切換時点からt秒後に、コンパレータ
IC2の出力が低レベルから高レベルに切り換わり、ト
ランジスタQ2がオンする。
【0019】トランジスタQ2がオンすると、抵抗R4
→コンデンサC1→抵抗R5→トランジスタQ2より成
る枝路に電流が流れ、トランジスタQ3がオンする。ト
ランジスタQ3をオンすることにより、トランジスタQ
4を高速にオフすることが出来る。抵抗R4→コンデン
サC1→抵抗R5→トランジスタQ2より成る枝路には
電流が一瞬流れるだけで、その後は電流は流れない。ト
ランジスタQ4がオフした時点ではトランジスタQ2が
オンになっているので、トランジスタQ5がオンする。
トランジスタQ4がオフし、トランジスタQ5がオンす
ると、出力電圧Vo は低レベルになる。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、 (a) 出力電圧Vo が低レベルの状態で安定していると
き、Icc1=0になる。 (b) ドライブ用トランジスタQ4,Q5が同時にオンし
てVcc1→GNDへ貫通電流が流れないようにするた
め、コンパレータIC1とIC2の出力が反転する際、
必ずいったん同時に低レベルになってから次の動作に移
る。 (c) Vcc1>Vcc2であっても、Vo はVcc2以上の波
高値のパルスを出力できる。 と言う顕著な効果を奏することが出来る。本発明のゲー
ト・ドライブ回路を周波数制御形のDC−DCコンバー
タのゲート・ドライブ回路として使用した場合、高い変
換効率を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゲート・ドライブ回路の構成例を示す
電気回路図である。
【図2】図1のコンパレータの出力波形を示す図であ
る。
【図3】ゲート・ドライブ回路の従来例を示す図であ
る。
【図4】ゲート・ドライブ回路の他の従来例を示す図で
ある。
【符号の説明】
IC1とIC2 コンパレータ Q1ないしQ5 トランジスタ R1ないしR9 抵抗 C1とC2 コンデンサ D1 ダイオード Q6 MOS−FETのトランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の入力端子(-) に入力信号が入力さ
    れ、他方の入力端子(+) に閾値が入力される第1のコン
    パレータ(IC1) と、 第1のコンパレータ(IC1) の出力の高レベルから低レベ
    ルへの切換時点後に出力が低レベルから高レベルへ切り
    換わると共に、第1のコンパレータ(IC1) の出力の低レ
    ベルから高レベルへの切換時点前に出力が高レベルから
    低レベルに切り換わる第2のコンパレータ(IC2) と、 nチャンネルのMOS−FETで構成された第1のトラ
    ンジスタ(Q1)と、 nチャンネルのMOS−FETで構成された第2のトラ
    ンジスタ(Q2)と、 pnp形のトランジスタで構成された第3のトランジス
    タ(Q3)と、 pnp形のトランジスタで構成された第4のトランジス
    タ(Q4)と、 pnp形のトランジスタで構成された第5のトランジス
    タ(Q5)と、 第1のコンパレータ(IC1) の出力と第1のトランジスタ
    (Q1)のゲートとを結ぶ信号線と、 第2のコンパレータ(IC2) の出力と第2のトランジスタ
    (Q2)のゲートとを結ぶ信号線と、 第1のトランジスタ(Q1)のドレインと第4のトランジス
    タ(Q4)のベースとを接続する接続手段(R6,C2,R7)と、 第2のトランジスタ(Q2)のドレインと第5のトランジス
    タ(Q5)のベースとを接続する接続手段(R9)と、 第3のトランジスタ(Q3)のエミッタとベースの間に設け
    られた抵抗(R4)と、 第3のトランジスタ(Q3)のベースと第2のトランジスタ
    (Q2)のドレインの間に設けられた微分回路(C1,R5) と、 第3のトランジスタ(Q3)のコレクタと第4のトランジス
    タ(Q4)のベースを接続する信号線と、 第4のトランジスタ(Q4)のエミッタとベースを結ぶ抵抗
    (R8)と、 第4のトランジスタ(Q4)のコレクタと第5のトランジス
    タ(Q5)のエミッタとを接続する接続手段(D1)と、 第4のトランジスタ(Q4)のコレクタと第5のトランジス
    タ(Q5)のベースを接続する信号線とを具備し、 第1のトランジスタ(Q1)のソース,第2のトランジスタ
    (Q2)のソースおよび第5のトランジスタ(Q5)のコレクタ
    がグランド線(GND) に接続され、 第3のトランジスタ(Q3)のエミッタおよび第4のトラン
    ジスタ(Q4)のエミッタが電源線(Vcc1)に接続されている
    ことを特徴とするゲート・ドライブ回路。
JP5055047A 1993-02-19 1993-02-19 ゲート・ドライブ回路 Pending JPH06244698A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5055047A JPH06244698A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 ゲート・ドライブ回路

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JP5055047A JPH06244698A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 ゲート・ドライブ回路

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JPH06244698A true JPH06244698A (ja) 1994-09-02

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JP5055047A Pending JPH06244698A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 ゲート・ドライブ回路

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JP (1) JPH06244698A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007096305A1 (de) * 2006-02-21 2007-08-30 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltung zum schalten eines spannungsgesteuerten transistors
JPWO2016002041A1 (ja) * 2014-07-03 2017-04-27 三菱電機株式会社 絶縁ゲート型パワー半導体素子のゲート駆動回路

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