JPH077404A - トランジスタ駆動回路配置 - Google Patents

トランジスタ駆動回路配置

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JPH077404A
JPH077404A JP5274654A JP27465493A JPH077404A JP H077404 A JPH077404 A JP H077404A JP 5274654 A JP5274654 A JP 5274654A JP 27465493 A JP27465493 A JP 27465493A JP H077404 A JPH077404 A JP H077404A
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JP
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gate
effect transistor
field effect
circuit
mos field
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Application number
JP5274654A
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English (en)
Inventor
Erich Bayer
バイエル エーリッヒ
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Texas Instruments Deutschland GmbH
Original Assignee
Texas Instruments Deutschland GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/163Soft switching

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 MOS電界効果トランジスタ(TO )のゲー
ト・ソースキャパシタンス(CGS)に蓄積された電荷
を、放電回路(12)の内部インピーダンスによって規
定される時定数に従って放電できるようにする。 【構成】 放電回路(12)をMOS電界効果トランジ
スタのゲート回路に接続し、この放電回路(12)を、
2つの状態間で切換えられるようにする。これら状態
は、比較的小さな内部インピーダンスと、比較的大きな
内部インピーダンスとによって決定されるもので、この
比較的小さな内部インピーダンスによって規定される状
態は、ゲート・ソース電圧(UGS)が予じめ決められた
限度値より低下すると直ぐに達成されるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物半導体(M
OS)電界効果トランジスタを駆動する回路配置に関
し、特にMOS電界効果トランジスタのゲート電極とソ
ース電極との間に、切換え可能な放電回路を有するパワ
ーMOS電界効果トランジスタに関するものである。こ
の放電回路を介して、ゲート・ソースキャパシタンス中
に保持された電荷を、この放電回路の内部インピーダン
スに依存した値を有する時定数に従って放電することが
できる。
【0002】
【従来技術】一般に、パワー出力段において、対応する
パワーMOS電界効果トランジスタを余り急速にオン/
オフスイッチングしないようにして、出力電圧または出
力電流のスルーレートを予じめ決められた最大値に維持
できるように注意を払う必要がある。
【0003】従って、いずれのケースでも、ゆっくりス
イッチオフするために、放電回路を、MOS電界効果ト
ランジスタのゲート電極とソース電極との間に切換可能
に設けている。この結果、このMOS電界効果トランジ
スタのゲート・ソースキャパシタンスは、放電回路のキ
ャパシタンスと内部インピーダンスに依存した値を有す
る時定数に従って放電するようになる。
【0004】通常、ゲート電圧の所望の立ち下り時間
は、このゲート・ソースキャパシタンスと直列回路を構
成するオーミック抵抗また、この放電回路に供給された
電流によって確立されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】MOS電界効果トラン
ジスタを制御するこのような手段によって、出力電圧ま
たは出力電流のスルーレートを予じめ決められた値に制
限することが可能となるが、これによって、放電回路の
内部インピーダンスを更に大きな値に選択するほど、所
望立ち下り率が低下してしまう。このことは、以下のよ
うな欠点を有するようになる。即ち、MOS電界効果ト
ランジスタのゲート電極には、この放電回路の比較的大
きな内部インピーダンスが負荷として接続されており、
特に、反転キャパシタンスを介してこの放電回路にノイ
ズが組合わされている場合には、このことによって、す
でにスイッチオフしたMOS電界効果トランジスタが、
制御不能なオン状態に戻ってしまう欠点がある。
【0006】
【課題を解決する手段】本発明の目的は、ゲート・ソー
スキャパシタンスをゆっくり放電することによってMO
S電界効果トランジスタのスイッチングオフを確実に制
御できることのみならず、同時に、累積(ノイズ)電圧
に対して反応しないような上述した種類の回路配置を特
に容易に実現することである。
【0007】この目的は、本発明の放電回路によって達
成され、この放電回路は、ゲート・ソース電圧が予じめ
決められた限界値より下がるとすぐに、比較的小さな内
部インピーダンスによって決められる状態を仮定して、
比較的大きな内部インピーダンスおよび比較的小さな内
部インピーダンスによってそれぞれ決定される2つの状
態の間で、切換え可能である。好ましくは、この放電回
路の内部インピーダンスは、ゲート・ソース電圧が予じ
め決められた限界値より低い場合には、ゼロの領域内の
値を有する。
【0008】
【作用】このような実施例によって、極めて信頼できる
ゲートコントロール回路が以下のような簡単な手段によ
って達成される。即ち、この簡単な手段は、この回路に
組合わされた累積(ノイズ)電圧に対して、実際上、反
応しないものであるが、しかし乍ら、MOS電界効果ト
ランジスタのスイッチオフを制御可能とし、この結果、
ゲート・ソースキャパシタンスを放電するのに必要な時
間および、これによりゲート電圧の立ち下り時間を延長
することができる。これら手段によって、MOS電界効
果トランジスタの出力信号のスルーレートに対する問題
も生じさせず、且つ、累積(ノイズ)電圧に対して強く
反応する特性に考慮しないで、あらゆる予じめ決められ
た上限値を保持できる。
【0009】スイッチオフ動作を2つの継続する時間期
間に分割し、これの第1時間期間中に、ゲート・ソース
電圧が依然として予じめ決められた限度値より高くな
り、この第1時間期間は、放電回路の比較的大きな内部
インピーダンスによって特徴付けられており、更に、こ
の第2時間期間によって、ゲート・ソース電圧が予じめ
決められた限度値より低下するとすぐに比較的小さな内
部インピーダンスを確立するようになる。
【0010】この第1期間を決める比較的大きな内部イ
ンピーダンスによってゲート・ソースキャパシタンスの
比較的ゆっくりした放電が可能となる一方、次に、比較
的大きな内部インピーダンスによって、MOS電界効果
トランジスタのゲート電極における放電回路に、特に反
転キャパシタンスを介して組合わされた累積(ノイズ)
電圧を、十分に低い値に維持できるようになり、これに
よって、このMOS電界効果トランジスタをスイッチオ
フの状態に保持できる。予じめ決められた限度値より低
いゲート・ソース電圧における放電回路の内部インピー
ダンスがゼロの領域内の値であるものと仮定すると、こ
のゲート電極において累積された、あらゆる電圧は、最
小値まで減少するようになる。
【0011】ゲート・ソース電圧の予じめ決められた限
度値を適切に選択することによって、この限度値に相当
するドレイン電流は、すでに、無視できるような小さな
値になっているか、または、ゼロの領域内の値となって
いるものと仮定できる。この結果、このトランジスタに
有害な、残存している、あらゆる累積電圧スパイクに対
して、不可能なものとなってしまい、このMOS電界効
果トランジスタの出力におけるゲート・ソースキャパシ
タンスの残存する急速な放電のために、例えば、誘導性
負荷や通常、存在しているラインインダクタンスによっ
てこのような電圧スパイクが生じる。
【0012】特に、簡単且つ高信頼の回路構成が、並列
接続された2つの電流通路によって放電回路を形成する
ことによって達成される。これら電流通路の一方によっ
て、比較的高いインピーダンス値を禁止すると共に、他
方の手段によって比較的小さなインピーダンス値を禁止
する電流通路を、ゲート・ソース電圧が指定可能なクラ
ンプ値を超過した場合に、すぐにバイパスさせることが
できる。従って、ゲート・ソースキャパシタンスのゆっ
くりした放電を決める比較的大きなインピーダンスを、
予じめ決められた電圧限度値が短時間で低下するとすぐ
に、好ましくはゼロの領域に存在する比較的小さな内部
インピーダンスで、実用上、短絡する。
【0013】本発明の回路配置の一実施例によれば、こ
のMOS電界効果トランジスタのゲート電極を、充電用
抵抗を有する充電回路に追加的に接続することができ
る。この充電用抵抗手段によって、ゲート・ソースキャ
パシタンスへの充電を決定する時定数が確立される。充
電回路および放電回路の接続(割当て)が択一的に且つ
有効的に実行されるので、この結果として、MOS電界
トランジスタのゲート電極は、これら2つの回路の一方
のみに常時、割当てられるようになる。
【0014】従属クレームには、本発明の回路配置の実
施例の利点が記載されている。
【0015】
【実施例】以下、本発明のMOS電界効果トランジスタ
駆動回路配置の実施例を、添付図面を参照し乍ら説明す
る。図1は、金属酸化物半導体(MOS)電界効果トラ
ンジスタTO のゲートを制御する従来の回路配置を示
し、この回路には、このMOS電界効果トランジスタT
O のゲート電極Gと直列接続した抵抗RS が設けられて
いる。この抵抗RS をスイッチS1を経て電源電圧VGH
に接続すると共に、スイッチS2を経て接地Mとするこ
ともできる。MOS電界効果トランジスタTOのドレイ
ン電極Dを出力ターミナルAに接続する。このソース電
極Sを接地Mする。
【0016】このMOS電界効果トランジスタTO をス
イッチオンしたいい場合には、スイッチS1を閉路する
一方、スイッチS2を開放の状態で維持する。従って、
ゲート・ソースキャパシタンスCGSを、ゲート電圧が電
源電圧VGHと実質的に同一となるまで、抵抗RS を介し
て充電する。
【0017】また、このMOS電界効果トランジスタT
O をスイッチオフした場合には、スイッチS1を開放す
る一方、スイッチS2を閉路状態のままとする。この結
果、ゲート・ソースキャパシタンスCGSが抵抗RS を介
して放電される。
【0018】ゲート・ソースキャパシタンスCGSと直列
の抵抗RS として高い値を選ぶことによって、スイッチ
オン/オフ動作を決定する時定数用の比較的大きな値が
得られる。即ち、この時定数値は、電源電圧VGHまたは
接地電位Mに直結したゲート電極Gに比較して大きいの
で、このMOS電界効果トランジスタTO の出力信号に
おけるスルーレートは限度値内に留まることができる。
しかし乍ら、この公知の回路配置には以下のような欠点
が存在する。即ち、ゲート電極Gには、特に、MOS電
界効果トランジスタがすでにオフした場合に、このコン
トロール回路の比較的大きな内部インピーダンスRS
負荷として掛るようになる。例えば、反転キャパシタン
スCrを介してこのコントロール回路に発生するノイズ
信号(累積電圧)によって、ゲート電圧が、このMOS
電界効果トランジスタTO が不所望にスイッチオンする
程度まで上昇してしまう欠点がある。
【0019】このようなMOS電界効果トランジスタT
O の制御不可能なスイッチオン動作によって、このトラ
ンジスタTO のスレッシュホールド電圧の4倍〜10倍
にもなる値を有するノイズパルス(スパイク)が、実際
にすぐに、発生してしまうようになる。このことは、実
際上、関連したトランジスタに依存して、反転キャパシ
タンスCrが、例えば、CGSの1/4から1/10の領
域内の値を有する事実に基くものである。
【0020】図2は、MOS電界効果トランジスタTO
のゲートを制御する、別の従来の回路配置を示す。この
従来回路配置は、以下の点のみが図1で示したものと相
違するものである。即ち、上述のオーミック抵抗R
S を、オン/オフ動作中に電流I e およびIa をそれぞ
れ供給する2つの定電流源によって置き換えただけであ
る。
【0021】この場合においても、同様に、コントロー
ル回路に比較的大きな内部インピーダンスが、MOS電
界効果トランジスタTO のゲート電極に対して、このト
ランジスタがオフの場合においても負荷が掛る手段によ
って生じてしまう。実際上、反転キャパシタンスCrを
介してこの回路中に生じるノイズによって、ゲート電圧
が、MOS電界効果トランジスタTO が再び不所望にも
スイッチオンしてしまう範囲まで上昇することである。
【0022】図3は、本発明の一実施例による回路配置
10の原理を示し、これを金属酸化物半導体(MOS)
電界効果トランジスタTO のゲートをコントロールする
ように設計し、特に、このMOS電界効果トランジスタ
O をパワー出力段のパワーMOS電界効果トランジス
タとすることができる。
【0023】ここで、このMOS電界効果トランジスタ
O のドレイン電極Dを同様に、出力ターミナルAに接
続する。次に、このトランジスタTO のソース接続Sを
接地Mに接続する。ゲート電極Gとソース電極Sとの間
に、ゲート・ソースキャパシタンスCGSが作用し、他
方、ドレイン電極Dとゲート電極Gとの間に、反転キャ
パシタンスCrが作用する。この反転キャパシタンスC
rのために、このMOS電界効果トランジスタTO のド
レイン電極Dとゲート電極Gとの間でノイズ電流IS
発生する可能性がある。
【0024】この回路配置10には、放電回路12が設
けられており、この放電回路12は、MOS電界効果ト
ランジスタTO のゲート電極Gとソース電極Sとの間
で、2個の電子スイッチを介して切換え可能となってい
る。この放電回路12を介して、ゲート・ソースキャパ
シタンスCGS中に蓄積された電荷を、時定数“t”に従
って、トランジスタTO のスイッチオフ動作中に放電さ
せることができる。この時定数の値は、この放電回路1
2の内部インピーダンスZ1 に依存するものである。
【0025】この放電回路12には、並列接続された2
つの電流通路14および16が設けられており、各通路
では、共通にそれぞれ制御される2つの電子スイッチN
1およびN2が設けられている。しかし乍ら、一般に
は、このMOS電界効果トランジスタTO のゲート電極
Gの2つの並列な電流路14,16を、単一の共通スイ
ッチで作動させるほうが実行可能なものである。
【0026】また、電流路14には、直列接続された3
個の抵抗R1,R2,R3から成る分圧器が設けられて
いる。この電流路14を、電子スイッチN1の直列回路
を経てMOS電界効果トランジスタTO のゲート電極G
に接続する一方、点Mで接地する。この電子スイッチN
1を閉路すると、この放電回路12の電流路14は、比
較的大きな内部インピーダンスZ1 を有するようにな
り、このインピーダンスは、上述の3個の抵抗R1,R
2,R3によって実質的に決定される。
【0027】MOS電界効果トランジスタTO のゲート
電極Gと並列であると共に、電子スイッチN2を経て切
換え可能な放電回路12の電流路16には、もう1つの
電子スイッチN4が設けられており、この電子スイッチ
N4が電子スイッチN2と直列接続されている。電子ス
イッチN2とN4とが閉路されると、この放電回路12
の電流路16は比較的小さな内部インピーダンスを有
し、このインピーダンスは、実際上、ゼロの領域の値で
ある。
【0028】地点Mで接地されると共に、電子スイッチ
N2を経てMOS電界効果トランジスタTO のゲート電
極Gに接続された電流路16の電子スイッチN4は、ス
イッチングトランジスタN3を介して制御可能である。
このスイッチングトランジスタN3のゲートは制御電圧
stを受信し、この制御電圧Ustは、分圧器R1〜R3
の内の2つの抵抗R1とR2との接続点から引出される
と共に、これら抵抗R2,R3間の電圧降下によって決
定される。図示した実施例では、このスイッチングトラ
ンジスタN3が電界効果トランジスタによって構成さ
れ、このトランジスタのソース電極が地点Mで接地され
ると共に、ゲート電極Gがこれら2つの抵抗R1,R2
間の接続点に接続される。
【0029】電子スイッチN4を制御するための制御出
力を構成するスイッチングトランジスタN3のドレイン
電極を、定電流源18に接続し、この定電流源18によ
って電源電圧Vccを受けると共に、供給された電流Iを
送給する。
【0030】この制御出力、即ち、スイッチングトラン
ジスタN3のドレイン電極を介して、もう1つの電子ス
イッチN5を制御可能とし、スイッチングトランジスタ
N3がオフの場合に、この電子スイッチN5を介して、
抵抗R3をバイパスすることができる。従って、これら
2つの電子スイッチN4およびN5をスイッチングトラ
ンジスタN3によって、以下の方法で制御する。即ち、
スイッチングトランジスタN3がオンの場合に、これら
電子スイッチN4,N5を開放とし、オフの場合に、閉
路とするように制御する。
【0031】また、図示の実施例では、これら総ての電
子スイッチN1〜N5の各々を、電界効果トランジスタ
で構成するので、この結果として、電子スイッチN4,
N5の2つのゲート電極をスイッチングトランジスタN
3のドレイン電極に接続すると共に、電子スイッチN
1,N2の2つのゲート電極を共通に、制御放電信号S
E を介して制御することができる。この制御放電信号S
E を出力EE に供給することができ、この出力EE を2
つの電子スイッチN1とN2のゲート電極に接続すると
共に、この出力を介して、ゲート・ソースキャパシタン
スCGSの放電が実行されると共に、これによって、MO
S電界効果トランジスタTO のゲート・ソース電圧VGS
の低下が行われる。
【0032】電流路14の3個のオーミック抵抗R1,
R2,R3を具備した分圧器を適切に設計するので、放
電回路12が放電信号SE を介して動作状態になった場
合に、スイッチングトランジスタN3がオフとなり、こ
れによって、この放電回路12に印加されたゲート・ソ
ース電圧UGSが割り当て可能なクランプ値UGSB (即
ち、図4)より低い値に低下してしまうと直ぐに、この
電流路16の電子スイッチN4を閉路するようになる。
このクランプ値を有効的に選択することによって、MO
S電界効果トランジスタTO の対応のドレイン電流ID
が、無視できるような少さな値、これはゼロの領域内で
あることが望ましい値を有するようになる。
【0033】MOS電界効果トランジスタTO をスイッ
チオン(導通)するために、充電回路20を設ける。こ
の充電回路20には、充電用抵抗RL と直列に電子スイ
ッチN6が設けられ、この充電用抵抗RL を経て、MO
S電界効果トランジスタTOのゲート・ソースキャパシ
タンスCGSを、電圧VGHまで充電することができ、この
電圧VGHを電子スイッチN6を経て充電用抵抗RL に印
加することができる。
【0034】電界効果トランジスタによって構成された
電子スイッチN6のゲート電極を、入力EL に接続す
る。MOS電界効果トランジスタTO をオンしようとす
ると共に、これによってそれのゲート・ソースキャパシ
タンスCGSを充電しようとすると直ぐに、制御充電信号
をこの入力EL に供給することができる。
【0035】図4Aは、図3で示したような本発明によ
る回路配置10によって制御されたMOS電界効果トラ
ンジスタTO のゲート・ソース電圧UGSのスイッチオフ
動作のプロフィールを表わしている。これと比較して、
図4Bは、図3に示すような本発明による回路配置10
の放電回路12の内部インピーダンスZ1 の時間プロフ
ィール(スイッチオフ動作中の)を表わしている。
【0036】本発明による、この回路配置の機能は以下
の通りである。
【0037】MOS電界効果トランジスタTO をスイッ
チオンするためには、入力EL は制御充電信号SL を受
信する必要があり、これによって電子スイッチN6を閉
路する。また、他方の入力EE には制御充電信号が存在
しないので、電子スイッチN1,N2は開放のままであ
る。従って、MOS電界効果トランジスタTO のゲート
電極Gは、充電回路20を単に受けるだけであるから、
この結果として、ゲート・ソースキャパシタンスCGS
充電用抵抗RL を介して電圧VGHまで充電する。
【0038】MOS電界効果トランジスタTO をスイッ
チオフしたい場合には、他方の入力EE によって制御放
電信号SE を受信する必要があり、この信号によって、
放電回路12の2つの電流路14,16内の電子スイッ
チN1,N2を閉路する。この結果、この放電回路12
がMOS電界効果トランジスタTO のゲート電極Gに与
えられ、これによって、ゲート・ソースキャパシタンス
GSの放電が禁止されるようになる。このような状況の
下では、充電回路20の電子スイッチN6が再度開放さ
れ、このことは入力EL における制御放電信号SL が減
衰したことによって起る。
【0039】放電動作が開始されると共に、電子スイッ
チが閉路されると、分圧器R1〜R3はMOS電界効果
トランジスタTO のゲート・ソース電圧UGSを受ける。
この電圧UGSは、電圧VGH(即ち、図4A)とほぼ等し
いままである。
【0040】時刻t0 で電子スイッチN1が閉路される
とすぐに、MOS電界効果トランジスタTO のゲート・
ソース電圧UGSおよび分圧器R1〜R3の設計値に依存
して、制御電圧Ustが急に現われるようになる。現在、
この分圧器R1〜R3は、スイッチングトランジスタN
3が電子スイッチN1の閉路と一緒にオン(閉路)とな
るように設定されているので、抵抗R3および電流路1
4内の電子スイッチN4をバイパスする電子スイッチN
5が開放されるようになる。
【0041】この電子スイッチN5が開放されることに
基因して抵抗R3が回路中に挿入され、このことは、ス
イッチングトランジスタN3の出力信号をこれの入力に
正帰還されるのと等価なものとなり、この結果として、
このスイッチングトランジスタN3は、比較的急速にス
イッチオン(ハード的にオン)するようになる。
【0042】従って、このような初期スイッチオフフェ
イズ期間中、MOS電界効果トランジスタTO のゲート
・ソースキャパシタンスCGSが、分圧器R1〜R3の抵
抗R1,R2の直列回路構成を介して放電するようにな
る。これら抵抗R1,R2,R3の合計値が規定される
ので、この結果として、この放電回路12の電流路14
に対して、比較的高い内部インピーダンスが得られ、こ
れによって、ゲート・ソースキャパシタンスCGSが、最
初に、所望の時定数t、一般に、比較的大きな時定数t
に従って放電するようになる。この初期放電フェーズ期
間中、放電回路12は比較的大きな内部インピーダンス
Z1/2 1 を有するようになり、このインピーダンスZ1/
2 1 (図4B)は、電流路14によって排他的に決定さ
れる。
【0043】MOS電界効果トランジスタTO のゲート
・ソース電圧UGSが、指定可能なクランプ値UGSB (即
ち、図4A)より下るとすぐに、スイッチングトランジ
スタN3用の抵抗R2,R3間の制御電圧Ustが、この
トランジスタN3がオフとなる程度まで降下してしま
う。時刻t1 (図4Aおよび図4B)に、2つの電子ス
イッチN4とN5がトランジスタN3のオフ動作を介し
て閉路されるので、この結果として、電流路14中の抵
抗R2がバイパスされる一方、MOS電界効果トランジ
スタTO のゲート・ソースキャパシタンスCGSを、放電
回路12の電流路16の2つの閉路した電子スイッチN
2,N4を経て実際上、短絡するようになる。時刻t1
現在で、図4Aで示したように、ゲート・ソースキャパ
シタンスC GSの残留放電が、ゲート・ソース電圧UGS
時間プロフィールの急峻な傾きで急激に行われる。
【0044】図4Bから明らかなように、放電回路12
の内部インピーダンスZ1 は、時刻t1 に、比較的高い
値1/2 1 からゼロの領域中の比較的低い値Z1 ″まで急
激に低下する。初期放電フェーズ中に、比較的大きなイ
ンピーダンスZ1/2 1 は、分圧器R1〜R3を含む電流
路14によって規定される一方、比較的低い内部インピ
ーダンスZ1 ″が、電流路16の閉路された、即ちスイ
ッチオンされた電子スイッチN2,N4の2つの無視可
能な小さな出力インピーダンスの合計値から得られるよ
うになる。
【0045】閉路した電子スイッチN5によって抵抗R
3がバイパスされることにより、オフポイントに対する
スイッチングトランジスタN3の戻りのオンポイントが
上昇して、ヒステリシス現象が生じる。従って、このス
イッチングトランジスタN3の繰返しオン動作のため
に、ゲート・ソース電圧UGSが、スイッチオフ期間中の
電圧UGSに比べて高くなる必要がある。
【0046】
【効果】実際には、オフ状態の下でのMOS電界効果ト
ランジスタTO のゲート電極Gに対して、電流路16に
よって決められたように、比較的低い内部インピーダン
スZ1 ″によってのみ負荷が掛るので、反転キャパシタ
ンスCrを介して、この回路中に導入されるあらゆるノ
イズ信号Is に関して、ゲート電圧を、このゲート電圧
によってトランジスタTO が不所望に繰返しオンとなる
程度まで増大することは出来なくなる。換言すれば、こ
れらノイズ信号Is によって、トランジスタTO は繰返
しオン状態となることが防止できる。
【0047】以上の説明に関して、更に、以下の項を開
示する。 1.金属酸化物半導体(MOS)電界効果トランジス
タ、特に、パワーMOS電界効果トランジスタTO のゲ
ートを制御するに当り、このMOS電界効果トランジス
タTO のゲート電極Gとソース電極Sとの間に、切換え
可能な放電回路12を設け、この放電回路12を介し
て、ゲート・ソースキャパシタンスCGSに保持された電
荷を、この放電回路12の内部インピーダンスZ1 に依
存した値を有する時定数tに従って放電し得るようにし
た回路配置において、上記MOS電界効果トランジスタ
O のゲート・ソース電圧UGSが予じめ決められた限度
値UGSBより下に低下すると直ぐに、比較的小さな内部
インピーダンスによって規定された状態になるものと
し、上記放電回路12を、比較的大きな内部インピーダ
ンスおよび上記比較的小さな内部インピーダンスZ1
それぞれによって規定された2つの状態の間で切換える
ようにしたことを特徴とする回路配置。
【0048】2.上記ゲート・ソース電圧UGSが上記予
じめ決められた限度値UGSより下降した場合に、上記放
電回路12の内部インピーダンスZ1 がゼロの領域内の
値となることを特徴とする第1項記載の回路配置。
【0049】3.上記ゲート・ソース電圧UGSを適切に
選択することによって、上記限度値U GSB に対応したド
レイン電流ID がゼロの領域内の値となるようにしたこ
とを特徴とする第1項または第2項記載の回路配置。
【0050】4.上記放電回路12を並列接続した2つ
の電流路14,16によって構成し、これら電流路の一
方14によって、上記比較的高いインピーダンス値を禁
止するようにすると共に、他方の電流路16によって、
比較的小さなインピーダンス値を禁止するこの電流路1
6を、上記ゲート・ソース電圧UGSが上記予じめ決めら
れた限度値UGSB を超えるとすぐに、バイパスすること
ができるようにしたことを特徴とする第1項〜第3項の
いずれかに記載の回路配置。
【0051】5.上記放電回路12の比較的小さな内部
インピーダンスを決定する上記電流路16を、上記ゲー
ト・ソース電圧UGSの関数として制御された電子スイッ
チN4を介して閉路できるようにしたことを特徴とする
第4項記載の回路配置。
【0052】6.上記電子スイッチN4をスイッチング
トランジスタN3を経て制御可能とし、このトランジス
タのゲートGは制御電圧Ustを受信し、この制御電圧U
stを、上記比較的大きな内部インピーダンスを決定する
上記電流路14中の分圧器R1−R3からタップで取出
すことができるようにしたことを特徴とする第5項記載
の回路配置。
【0053】7.上記スイッチングトランジスタN3を
経て、もう1つの電子スイッチN5を制御可能とし、こ
の電子スイッチN5を介して、上記分圧器R1−R3に
割り当てられた抵抗R3をバイパスすることができ、こ
れは、この分圧器R1−R3に印加されたゲート・ソー
ス電圧UGSが上記予じめ決められた限度値UGSB より低
下すると直ぐに、行われ、これによって上記制御電圧U
stが低下するようにしたことを特徴とする第6項記載の
回路配置。
【0054】8.上記スイッチングトランジスタN3を
定電流源18に接続したことを特徴とする第6項または
第7項記載の回路配置。
【0055】9.上記放電回路12を、放電信号SE
関数として制御可能な少なくとも1つの電子スイッチN
1,N2を経て、上記MOS電界効果トランジスタTO
に接続できるようにしたことを特徴とする第1項〜第8
項のいずれか記載の回路配置。
【0056】10.上記放電回路12の並列接続され
た、2つの電流路14,16の各々において、一方の電
子スイッチN1,N2を上記放電信号SE を経て制御用
に配列したことを特徴とする第9項記載の回路配置。
【0057】11.上記MOS電界効果トランジスタT
O のゲート電極Gを、充電抵抗RL を有する充電回路2
0に接続できるようにしたことを特徴とする第1項〜第
10項のいずれか記載の回路配置。
【0058】12.上記充電回路20を電子スイッチN
6を介して上記MOS電界効果トランジスタTO に接続
できるようにし、この電子スイッチN6を上記充電信号
L の関数として制御可能とすると共に、上記充電抵抗
L と直列接続したことを特徴とする第11項記載の回
路配置。
【0059】13.MOS電界効果トランジスタTO
ゲートを制御するに当り、放電回路12を設け、これを
介して、ゲート・ソースキャパシタンスCGS中に保持さ
れた電荷を、この放電回路12の内部インピーダンスに
依存した値を有する時定数に従って放電可能とする。こ
の放電回路12を、ゲート・ソース電圧UGSが予じめ決
められた限度値より低下したら直ぐに、比較的小さな内
部インピーダンスによって規定される状態が生じた場合
に、この比較的小さな内部インピーダンスと比較的大き
な内部インピーダンスとによって決められた2つの状態
間で切換え可能としたことを特徴とする回路配置。
【図面の簡単な説明】
【図1】オーミック抵抗を介して、金属酸化物半導体
(MOS)電界効果トランジスタのゲートを制御する従
来の回路配置。
【図2】与えられた電流を介してMOS電界効果トラン
ジスタのゲートを制御する従来の回路配置。
【図3】本発明のMOS電界効果トランジスタのゲート
を制御する回路の原理を示す回路配置。
【図4】Aはスイッチオフ動作期間中における、図3に
示した本発明による回路配置によって制御されたMOS
電界効果トランジスタのゲート・ソース電圧の時間プロ
フィールを示す図。Bは図3に示した本発明による回路
配置の放電回路の内部インピーダンスの時間プロフィー
ルを示す図。
【符号の説明】
10 回路配置 12 放電回路 14,16 電流路 18 電流源 20 充電回路 TO MOS電界効果トランジスタ N1〜N5 電子スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属酸化物半導体(MOS)電界効果ト
    ランジスタ、特に、パワーMOS電界効果トランジスタ
    のゲートを制御するに当り、このパワーMOS電界効果
    トランジスタのゲート電極とソース電極との間に、切換
    え可能な放電回路を設け、この放電回路を介して、ゲー
    ト・ソースキャパシタンスに保持された電荷を、この放
    電回路の内部インピーダンスに依存した値を有する時定
    数に従って放電し得るようにした回路配置において、上
    記MOS電界効果トランジスタのゲート・ソース電圧が
    予じめ決められた限度値より下に低下すると直ぐに、比
    較的小さな内部インピーダンスによって規定された状態
    になるものとし、前記放電回路を、比較的大きな内部イ
    ンピーダンスおよび前記比較的小さな内部インピーダン
    スのそれぞれによって規定された2つの状態の間が切換
    えるようにしたことを特徴とする回路配置。
JP5274654A 1992-11-03 1993-11-02 トランジスタ駆動回路配置 Pending JPH077404A (ja)

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EP0596475A2 (en) 1994-05-11
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