JPH06318854A - ドライブ回路 - Google Patents
ドライブ回路Info
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- JPH06318854A JPH06318854A JP6007809A JP780994A JPH06318854A JP H06318854 A JPH06318854 A JP H06318854A JP 6007809 A JP6007809 A JP 6007809A JP 780994 A JP780994 A JP 780994A JP H06318854 A JPH06318854 A JP H06318854A
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- transistor
- drive circuit
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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
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0412—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/0414—Anti-saturation measures
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0412—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/04123—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in field-effect transistor switches
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
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- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半ブリッジ構成の上側段に使用するのに適
し、クロス電流の現れない高スイッチング・レートで作
動でき、そして非常に高い出力インピーダンスを提供で
きる電界効果トランジスタ用ドライブ回路を得る。 【構成】 第1のトランジスタM1を、電界効果トラン
ジスタMFET1のゲート端子とMFET1をターンオ
フするための電圧供給発生器の負極GNDとの間に接続
し、反転入力端子、非反転入力端子がMFET1のそれ
ぞれゲート端子、ソース端子に接続された演算増幅器で
M1を駆動する。スイッチS1,S2はMFET1をそ
れぞれ他の電源、M1に接続する。
し、クロス電流の現れない高スイッチング・レートで作
動でき、そして非常に高い出力インピーダンスを提供で
きる電界効果トランジスタ用ドライブ回路を得る。 【構成】 第1のトランジスタM1を、電界効果トラン
ジスタMFET1のゲート端子とMFET1をターンオ
フするための電圧供給発生器の負極GNDとの間に接続
し、反転入力端子、非反転入力端子がMFET1のそれ
ぞれゲート端子、ソース端子に接続された演算増幅器で
M1を駆動する。スイッチS1,S2はMFET1をそ
れぞれ他の電源、M1に接続する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に駆動モータや
誘導性負荷に使用された電界効果トランジスタを駆動す
るためのドライブ回路に関するものである。
誘導性負荷に使用された電界効果トランジスタを駆動す
るためのドライブ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】当業者には周知のように、上述した構成
は、バイポーラ型又は電界効果型のトランジスタを使用
して、一般に駆動モータや誘導性負荷に広範囲に使用さ
れている。主として電界効果トランジスタを使用する半
ブリッジ構成は、ブラシレス・モータやステップ・モー
タを駆動したり高電圧論理信号を伝送したりするために
特別に用いられる。事実、VDMOS(垂直2重拡散M
OS)部品は、電界効果トランジスタがバイポーラ・ト
ランジスタに比べて多くの利点を提供することに鑑み
て、電界効果トランジスタとして使用される。
は、バイポーラ型又は電界効果型のトランジスタを使用
して、一般に駆動モータや誘導性負荷に広範囲に使用さ
れている。主として電界効果トランジスタを使用する半
ブリッジ構成は、ブラシレス・モータやステップ・モー
タを駆動したり高電圧論理信号を伝送したりするために
特別に用いられる。事実、VDMOS(垂直2重拡散M
OS)部品は、電界効果トランジスタがバイポーラ・ト
ランジスタに比べて多くの利点を提供することに鑑み
て、電界効果トランジスタとして使用される。
【0003】半ブリッジを形成する2個の電界効果トラ
ンジスタは、電圧供給発生器の2個の端子、換言すれば
“電源”とアースの間で互いに直列に接続され、且つそ
のゲート端子に結合された制御回路手段によって導通状
態へ交互に駆動される。2個のトランジスタ間の結合ノ
ードからの出力信号の電圧振幅は、通電中のトランジス
タの出力電流及び飽和抵抗の両方に依存する。電源と出
力端子の間の電圧降下を最小にするには、通電中、上側
のトランジスタにソース電圧よりも高いゲート電圧(通
常、約10V)を印加して飽和抵抗を最適にする必要が
ある。
ンジスタは、電圧供給発生器の2個の端子、換言すれば
“電源”とアースの間で互いに直列に接続され、且つそ
のゲート端子に結合された制御回路手段によって導通状
態へ交互に駆動される。2個のトランジスタ間の結合ノ
ードからの出力信号の電圧振幅は、通電中のトランジス
タの出力電流及び飽和抵抗の両方に依存する。電源と出
力端子の間の電圧降下を最小にするには、通電中、上側
のトランジスタにソース電圧よりも高いゲート電圧(通
常、約10V)を印加して飽和抵抗を最適にする必要が
ある。
【0004】当業者には周知の方法、例えば電圧逓倍器
の使用により、供給電圧よりも高い所定の最適電圧量が
定められ、そして通電中、この高電圧は上側トランジス
タのゲート端子に印加されて供給電圧とは無関係に最適
のゲート/ソース電圧を供給する。トランジスタのター
ン・オン/オフによる避けれない電圧ピーク(最適電圧
よりも高くなることさえある)から上側トランジスタ
を、2個のツェナーダイオード(ソースとドレインの間
で互いに逆極性に接続された)で保護するのは普通のや
り方である。
の使用により、供給電圧よりも高い所定の最適電圧量が
定められ、そして通電中、この高電圧は上側トランジス
タのゲート端子に印加されて供給電圧とは無関係に最適
のゲート/ソース電圧を供給する。トランジスタのター
ン・オン/オフによる避けれない電圧ピーク(最適電圧
よりも高くなることさえある)から上側トランジスタ
を、2個のツェナーダイオード(ソースとドレインの間
で互いに逆極性に接続された)で保護するのは普通のや
り方である。
【0005】上述した問題が下側のトランジスタでは起
こらないのは、下側のトランジスタは内部発生電圧で駆
動されるので自動的に保護されるためである。その上、
下側のトランジスタのソース端子は常に基準電位に維持
される反面、上側のトランジスタのソース電位は電圧供
給発生器の2つの電位レベル、すなわち“電源レベル”
と“アース電位レベル”に変わり得る。
こらないのは、下側のトランジスタは内部発生電圧で駆
動されるので自動的に保護されるためである。その上、
下側のトランジスタのソース端子は常に基準電位に維持
される反面、上側のトランジスタのソース電位は電圧供
給発生器の2つの電位レベル、すなわち“電源レベル”
と“アース電位レベル”に変わり得る。
【0006】上側の電界効果トランジスタをターンオフ
する慣用の方法は、オフ動作中閉じられるべきスイッチ
と直列に接続された空乏電流発生器を介してそのような
トランジスタのゲート端子をアース電位に引き下げるこ
とである。電流発生器は基準電源に接続され、そしてス
イッチはスイッチオーバするために駆動される他の電界
効果トランジスタで良い。
する慣用の方法は、オフ動作中閉じられるべきスイッチ
と直列に接続された空乏電流発生器を介してそのような
トランジスタのゲート端子をアース電位に引き下げるこ
とである。電流発生器は基準電源に接続され、そしてス
イッチはスイッチオーバするために駆動される他の電界
効果トランジスタで良い。
【0007】この構成の改良点は、上側電界効果トラン
ジスタのゲート端子を、直接ではなくPNP型のバイポ
ーラ・トランジスタの内部位置でスイッチを介して空乏
電流発生器に接続することによって実際には提供され
た。上記バイポーラ・トランジスタのエミッタ端子、コ
レクタ端子は電界効果トランジスタのそれぞれゲート端
子、ソース端子に直結され、そしてベース端子は上記ス
イッチを介しアースされた空乏電流発生器に結合されて
いる。
ジスタのゲート端子を、直接ではなくPNP型のバイポ
ーラ・トランジスタの内部位置でスイッチを介して空乏
電流発生器に接続することによって実際には提供され
た。上記バイポーラ・トランジスタのエミッタ端子、コ
レクタ端子は電界効果トランジスタのそれぞれゲート端
子、ソース端子に直結され、そしてベース端子は上記ス
イッチを介しアースされた空乏電流発生器に結合されて
いる。
【0008】電界効果トランジスタをターンオフするた
めのこの構成の利点は、トランジスタ自体のゲート容量
の放電電流を負荷へ直接流せること、及びオンに切り戻
す時にゲート端子が既にソース端子と同一の電位(これ
はアース電位である必要はない)にあることである。更
に、空乏電流発生器からの電流はPNPトランジスタの
利得に等しい倍数だけ下げられる。
めのこの構成の利点は、トランジスタ自体のゲート容量
の放電電流を負荷へ直接流せること、及びオンに切り戻
す時にゲート端子が既にソース端子と同一の電位(これ
はアース電位である必要はない)にあることである。更
に、空乏電流発生器からの電流はPNPトランジスタの
利得に等しい倍数だけ下げられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この構成に固有の欠点
は、バイポーラ・トランジスタの周波数制限及び増大さ
れた集積面積を含むことである。その上、もしPNPト
ランジスタのベース/コレクタ接合での電圧降下よりも
高い電圧が出力端子に印加されるならば、この出力端子
から上記接合を通して電流が引き出される。
は、バイポーラ・トランジスタの周波数制限及び増大さ
れた集積面積を含むことである。その上、もしPNPト
ランジスタのベース/コレクタ接合での電圧降下よりも
高い電圧が出力端子に印加されるならば、この出力端子
から上記接合を通して電流が引き出される。
【0010】詳しく云えば、ライン・ドライバとして使
用される電流形態で或は正の電源ラインに接続された負
荷を駆動するための半ブリッジ構成、ただし高圧側ドラ
イバの半ブリッジ構成ではない場合に、別な問題が起き
る。上側トランジスタが空乏電流発生器によってターン
オフされ且つ下側トランジスタがオンに切り戻される時
に、上側トランジスタのソース端子及びゲート端子での
電位はこのトランジスタをオンに切り戻すのに充分であ
り、これにより非制御電流が生じられ、これはこの分野
では、“クロス電流”と普通に云われている。
用される電流形態で或は正の電源ラインに接続された負
荷を駆動するための半ブリッジ構成、ただし高圧側ドラ
イバの半ブリッジ構成ではない場合に、別な問題が起き
る。上側トランジスタが空乏電流発生器によってターン
オフされ且つ下側トランジスタがオンに切り戻される時
に、上側トランジスタのソース端子及びゲート端子での
電位はこのトランジスタをオンに切り戻すのに充分であ
り、これにより非制御電流が生じられ、これはこの分野
では、“クロス電流”と普通に云われている。
【0011】
【発明の要約】この発明は、電界効果トランジスタ、特
にブリッジ又は半ブリッジ電流構成の上側出力段、或は
“高圧側ドライバ”と一般に称されている構成の最終段
(これは正の電源極に接続された単一の出力トランジス
タを含む)として使用される電界効果パワー・トランジ
スタを駆動するためのドライブ回路に関するものであ
る。この発明の下記の技術的問題は、半ブリッジ構成の
上側段に使用するのに適し、負荷とは無関係にスイッチ
ング動作中にクロス電流の現れない高いスイッチング・
レートで作動でき、そしてトランジスタが同時にターン
オフされる場合に電流が引き出されない非常に高い出力
インピーダンスを提供できる電界効果トランジスタ用ド
ライブ回路を提供することである。
にブリッジ又は半ブリッジ電流構成の上側出力段、或は
“高圧側ドライバ”と一般に称されている構成の最終段
(これは正の電源極に接続された単一の出力トランジス
タを含む)として使用される電界効果パワー・トランジ
スタを駆動するためのドライブ回路に関するものであ
る。この発明の下記の技術的問題は、半ブリッジ構成の
上側段に使用するのに適し、負荷とは無関係にスイッチ
ング動作中にクロス電流の現れない高いスイッチング・
レートで作動でき、そしてトランジスタが同時にターン
オフされる場合に電流が引き出されない非常に高い出力
インピーダンスを提供できる電界効果トランジスタ用ド
ライブ回路を提供することである。
【0012】この問題は、電圧供給発生器の正極に接続
するための第1の端子、負荷に接続するための第2の端
子、及び前記電圧発生器の正極よりも高い電位を持つ基
準電源に接続するための制御端子を有する少なくとも1
個の電界効果トランジスタを駆動するためのドライブ回
路であって、前記基準電源と前記電界効果トランジスタ
の制御端子との間に接続された第1のスイッチを駆動す
る制御回路手段と、前記電界効果トランジスタをターン
オフするための回路手段とを備えた前記ドライブ回路に
おいて、前記ターンオフ回路手段は、前記電界効果トラ
ンジスタの制御端子に接続された非反転入力端子、前記
電界効果トランジスタの第2の端子に接続された反転入
力端子、並びに前記制御回路手段に接続された出力端子
及び少なくとも1個の動作可能端子を有する演算増幅器
を含み、更に、前記電界効果トランジスタの制御端子に
接続された第1の端子、前記電圧供給発生器の負極に接
続された第2の端子、及び前記演算増幅器の出力端子に
接続された制御端子を有する第1のトランジスタを設け
た、ことを特徴とするドライブ回路によって解決され
る。この発明に係るドライブ回路の特色や利点は、添付
図面に一例として示された一実施例についての以下の説
明から明らかになろう。
するための第1の端子、負荷に接続するための第2の端
子、及び前記電圧発生器の正極よりも高い電位を持つ基
準電源に接続するための制御端子を有する少なくとも1
個の電界効果トランジスタを駆動するためのドライブ回
路であって、前記基準電源と前記電界効果トランジスタ
の制御端子との間に接続された第1のスイッチを駆動す
る制御回路手段と、前記電界効果トランジスタをターン
オフするための回路手段とを備えた前記ドライブ回路に
おいて、前記ターンオフ回路手段は、前記電界効果トラ
ンジスタの制御端子に接続された非反転入力端子、前記
電界効果トランジスタの第2の端子に接続された反転入
力端子、並びに前記制御回路手段に接続された出力端子
及び少なくとも1個の動作可能端子を有する演算増幅器
を含み、更に、前記電界効果トランジスタの制御端子に
接続された第1の端子、前記電圧供給発生器の負極に接
続された第2の端子、及び前記演算増幅器の出力端子に
接続された制御端子を有する第1のトランジスタを設け
た、ことを特徴とするドライブ回路によって解決され
る。この発明に係るドライブ回路の特色や利点は、添付
図面に一例として示された一実施例についての以下の説
明から明らかになろう。
【0013】
【実施例】図1はこの発明のドライブ回路及びこれに接
続された電界効果トランジスタMFET1を示す。ドラ
イブ回路は、主としてスイッチS1,S2及びS3、演
算増幅器A、並びにトランジスタM1及びM2を備えて
いる。ドライブ回路のための別な回路は図1にブロック
図で示されている。
続された電界効果トランジスタMFET1を示す。ドラ
イブ回路は、主としてスイッチS1,S2及びS3、演
算増幅器A、並びにトランジスタM1及びM2を備えて
いる。ドライブ回路のための別な回路は図1にブロック
図で示されている。
【0014】図2はこの発明のドライブ回路のもっと詳
しい回路図である。図2に示す電界効果トランジスタM
FET1は、VDMOS型で良く、そのソース端子、ド
レイン端子がそれぞれ出力端子OUT、電圧供給発生器
の正極+VCCに接続されている。
しい回路図である。図2に示す電界効果トランジスタM
FET1は、VDMOS型で良く、そのソース端子、ド
レイン端子がそれぞれ出力端子OUT、電圧供給発生器
の正極+VCCに接続されている。
【0015】電界効果トランジスタMFET1のゲート
端子はスイッチ(すなわち第1のスイッチ)S1を介し
て+VCCよりも高電位の基準電源VCPに接続されてい
る。ツェナーダイオードDZ2,DZ3は、電界効果ト
ランジスタMFET1のそれぞれソース端子、ゲート端
子に接続され、且つ互いに背中合わせに接続されて電界
効果トランジスタMFET1を避けられない電圧ピーク
から保護する。
端子はスイッチ(すなわち第1のスイッチ)S1を介し
て+VCCよりも高電位の基準電源VCPに接続されてい
る。ツェナーダイオードDZ2,DZ3は、電界効果ト
ランジスタMFET1のそれぞれソース端子、ゲート端
子に接続され、且つ互いに背中合わせに接続されて電界
効果トランジスタMFET1を避けられない電圧ピーク
から保護する。
【0016】電界効果トランジスタMFET1のドライ
ブ回路はトランジスタ(すなわち第1のトランジスタ)
M1を備え、このトランジスタM1は電界効果トランジ
スタMFET1のゲート端子と電圧供給発生器の負極G
NDとの間でスイッチ(すなわち第2のスイッチ)S2
と直列に接続されている。
ブ回路はトランジスタ(すなわち第1のトランジスタ)
M1を備え、このトランジスタM1は電界効果トランジ
スタMFET1のゲート端子と電圧供給発生器の負極G
NDとの間でスイッチ(すなわち第2のスイッチ)S2
と直列に接続されている。
【0017】トランジスタM1及びトランジスタ(すな
わち第2のトランジスタ)M2の両ゲート端子は定電流
発生器G1を介して+VCCに接続されている。トランジ
スタM2は、トランジスタ(すなわち第3のトランジス
タ)M3及びトランジスタ(すなわち第4のトランジス
タ)M4から成る差動段とGNDの間でスイッチ(すな
わち第3のスイッチ)S3と直列に接続されている。ス
イッチS1,S2及びS3は、DMOSトランジスタが
望ましいが、当業者には周知の他のスイッチ例えばバイ
ポーラトランジスタ等も使用できる。
わち第2のトランジスタ)M2の両ゲート端子は定電流
発生器G1を介して+VCCに接続されている。トランジ
スタM2は、トランジスタ(すなわち第3のトランジス
タ)M3及びトランジスタ(すなわち第4のトランジス
タ)M4から成る差動段とGNDの間でスイッチ(すな
わち第3のスイッチ)S3と直列に接続されている。ス
イッチS1,S2及びS3は、DMOSトランジスタが
望ましいが、当業者には周知の他のスイッチ例えばバイ
ポーラトランジスタ等も使用できる。
【0018】トランジスタM3,M4のゲート端子はそ
れぞれ電界効果トランジスタMFET1のゲート端子、
出力端子に接続されている。ツェナーダイオードDZ1
はスイッチS3と電界効果トランジスタMFET1のゲ
ート端子との間に接続されている。トランジスタM3,
M4はそれぞれ第1、第2のカレントミラー回路MR
1,MR2の入力脚に接続されている。カレントミラー
回路MR1の出力脚はトランジスタM1のゲート端子に
接続されている。カレントミラー回路MR2の出力脚は
第3のカレントミラー回路MR3を介してトランジスタ
M2のゲート端子に接続されている。
れぞれ電界効果トランジスタMFET1のゲート端子、
出力端子に接続されている。ツェナーダイオードDZ1
はスイッチS3と電界効果トランジスタMFET1のゲ
ート端子との間に接続されている。トランジスタM3,
M4はそれぞれ第1、第2のカレントミラー回路MR
1,MR2の入力脚に接続されている。カレントミラー
回路MR1の出力脚はトランジスタM1のゲート端子に
接続されている。カレントミラー回路MR2の出力脚は
第3のカレントミラー回路MR3を介してトランジスタ
M2のゲート端子に接続されている。
【0019】トランジスタM3,M4のゲート端子は、
トランジスタM3及びM4並びにカレントミラー回路M
R1及びMR3から成る演算増幅器のそれぞれ非反転入
力端子、反転入力端子になり、そして演算増幅器の出力
端子はトランジスタM1のゲート端子に接続されてい
る。
トランジスタM3及びM4並びにカレントミラー回路M
R1及びMR3から成る演算増幅器のそれぞれ非反転入
力端子、反転入力端子になり、そして演算増幅器の出力
端子はトランジスタM1のゲート端子に接続されてい
る。
【0020】制御回路手段(図示しない)は、スイッチ
S1がターンオンされる時だけスイッチS2及びS3が
ターンオフされた状態(その逆の場合も成立する)にあ
るようにスイッチをドライブする。スイッチS2を閉じ
ると、電界効果トランジスタMFET1は電荷空乏トラ
ンジスタM1によってターンオフされる。
S1がターンオンされる時だけスイッチS2及びS3が
ターンオフされた状態(その逆の場合も成立する)にあ
るようにスイッチをドライブする。スイッチS2を閉じ
ると、電界効果トランジスタMFET1は電荷空乏トラ
ンジスタM1によってターンオフされる。
【0021】他方、スイッチS3を閉じると、これは演
算増幅器を動作可能にし、もって差動段を動作状態にセ
ットし且つトランジスタM2を通るカレントミラー回路
は電流発生機能を有する。
算増幅器を動作可能にし、もって差動段を動作状態にセ
ットし且つトランジスタM2を通るカレントミラー回路
は電流発生機能を有する。
【0022】入力端子を通る電流を引き出すのを避ける
ために、演算増幅器の入力段は電界効果デバイスで実施
されるのが好ましく、これにより電界効果トランジスタ
MFET1のソース電圧及びゲート電圧が測定される。
この構成では、半ブリッジ構成中の両方のトランジスタ
がオフである場合に出力端子から電流が引き出されな
い。
ために、演算増幅器の入力段は電界効果デバイスで実施
されるのが好ましく、これにより電界効果トランジスタ
MFET1のソース電圧及びゲート電圧が測定される。
この構成では、半ブリッジ構成中の両方のトランジスタ
がオフである場合に出力端子から電流が引き出されな
い。
【0023】図示の回路が動作する原理は下記の通りで
ある。スイッチS2及びS3がオン状態にあると、電界
効果トランジスタMFET1はスイッチS1を閉じてそ
のゲート端子にVCPを印加することでターンオンされる
ことができる。オフ状態ではスイッチS1がゲート端子
へVCPを印加させないが、スイッチS3は演算増幅器を
動作可能にする。この点で、演算増幅器の入力端子間に
電位差がある限り、電界効果トランジスタMFET1の
ゲート端子は演算増幅器によってドライブされたトラン
ジスタM1から放電される。従って、過渡期間の終り
に、負帰還により電界効果トランジスタMFET1のゲ
ート端子は平衡電圧に達する。ソース電圧すなわち出力
端子CUTでの電圧及びツェナーダイオードDZ1によ
って定められた電圧の両方に結ばれることにより電界効
果トランジスタMFET1のゲート端子は平衡電圧に達
する。
ある。スイッチS2及びS3がオン状態にあると、電界
効果トランジスタMFET1はスイッチS1を閉じてそ
のゲート端子にVCPを印加することでターンオンされる
ことができる。オフ状態ではスイッチS1がゲート端子
へVCPを印加させないが、スイッチS3は演算増幅器を
動作可能にする。この点で、演算増幅器の入力端子間に
電位差がある限り、電界効果トランジスタMFET1の
ゲート端子は演算増幅器によってドライブされたトラン
ジスタM1から放電される。従って、過渡期間の終り
に、負帰還により電界効果トランジスタMFET1のゲ
ート端子は平衡電圧に達する。ソース電圧すなわち出力
端子CUTでの電圧及びツェナーダイオードDZ1によ
って定められた電圧の両方に結ばれることにより電界効
果トランジスタMFET1のゲート端子は平衡電圧に達
する。
【0024】電界効果トランジスタMFET1のオン状
態中、スイッチS1は閉じられ且つスイッチS2及びS
3は開かれる。従って、トランジスタM3及びM4から
成る差動段は動作不能にされる。その理由は、トランジ
スタM2から切り離されるためである。そして電界効果
トランジスタMFET1のゲート端子はVCPと同一電圧
にある。それは、このゲート端子がトランジスタM1か
ら切り離され且つVCPに接続されるためである。電界効
果トランジスタMFET1をターンオフするために、ス
イッチS1は開かれ且つスイッチS2及びS3は両方共
閉じられる。トランジスタM3及びM4から成る差動段
はオン状態にあるトランジスタM2によって引き出され
た電流によって動作可能にされ、そしてトランジスタM
3(そのゲート端子がトランジスタM4のゲート電位よ
りも高い電位にある)は導通する。
態中、スイッチS1は閉じられ且つスイッチS2及びS
3は開かれる。従って、トランジスタM3及びM4から
成る差動段は動作不能にされる。その理由は、トランジ
スタM2から切り離されるためである。そして電界効果
トランジスタMFET1のゲート端子はVCPと同一電圧
にある。それは、このゲート端子がトランジスタM1か
ら切り離され且つVCPに接続されるためである。電界効
果トランジスタMFET1をターンオフするために、ス
イッチS1は開かれ且つスイッチS2及びS3は両方共
閉じられる。トランジスタM3及びM4から成る差動段
はオン状態にあるトランジスタM2によって引き出され
た電流によって動作可能にされ、そしてトランジスタM
3(そのゲート端子がトランジスタM4のゲート電位よ
りも高い電位にある)は導通する。
【0025】これと同時に電界効果トランジスタMFE
T1のゲート端子はトランジスタM1によって放電させ
られ、そして或る期間後に電界効果トランジスタMFE
T1のソースと同じ電圧レベルに達する。この電圧レベ
ルに達した時に、トランジスタM4は導通し始めそして
トランジスタM3はターンオフする。トランジスタM4
が導通し始めるとすぐに、カレントミラー回路も導通
し、トランジスタM1及びM2をターンオフさせようと
する電流を発生する。
T1のゲート端子はトランジスタM1によって放電させ
られ、そして或る期間後に電界効果トランジスタMFE
T1のソースと同じ電圧レベルに達する。この電圧レベ
ルに達した時に、トランジスタM4は導通し始めそして
トランジスタM3はターンオフする。トランジスタM4
が導通し始めるとすぐに、カレントミラー回路も導通
し、トランジスタM1及びM2をターンオフさせようと
する電流を発生する。
【0026】トランジスタM3がオフで、トランジスタ
M4がオンで、ツェナーダイオードDZ1が直接バイア
スされ且つトランジスタM1及びM2が流れ続ける電流
を吸収する平衡状態に達するまで、電界効果トランジス
タMFET1のゲートは放電され続ける。
M4がオンで、ツェナーダイオードDZ1が直接バイア
スされ且つトランジスタM1及びM2が流れ続ける電流
を吸収する平衡状態に達するまで、電界効果トランジス
タMFET1のゲートは放電され続ける。
【0027】
【発明の効果】要するに、この発明に係るドライブ回路
の利点を要約すれば下記の通りである。出力端子に印加
された電圧の値と関係なく出力端子から電流が引き出さ
れない。半ブリッジ構成の場合に且つ負荷と無関係に、
電界効果トランジスタMFET1のソース電圧及びゲー
ト電圧がいつでも測定されるので、スイッチング動作中
クロス(cross)電流が生じない。高周波スイッチング
を何の問題もなく行える。
の利点を要約すれば下記の通りである。出力端子に印加
された電圧の値と関係なく出力端子から電流が引き出さ
れない。半ブリッジ構成の場合に且つ負荷と無関係に、
電界効果トランジスタMFET1のソース電圧及びゲー
ト電圧がいつでも測定されるので、スイッチング動作中
クロス(cross)電流が生じない。高周波スイッチング
を何の問題もなく行える。
【0028】この発明の一実施例を図示して上述した
が、この発明の概念の範囲内で種々の変化や変更を行え
る。一例として、トランジスタM1及びM2並びにカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタを適当にバイア
スされたバイポーラトランジスタで置き換えることがで
き、そして定電流発生器を異なる電圧基準に接続するこ
とができる。
が、この発明の概念の範囲内で種々の変化や変更を行え
る。一例として、トランジスタM1及びM2並びにカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタを適当にバイア
スされたバイポーラトランジスタで置き換えることがで
き、そして定電流発生器を異なる電圧基準に接続するこ
とができる。
【図1】この発明のドライブ回路の基本ブロック図であ
る。
る。
【図2】半ブリッジ構成の上側段の電界効果トランジス
タ及びMOS型又は組み合わせ技術を使ってモノリシッ
クに集積できるこの発明に係るドライブ回路を示す回路
図である。
タ及びMOS型又は組み合わせ技術を使ってモノリシッ
クに集積できるこの発明に係るドライブ回路を示す回路
図である。
+VCC 電圧供給発生器の正極 GND 電圧供給発生器の負極 MFET1 電界効果トランジスタ S1 第1のスイッチ S2 第2のスイッチ S3 第3のスイッチ M1 第1のトランジスタ M2 第2のトランジスタ M3 第3のトランジスタ M4 第4のトランジスタ MR1 第1のカレントミラー回路 MR2 第2のカレントミラー回路 MR3 第3のカレントミラー回路 G1 定電流発生器 DZ1,DZ2,DZ3 ツェナーダイオード
フロントページの続き (71)出願人 593100798 コリムメ−コンソルツィオ・ペル・ラ・リ チェルカ・スッラ・ミクロエレットロニ カ・ネル・メッツォジオルノ CO.RI.M.ME.−CONSORZ IO PER LA RICERCA S ULLA MICROELETTRONI CA NEL MEZZOGIORNO イタリア国、95121 カタニア、ストラダ ーレ・プリモゾーレ 50 (72)発明者 フランセスコ・プルヴィレンティ イタリア国、95024 アチレアーレ、コル ソ・イタリア 125 (72)発明者 ロベルト・ガリボルディ イタリア国、20084 ラッキアレッラ、ヴ ィア・エッフェ・バラッカ 6/3
Claims (19)
- 【請求項1】 電圧供給発生器の正極に接続するための
第1の端子、負荷に接続するための第2の端子、及び前
記電圧発生器の正極よりも高い電位を持つ基準電源に接
続するための制御端子を有する少なくとも1個の電界効
果トランジスタを駆動するためのドライブ回路であっ
て、前記基準電源と前記電界効果トランジスタの制御端
子との間に接続された第1のスイッチを駆動する制御回
路手段と、前記電界効果トランジスタをターンオフする
ための回路手段とを備えた前記ドライブ回路において、 前記ターンオフ回路手段は、前記電界効果トランジスタ
の制御端子に接続された非反転入力端子、前記電界効果
トランジスタの第2の端子に接続された反転入力端子、
並びに前記制御回路手段に接続された出力端子及び少な
くとも1個の動作可能端子を有する演算増幅器を含み、 更に、前記電界効果トランジスタの制御端子に接続され
た第1の端子、前記電圧供給発生器の負極に接続された
第2の端子、及び前記演算増幅器の出力端子に接続され
た制御端子を有する第1のトランジスタを設けた、 ことを特徴とするドライブ回路。 - 【請求項2】 前記制御回路手段によって駆動される第
2のスイッチが前記電界効果トランジスタの制御端子と
前記第1のトランジスタの第1の端子との間に接続され
ていることを特徴とする請求項1のドライブ回路。 - 【請求項3】 前記演算増幅器は、前記第1のスイッチ
が開き且つ前記第2のスイッチが閉じている時に前記制
御回路手段によって動作可能にされることを特徴とする
請求項2のドライブ回路。 - 【請求項4】 前記演算増幅器は、前記両入力端子に直
結された電界効果デバイスを有する入力段を含むことを
特徴とする請求項1のドライブ回路。 - 【請求項5】 前記演算増幅器の動作可能端子は、前記
制御回路手段によって駆動される第3のスイッチを介し
て電流発生回路手段に接続されていることを特徴とする
請求項1のドライブ回路。 - 【請求項6】 前記電流発生回路手段は、前記第3のス
イッチと前記電圧供給発生器の負極との間に接続された
第2のトランジスタであって、その制御端子が前記演算
増幅器の出力端子に接続されると共に定電流発生器を介
して前記電圧供給発生器の正極にも接続されることを特
徴とする請求項5のドライブ回路。 - 【請求項7】 前記演算増幅器は第3及び第4のトラン
ジスタから成る差動入力段を含み、これらトランジスタ
の各々は第1及び第2の端子並びに制御端子を有し、前
記第3、第4のトランジスタの制御端子は前記演算増幅
器のそれぞれ非反転入力端子、反転入力端子であり、前
記各トランジスタの第2の端子は前記演算増幅器の動作
可能端子に接続されていることを特徴とする請求項6の
ドライブ回路。 - 【請求項8】 前記演算増幅器は第1、第2及び第3の
カレントミラー回路を含み、各カレントミラー回路は入
力脚及び出力脚を有し、前記第1のカレントミラー回路
の入力脚、出力脚はそれぞれ前記第3のトランジスタの
第1の端子、前記第1のトランジスタの制御端子に接続
され、前記第2のカレントミラー回路の入力脚、出力脚
はそれぞれ前記第4のトランジスタの第1の端子、前記
第3のカレントミラー回路の入力脚に接続され、そして
前記第3のカレントミラー回路の出力脚は前記演算増幅
器の出力端子であることを特徴とする請求項7のドライ
ブ回路。 - 【請求項9】 前記演算増幅器は、前記第3のトランジ
スタの第2の端子と制御端子の間に接続されたツェナー
ダイオードを含む請求項7のドライブ回路。 - 【請求項10】 各トランジスタが電界効果トランジス
タであって、その第1の端子、第2の端子、制御端子が
それぞれドレイン端子、ソース端子、ゲート端子である
ことを特徴とする請求項1のドライブ回路。 - 【請求項11】 第1の端子、第2の端子及び制御端子
を有する電界効果トランジスタを駆動するためのドライ
ブ回路であって、 前記第1の端子に結合された第1の極、及び第2の極を
有する第1の電源と、 前記制御端子に選択的に結合された極を有する第2の電
源と、 前記制御端子と前記第1の電源の第2の極との間に結合
された第1のトランジスタと、 前記制御端子、前記第2の端子にそれぞれ結合された非
反転端子、反転端子を有する演算増幅器と、 前記制御端子及び前記第2の電源の極を選択的に結合す
るためにこれら制御端子と第2の電源の極との間で直列
に結合された第1のスイッチと、 前記第1のトランジスタ及び前記制御端子を選択的に結
合するためにこれら第1のトランジスタと制御端子の間
で直列に結合された第2のスイッチと、 を備えたドライブ回路。 - 【請求項12】 前記制御端子、前記第1の端子、前記
第2の端子が前記電界効果トランジスタのそれぞれゲー
ト端子、ドレイン端子、ソース端子であり、そして前記
第1の電源の第1の極、第2の極がそれぞれ正極、負極
である請求項11のドライブ回路。 - 【請求項13】 電流発生回路、及びこの電流発生回路
と前記演算増幅器を相互結合する第3のスイッチを更に
備えた請求項11のドライブ回路。 - 【請求項14】 前記電流発生回路は、前記第3のスイ
ッチと前記第1の電源の第2の端子との間に結合された
第2のトランジスタ、及び前記第1の電源と前記第2の
トランジスタの間に結合された電流発生器を含む請求項
13のドライブ回路。 - 【請求項15】 前記電流発生回路と前記第1の電源の
第2の極との間に結合されたカレントミラー回路を更に
備えた請求項13のドライブ回路。 - 【請求項16】 前記第1及び第3のスイッチが閉じて
いる時に前記第2のスイッチが開いている請求項13の
ドライブ回路。 - 【請求項17】 前記演算増幅器は、第1のトランジス
タ端子、第2のトランジスタ端子及び制御トランジスタ
端子を有する第3のトランジスタを含み、前記制御トラ
ンジスタ端子は前記電界効果トランジスタの制御端子に
結合され、そして前記第2のトランジスタ端子は前記演
算増幅器の動作可能端子である請求項11のドライブ回
路。 - 【請求項18】 前記第2のトランジスタ端子と前記制
御トランジスタ端子との間に結合されたツェナーダイオ
ードを更に備えた請求項17のドライブ回路。 - 【請求項19】 前記制御端子と前記第2の端子とを相
互接続する少なくとも1個のツェナーダイオードを更に
備えた請求項11のドライブ回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT93830034.0 | 1993-01-29 | ||
EP93830034A EP0608667B1 (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Driving circuit for a field effect transistor in final semibridge stage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06318854A true JPH06318854A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=8215115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6007809A Pending JPH06318854A (ja) | 1993-01-29 | 1994-01-27 | ドライブ回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5422587A (ja) |
EP (1) | EP0608667B1 (ja) |
JP (1) | JPH06318854A (ja) |
DE (1) | DE69304189T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0684699B1 (en) * | 1994-05-25 | 2001-10-24 | STMicroelectronics S.r.l. | Slew rate control and optimization of power consumption in a power stage |
US5550412A (en) * | 1994-09-12 | 1996-08-27 | United Technologies Corporation | Isolated MOSFET gate drive |
FR2725307B1 (fr) * | 1994-09-30 | 1996-12-20 | Sgs Thomson Microelectronics | Composant semiconducteur d'alimentation, de recirculation et de demagnetisation d'une charge selfique |
US5796276A (en) * | 1994-12-30 | 1998-08-18 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | High-side-driver gate drive circuit |
EP1094606B1 (en) | 1999-10-22 | 2004-03-03 | STMicroelectronics S.r.l. | Driver circuit for P-channel MOS switches |
US6388477B1 (en) * | 2001-06-28 | 2002-05-14 | Sunplus Technology Col, Ltd. | Switchable voltage follower and bridge driver using the same |
DE102007050710A1 (de) * | 2007-10-22 | 2009-04-23 | Trinamic Motion Control Gmbh & Co. Kg | Verahren und Schaltungsanordnung zum Betreiben einer induktiven Last |
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JPH04138077A (ja) * | 1989-12-29 | 1992-05-12 | Philips Gloeilampenfab:Nv | ハーフブリッジ駆動装置 |
JPH04170815A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-18 | Nissan Motor Co Ltd | ハイサイド・スイッチ回路及び半導体装置 |
JPH0661826A (ja) * | 1992-08-10 | 1994-03-04 | Hitachi Ltd | パワーmos制御回路 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5017816A (en) * | 1989-11-08 | 1991-05-21 | National Semiconductor Corp. | Adaptive gate discharge circuit for power FETS |
US5083051A (en) * | 1990-02-26 | 1992-01-21 | Motorola, Inc. | Output driver circuit with improved output stage biasing |
JP2677730B2 (ja) * | 1991-10-09 | 1997-11-17 | 山武ハネウエル株式会社 | 電流出力回路 |
-
1993
- 1993-01-29 DE DE69304189T patent/DE69304189T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-29 EP EP93830034A patent/EP0608667B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-01-11 US US08/180,102 patent/US5422587A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-27 JP JP6007809A patent/JPH06318854A/ja active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0608667A1 (en) | 1994-08-03 |
EP0608667B1 (en) | 1996-08-21 |
US5422587A (en) | 1995-06-06 |
DE69304189T2 (de) | 1997-01-23 |
DE69304189D1 (de) | 1996-09-26 |
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