JPH1174769A - 逆電流が存在する場合のldmos用のターンオフ回路 - Google Patents
逆電流が存在する場合のldmos用のターンオフ回路Info
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Abstract
スタを自動的にスイッチオフさせる回路を提供する。 【解決手段】 LDMOS集積化トランジスタLDによ
って容量Cを充電する回路において、ブートストラップ
コンデンサCpを充電するために第一ツェナーダイオー
ドZ1を設けると共に、トランジスタLDのソースSを
第二ツェナーダイオードZ2を介して供給ノードVsへ
接続している。
Description
のであって、更に詳細には、パワー段の駆動回路に関す
るものである。更に詳細には、本発明は、高電圧ダイオ
ードをエミュレーションするLDMOS集積化トランジ
スタによってコンデンサが充電される場合のブートスト
ラップシステム又は同様のシステムに関するものであ
る。
く構成されている出力段を有するか、又は制御回路を含
む同一のチップ上にそれ自身が集積化されている出力段
を有する集積回路においては、駆動段の正しいパワーの
供給を確保するためにブートストラップコンデンサを使
用することが一般的である。これらのシステムにおいて
は、ブートストラップ容量が非常に短い時間期間で充電
されることが基本的であり、そのことは、通常、ブート
ストラップ容量を迅速に充電するために使用されるダイ
オードエミュレータLDMOSトランジスタを介して行
なわれる。
SD)用の駆動回路の場合には、HSDが低電圧を参照
する場合(即ち、その出力が低である場合)にブートス
トラップ容量を充電することが可能であり、一方HSD
が高電圧を参照する場合(即ち、その出力が高である場
合)には、LDMOSは高インピーダンスをエミュレー
ションすべきである。これらの機能条件は、パワー装置
の高電圧供給を維持せねばならないLDMOS集積化構
成体と関連している容量の充電プロセス及び放電プロセ
スから派生することのある電流注入にも拘らずに、HS
Dが高電圧から低電圧又は低電圧から高電圧へスイッチ
ングするフェーズ期間中においても確保されるものでな
ければならない。
装置の駆動モジュールと高パワー装置の駆動フローティ
ングモジュールとを有する半ブリッジ回路を開示してお
り、その場合に、高パワートランジスタの駆動モジュー
ルは分離したウエル領域内に構成されており、且つ適切
に制御されたLDMOSトランジスタがブートストラッ
プコンデンサの高電圧充電用ダイオードをエミュレーシ
ョンしている。
構成体と関連している寄生バイポーラ接合トランジスタ
の効果を制御することが必要である。
は、LDMOS集積化構成体の寄生トランジスタのスイ
ッチオンに関連する問題が発生するある条件を指摘する
と共に記載しており、更に、LDMOS集積化構成体の
寄生トランジスタのスイッチオンによって発生される電
流消費を回避し且つ集積化装置自身を破壊する可能性の
ある条件の発生を回避することが可能な異なる回路レイ
アウトについても記載している。
されている保護用回路装置を概略的に示してある。
決方法によれば、電圧供給VsがLDMOSをも包含す
る全体的な集積化装置の最小スイッチオン電圧より低い
場合に、UVLOとして呼称される集積回路の機能フェ
ーズが存在しており、その期間中において、スイッチS
W1及びSW2の両方が開成であり、LDMOS構成体
のVb基板ノードの電圧は回路接地電圧に維持される。
が該集積化装置の最小スイッチオン電圧より低いフェー
ズ期間中にアクティブ即ち活性状態である第二論理駆動
信号(UVLOb)の関数として論理制御回路によって
駆動されるインバータIO1により回路供給ノードVs
へ接続しているダイオードD1によって充電されるブー
トストラップコンデンサCpを介してLDMOSトラン
ジスタが制御されることを示している。
上の電圧がソース電圧より低い場合にのみ、オンである
ようにコマンドが与えられる(即ち、ノードAはインバ
ータIO1によってVsとされる)。一方、VDS>0
の状態でLDMOSが偶発的にスイッチオンされると、
LDMOS集積化トランジスタのドレインから供給ノー
ドVsに向かって不所望の逆電流が発生する。この逆電
流は、本装置を損傷する場合があり、又は、いずれの場
合においても、ブートストラップコンデンサを放電させ
る場合がある。
スへ向かう電流)が発生する場合に、LDMOSトラン
ジスタを自動的にスイッチオフさせる適宜の手段を設け
ることの必要性が存在している。本発明は、このような
必要性に対する効果的な解答を与えるものである。
鑑みなされたものであって、逆電流即ちドレインからソ
ースに向かう電流が発生する場合にLDMOSトランジ
スタを自動的にスイッチオフさせることの可能な回路を
提供することを目的とする。
が発生する場合にLDMOSトランジスタを自動的にス
イッチオフさせることの可能なクランプ要素をLDMO
Sトランジスタを介しての電流経路に沿って挿入してお
り、一方、直接的な電流即ち順方向の電流(即ち、ソー
スからドレインへ向かう電流)が存在する場合には、該
クランプ要素は実質的に無視可能な抵抗を有している。
の供給ノードとLDMOSトランジスタのソースノード
との間に接続されており直接的に即ち順方向にバイアス
されたツェナーダイオードを有することであり、且つ、
LDMOSトランジスタゲートノードを駆動し且つ制御
インバータを有する相対的チャージポンプ回路のブート
ストラップ容量を充電するために通常の充電用ダイオー
ドの代わりに第二ツェナーダイオードを設けた点であ
る。これら2つのツェナーダイオードの夫々のツェナー
ブレイクダウン(VZ1及びVZ2)は、LDMOSが
オンへ駆動され且つVGS>0である場合に、常に、 VGD<LDMOSのVTHRESHOLD の条件を満足するように寸法構成されている。
してある。LDMOSトランジスタLDのゲートGがク
ランプ装置を具備する論理制御ブロックによって制御さ
れるチャージポンプ回路によって駆動され、且つ、LD
MOSトランジスタLDを介しての電流経路に沿って、
クランプ装置がソースノードSと供給ノードVsとの間
に挿入されている。
ている。LDMOSトランジスタLDのゲートを制御す
るチャージポンプ回路は駆動用インバータIO1によっ
て及びブートストラップコンデンサCpによって表わさ
れており、Vs供給電圧にある容量Cpの一般的な充電
用ダイオードを使用する代わりに、本発明によれば、第
一ツェナーダイオードZ1を使用している。第二ツェナ
ーダイオードZ2がトランジスタLDのソースノードS
と供給ノードVsとの間に接続されている。
O1がトランジスタLDがオンであることのコマンドを
与えると、即ちインバータIO1の出力ノードAの電圧
VAが電圧供給に到達すると、即ちVA=Vsである
と、ゲートノードVG上の最大電圧はツェナーダイオー
ドZ1によって制限され、即ち、VZ≦Vs+VZ1で
ある。
VDがVs−VbeZ1である場合には(尚、VbeZ1は
ツェナー接合Z1に関するスイッチオン電圧である)、
電圧VSは、限界値であるVs+VZ2へ到達するまで
ドレイン電圧と共に増加し、従って、トランジスタLD
がいまだにオンである場合には、電流が逆方向に流れ始
める場合がある。更に、トランジスタLDのスレッシュ
ホールド電圧VTHの値は、VSB=VZ2+nVbe
であるので基板効果によって強く影響され、尚Vbeは
保護遅延のn個のダイオード接合からなるスレッシュホ
ールド電圧である。
ンジスタLDをスイッチオンさせようとする場合(即
ち、ノードAがVs)においてLDMOSトランジスタ
LDのスイッチオフを確保するために2個のツェナーダ
イオートZ1及びZ2のブレイクダウン電圧の正しい値
を画定するために、以下の2つの場合について検討す
る。
e、VG=Vs+VZ1であって、VGS=(Vs+V
Z1)−(Vs+VZ2)=VZ1−VZ2である場合
に、従って、 VTH>VGS=VZ1−VZ2 (1) であると、バッファインバータIO1を横断しての論理
がトランジスタLDがオンとなるコマンドを与える場合
であっても、トランジスタLDはオフ状態を維持する。
電圧はVB=Vs−nVbeであり、一方ゲート電圧は
VG=2Vs−VbeZ1であり、それは、 VGS=(2Vs−Vbe)−(Vs+VZ2)=Vs
−Vbe−VZ2 であり、従って、 VTH>VGS=Vs−Vbe−VZ2 (2) である場合には、バッファIO1を介しての論理がトラ
ンジスタLDがオンとなるコマンドを与える場合であっ
ても、トランジスタLDはオフ状態に止まる。実際に、
VZ1=VZ2=10Vであり且つVs=8Vである場
合には、VGSは負であり、従って上述した条件に合致
する。
とも、ツェナーダイオードZ2の代わりに通常のダイオ
ードを使用して満足させることも可能であるかもしれな
いが(即ち、非常に高いブレイクダウン電圧で)、然し
ながら、この場合においては、ソース電圧が(高インピ
ーダンスのソースノードであるので)、例えば、高速の
VT過渡的期間中に容量的電流注入によって不所望な制
御されることのない値に到達する場合があるので、危険
性が発生する場合がある。この場合には、VGS又はV
SBのいずれかの過剰な値によってトランジスタLDが
損傷を発生する場合がある。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
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。
ーションする集積化LDMOSトランジスタの制御方法
を示した概略図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 ソースホロワとして機能し、且つ低ゲー
ト駆動信号及び供給電圧(Vs)が本集積回路の最小ス
イッチオン電圧より低い場合のフェーズ期間中にアクテ
ィブである第二論理信号(UVLOb)の関数として論
理制御回路によって駆動されるインバータ(IO1)に
より本回路の供給電圧(Vs)に或るダイオードによっ
て充電されるブートストラップコンデンサ(Cp)を介
して該容量の高電圧充電用ダイオードをエミュレーショ
ンする態様で制御されるLDMOS集積化トランジスタ
(LD)により容量(C)を充電する回路において、 前記ブートストラップコンデンサ(Cp)が第一ツェナ
ーダイオード(Z1)を介して充電され、 前記トランジスタ(LD)のソースが第二ツェナーダイ
オード(Z2)を介して供給ノード(Vs)へ接続して
おり、 前記ツェナーダイオード(Z1,Z2)のツェナー電圧
(VZ1,VZ2)が、Vs>VZ1である場合には、 VTH>VZ1−VZ2であり、Vs<VZ1である場
合には、 VTH>Vs+Vbe−VZ2である、条件を満足し、
尚VTHはLDMOSトランジスタ(LD)のスレッシ
ュホールド電圧であり、LDMOSトランジスタ(L
D)のソース電圧と基板電圧との間の差がVZ2+nV
beに等しいものである、ことを特徴とする回路。 - 【請求項2】 請求項1において、VZ1及びVZ2が
互いに同一であり且つ供給電圧(Vs)よりも大きいも
のであることを特徴とする回路。
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