JPH077398A - バイポーラトランジスタのブレークダウン電圧を増加させる回路 - Google Patents

バイポーラトランジスタのブレークダウン電圧を増加させる回路

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JPH077398A
JPH077398A JP5317568A JP31756893A JPH077398A JP H077398 A JPH077398 A JP H077398A JP 5317568 A JP5317568 A JP 5317568A JP 31756893 A JP31756893 A JP 31756893A JP H077398 A JPH077398 A JP H077398A
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JP
Japan
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transistor
voltage
collector
base
bipolar transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP5317568A
Other languages
English (en)
Inventor
Francesco Carobolante
カロボランテ フランセスコ
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 lnc USA
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics Inc
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Publication date
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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
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導性負荷へ駆動電流を供給する改良した回
路及び方法を提供する。 【構成】 インダクタへ駆動電流を供給するバイポーラ
トランジスタの逆ブレークダウン電圧を増加させる回路
が、バイポーラトランジスタのコレクタとベースとの間
に接続した電圧制御トランジスタを有しており、その制
御要素はインダクタの片側へ接続している。本回路は、
単一の半導体基板上に形成される集積回路の一部として
形成することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子回路における改良に
関するものであって、更に詳細には、誘導性負荷へ駆動
電流を供給する電子回路における改良及びそのバイポー
ラドライバトランジスタの逆ブレークダウン電圧を超え
て回路のブレークダウン電圧を増加させる技術に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図1を参照すると、インダクタ乃至は誘
導性負荷11に対して駆動電流を供給する典型的な従来
の回路である回路10が示されている。回路10はNP
Nトランジスタ14を有しており、そのコレクタは電圧
CCを供給する電源へ接続している。トランジスタ14
のエミッタはノードN1へ接続しており、それに対して
はインダクタ11の片側が接続されている。付加的な抵
抗性及びその他の負荷要素はブロック16で示してあ
り、それらはインダクタ11の反対側と電圧VS との間
に接続されている。
【0003】スイッチ17がノードN1と接地との間に
接続されている。スイッチ17は入力端子18へ印加さ
せる信号によってオンオフ制御される。スイッチ17
は、典型的には、例えばNチャンネルMOSトランジス
タ又はバイポーラNPNトランジスタ等のトランジスタ
によって与えられるものであり、そのゲート又はベース
は夫々入力端18へ接続している。
【0004】この回路はNPNドライバトランジスタ1
4のベースへ接続している入力端20上の信号によって
制御される。従って、トランジスタ14及びスイッチ1
7の配列はインダクタ11に対するプシュプル駆動機構
を与えている。然しながら、スイッチ17がターンオフ
される場合には、インダクタ11は、スイッチ17がタ
ーンオフする前に流れていたのと同一の方向にそのコイ
ル内を流れる電流を継続して流そうとする。従って、ノ
ードN1における電圧は、実際には、トランジスタ14
の逆ブレークダウン電圧を超える点へ電源電圧VCCを超
える場合がある。
【0005】ある回路はノードN1においてインダクタ
11の作用によって発生される過剰電圧を制御するため
のクランピング又はその他の回路機構を与えている。一
方、多くの適用例においては、増加される電圧は、イン
ダクタがそのエネルギをより高速で放電することが可能
であるように可能な範囲で上昇することが許容される。
その放電は、トランジスタ14の逆ブレークダウン電圧
によって事実上制限される場合がある。
【0006】二つの逆ブレークダウン電圧に興味があ
る。第一のものであるBVECO は、ベース端子を接続し
ない状態でコレクタの電圧に関してエミッタの電圧を上
昇させる(NPNトランジスタの場合)によって得られ
るものである。第二のものであるBVEBO は、コレクタ
をフローティングさせるか又はベースと等しいか又はそ
れより高い電圧にさせてベースの電圧に関してエミッタ
の電圧を上昇させることによって得られるものである。
第二のものは第一のものよりも常に高く、且つしばしば
二倍程度高いものである。
【0007】ノードN1における電圧が供給電圧を超え
て上昇することを可能とするために、トランジスタ14
は、通常、非駆動状態のままとされ(即ち、高インピー
ダンス)、従ってそのベースはフローティングしており
且つノードN1上の電圧は供給電圧を超えてトランジス
タ14のBVECO より高く上昇することはできない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、誘導性負荷へ駆動電流を供給する改良した回路
を提供することである。
【0009】本発明の別の目的とするところは、ブレー
クダウンを発生することなしにドライバトランジスタの
エミッタ・コレクタブレークダウン電圧より大きな電圧
が該トランジスタ上に存在することを可能とする上述し
たタイプの回路を提供することである。
【0010】本発明の更に別の目的とするところは、高
圧側ドライバトランジスタ上の逆ブレークダウン電圧を
増加させるDCモータなどを駆動する場合に使用する回
路を提供することである。
【0011】本発明の更に別の目的とするところは、バ
イポーラトランジスタの逆ブレークダウン電圧を増加さ
せる方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の広義の側面によ
れば、インダクタへ駆動電流を供給するバイポーラトラ
ンジスタの逆ブレークダウン電圧を増加させる回路が提
供される。本回路は、バイポーラトランジスタのコレク
タとベースとの間に接続した電圧制御トランジスタを有
しており、該トランジスタはインダクタの一端部に接続
した制御端子を有している。本回路は、単一の半導体基
板上に形成される集積回路の一部として製造することが
可能である。
【0013】本発明の別の広義の側面によれば、バイポ
ーラトランジスタのエミッタ・コレクタブレークダウン
電圧を増加させる方法が提供され、その場合、バイポー
ラトランジスタのベース及びコレクタは、バイポーラト
ランジスタのベースとコレクタとの間に接続されている
トランジスタをターンオンさせることによってエミッタ
・コレクタ電圧がオープンベースブレークダウン電圧を
超える場合に、短絡される。
【0014】
【実施例】図2を参照すると、本発明に基づいて構成さ
れた回路30が示されており、それはインダクタ31へ
駆動電流を供給する。回路30はNPNドライバトラン
ジスタ34を有しており、そのコレクタは供給電圧VCC
へ接続している。ドライバトランジスタ34のエミッタ
はスイッチ35の片側へ接続しており、スイッチ35は
ノードN1と基準電圧即ち接地との間に接続している。
【0015】前述した如く、インダクタ31はノードN
1とその他の負荷要素36との間に接続している。付加
的な負荷要素36は、例えば、抵抗性負荷要素等とする
ことが可能である。負荷要素36は基準電圧VS へ接続
している。
【0016】更に、NチャンネルMOSトランジスタ4
0が設けられている。トランジスタ40は、そのドレイ
ンを供給電圧VCCへ接続しており且つそのソースをドラ
イバトランジスタ34の入力端即ちベースへ接続してい
る。トランジスタ40のゲートはノードN1へ接続して
いる。注意すべきことであるが、NチャンネルMOSト
ランジスタ40が示されているが、バイポーラNPNト
ランジスタも同様に使用することが可能である。
【0017】ドライバトランジスタ34への入力端は入
力端子42へ接続している。同様に、下側のスイッチン
グトランジスタ35への入力端は入力端子44へ接続し
ている。従って、動作について説明すると、下側のトラ
ンジスタ35が入力端子44へ適宜の入力信号を印加す
ることによってターンオンされると、コイル31を介し
て及びトランジスタ35のドレイン・ソース経路を介し
て、電源VS から電流が流れることが許容される。従っ
て、ノードN1に表われる電圧は、通常、VCCと接地と
の間の値に等しい。然しながら、トランジスタ34がタ
ーンオフすると、ノードN1上の電圧は、インダクタ3
1によって課される電流対電圧の関係に起因して、増加
する。ノードN1上の電圧がVCCを超えたレベルへ増加
すると、それはトランジスタ40をターンオンさせて、
ドライバトランジスタ34のベースとコレクタとを実効
的に短絡状態とさせる。従って、ノードN1上の電圧は
ブレークダウンが発生する前に電源電圧を超えたより高
い電圧へ安全に上昇することが可能であり、従って単に
ドライバトランジスタ34によって与えられるものを超
えて本回路のブレークダウン電圧能力を実質的に増加さ
せている。
【0018】従って、付加したNチャンネルMOSトラ
ンジスタ40のために、ノードN1上の電圧が電源電圧
を超えてVT ボルトより高く上昇すると、トランジスタ
34のベースは実際的にコレクタへ短絡状態とされる
(尚、VT はトランジスタ34のスレッシュホールド電
圧である)。この条件において、ノードN1上の電圧は
ブレークダウンが発生する前に電源電圧を超えて最大で
BVEBO ボルトまで安全に上昇することが可能であり、
従ってこのような限界を実質的に増加させている。
【0019】理解される如く、回路30はDCモータ駆
動適用例、特に高圧側及び低圧側のドライバが設けられ
ている適用例において使用することが可能である。この
ような適用例においては、ドライバトランジスタ34は
いわゆる高圧側ドライバ機能を与えることが可能であ
り、一方スイッチ35は低圧側駆動機能を与えることが
可能である。コイルコミュテーション信号が夫々の入力
端子42及び44へ印加されて、当該技術分野において
公知の態様でトランジスタ34及びスイッチ35のスイ
ッチング動作を制御することが可能である。
【0020】理解される如く、トランジスタ34及び4
0及びスイッチ35は図2において点線45で示した如
く、単一の基板上における集積回路の一部として容易に
形成することが可能である。
【0021】トランジスタ40は、図3に示した如く、
NPNバイポーラトランジスタと、そのベースへ直列接
続した比較的大きな抵抗とによって置換させることが可
能である。NチャンネルMOSトランジスタ40の代わ
りにNPNトランジスタを使用する実施例においては、
通常、NPNバイポーラトランジスタのベースと直列し
て大きな抵抗50が設けられる。従って、図3に示した
如く、バイポーラNPNトランジスタ50は、そのコレ
クタ及びエミッタを、電源電圧VCCとドライバトランジ
スタ34のベースとの間に接続している。高い値の抵抗
51がトランジスタ50のベースとノードN1における
ドライバトランジスタ34のエミッタとの間に接続され
ている。
【0022】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更が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 上側のドライバトランジスタのオープンベー
スブレークダウン電圧に等しいブレークダウン電圧を有
しており従来技術に基づいてインクダクタへ駆動電流を
供給するドライバ回路を示した回路図。
【図2】 図1の形態のものを超えたブレークダウン電
圧を有する本発明の一実施例に基づいて構成されたドラ
イバ回路を示した回路図。
【図3】 図1の形態のものを超えたブレークダウン電
圧を有する本発明の別の実施例に基づくドライバ回路を
示した回路図。
【符号の説明】
30 ドライバ回路 31 インダクタ 34 ドライバトランジスタ 35 スイッチ 36 付加的な負荷要素 40 NチャンネルMOSトランジスタ 42,44 入力端子

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インダクタへ駆動電流を供給するバイポ
    ーラトランジスタの逆ブレークダウン電圧を増加させる
    回路において、前記バイポーラトランジスタのコレクタ
    とベースとの間に電圧制御トランジスタが接続されてお
    り、前記電圧制御トランジスタは前記インダクタの片側
    に接続した制御要素を有することを特徴とする回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記バイポーラトラ
    ンジスタがNPNトランジスタであることを特徴とする
    回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記電圧制御トラン
    ジスタが電界効果トランジスタであることを特徴とする
    回路。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記電圧制御トラン
    ジスタがNチャンネルMOSトランジスタであることを
    特徴とする回路。
  5. 【請求項5】 請求項1において、前記インダクタがD
    Cモータのコイルであることを特徴とする回路。
  6. 【請求項6】 請求項1において、前記バイポーラトラ
    ンジスタ及び前記電圧制御トランジスタが単一の半導体
    基板上に形成した集積回路の一部であることを特徴とす
    る回路。
  7. 【請求項7】 インダクタへ駆動電流を供給する回路に
    おいて、供給電圧源から前記インダクタへスイッチ可能
    に駆動電流を印加すべく接続された第一バイポーラトラ
    ンジスタが設けられており、前記第一バイポーラトラン
    ジスタはそのエミッタとコレクタとの間に逆オープンベ
    ースブレークダウン電圧VCEO を有しており、前記第一
    トランジスタのコレクタとベースとの間に接続した電流
    経路を有する第二トランジスタが設けられており、前記
    第二トランジスタは前記第一バイポーラトランジスタの
    エミッタへ接続した制御要素を有しており且つ前記第一
    トランジスタの前記エミッタ上の電圧が前記供給電圧源
    の電圧を超える場合に前記第一トランジスタのコレクタ
    とベースとの間に電流経路を確立すべく動作可能であ
    り、前記第一バイポーラトランジスタがブレークダウン
    する前に前記第一トランジスタのエミッタとコレクタと
    の間に前記第一トランジスタのブレークダウン電圧V
    CEO よりも高い電圧が存在することが可能であることを
    特徴とする回路。
  8. 【請求項8】 請求項7において、前記第一バイポーラ
    トランジスタがNPNトランジスタであることを特徴と
    する回路。
  9. 【請求項9】 請求項7において、前記第二トランジス
    タが電界効果トランジスタであることを特徴とする回
    路。
  10. 【請求項10】 請求項7において、前記第二トランジ
    スタがNチャンネルMOSトランジスタであることを特
    徴とする回路。
  11. 【請求項11】 請求項7において、前記インダクタが
    DCモータのコイルであることを特徴とする回路。
  12. 【請求項12】 請求項11において、更に、低側コイ
    ルドライバとして作用するスイッチが前記インダクタと
    基準電圧との間に接続されていることを特徴とする回
    路。
  13. 【請求項13】 請求項7において、前記第一バイポー
    ラトランジスタ及び前記第二バイポーラトランジスタが
    単一の半導体基板上に形成されている集積回路の一部で
    あることを特徴とする回路。
  14. 【請求項14】 バイポーラトランジスタのエミッタ・
    コレクタブレークダウン電圧を増加させる方法におい
    て、エミッタ・コレクタ電圧が逆ブレークダウン電圧V
    CEO を超える場合に前記バイポーラトランジスタのベー
    ス及びコレクタを短絡させることを特徴とする方法。
  15. 【請求項15】 請求項14において、前記ベースとコ
    レクタとを短絡させるステップが、前記バイポーラトラ
    ンジスタのベースとコレクタとの間に接続されているト
    ランジスタをターンオンさせることを特徴とする方法。
  16. 【請求項16】 請求項14において、前記ベースとコ
    レクタとを短絡させるステップが、前記バイポーラトラ
    ンジスタのベースとコレクタとの間に接続されている電
    界効果トランジスタをターンオンさせることを特徴とす
    る方法。
  17. 【請求項17】 請求項14において、前記ベースとコ
    レクタとを短絡させるステップが、前記バイポーラトラ
    ンジスタのベースとコレクタとの間に接続されているN
    チャンネルMOSトランジスタをターンオンさせること
    を特徴とする方法。
  18. 【請求項18】 請求項14において、前記ベースとコ
    レクタとを短絡させるステップが、前記バイポーラトラ
    ンジスタのベースとコレクタとの間に接続されているN
    PNバイポーラトランジスタをターンオンさせることを
    特徴とする方法。
  19. 【請求項19】 請求項18において、更に、前記NP
    Nバイポーラトランジスタのベース接続と直列して高い
    値の抵抗を設けることを特徴とする方法。
JP5317568A 1992-12-17 1993-12-17 バイポーラトランジスタのブレークダウン電圧を増加させる回路 Pending JPH077398A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US992488 1992-12-17
US07/992,488 US5453905A (en) 1992-12-17 1992-12-17 Circuit for increasing the breakdown voltage of a bipolar transistor

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JPH077398A true JPH077398A (ja) 1995-01-10

Family

ID=25538394

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JP5317568A Pending JPH077398A (ja) 1992-12-17 1993-12-17 バイポーラトランジスタのブレークダウン電圧を増加させる回路

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US (1) US5453905A (ja)
EP (1) EP0606746B1 (ja)
JP (1) JPH077398A (ja)
DE (1) DE69330998T2 (ja)

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EP0606746B1 (en) 2001-10-24
DE69330998D1 (de) 2001-11-29
US5453905A (en) 1995-09-26
EP0606746A1 (en) 1994-07-20

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Effective date: 20040113