JPH1174779A - レベルシフト回路 - Google Patents

レベルシフト回路

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Publication number
JPH1174779A
JPH1174779A JP9234121A JP23412197A JPH1174779A JP H1174779 A JPH1174779 A JP H1174779A JP 9234121 A JP9234121 A JP 9234121A JP 23412197 A JP23412197 A JP 23412197A JP H1174779 A JPH1174779 A JP H1174779A
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JP
Japan
Prior art keywords
type mosfet
level shift
type
terminal
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP9234121A
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English (en)
Inventor
Hideo Nagahama
英雄 長浜
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レベルシフト電流が急激に流れた場合におい
ても素子破壊を生じたり、ノイズにより誤動作を発生さ
せることのないレベルシフト回路を提供する。 【解決手段】 レベルシフト回路LSのN型MOSFET3の
ゲート端子と制御素子CR1との間に、コンデンサCと
N型MOSFET4とP型MOSFET5と抵抗素子R2とで構成さ
れるソフトスイッチ回路SSを介在させている。ソフト
スイッチ回路SSは、N型MOSFET4のドレイン端子とP
型MOSFET5のドレイン端子とが抵抗素子R2を介して接
続され、N型MOSFET4のドレイン端子とソース端子との
間にコンデンサCが接続されている。また、N型MOSFET
4のドレイン端子は、N型MOSFET3のゲート端子に接続
され、N型MOSFET4及びP型MOSFET5のゲート端子は、
制御素子CR1に接続されている。そして、P型MOSFET
5のソース端子には電源E1が印加され、N型MOSFET4
のソース端子はグランドに接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レベルシフト回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来例に係るレベルシフト回路
LSを含むインバ−タ回路である。Q1及びQ2はパワ
ー素子であるN型MOSFETであり、ソ−ス端子同士が接続
され、ドレイン端子間には直列電源E4が接続されてい
る。DR1及びDR2は駆動素子であり、これら2つの
駆動素子DR1,DR2から出力される駆動信号により
N型MOSFETQ1,Q2を交互にスイッチングすること
で、直流電源E4を交流電源に変換して負荷回路R3,
R4に供給する。CR1及びCR2は駆動素子DR1,
DR2を制御する制御素子であり、E2及びE3は第1
及び第2の駆動電源であり、駆動素子DR1,DR2に
電力を供給する。Pは制御装置であり、N型MOSFETQ
1,Q2に対して制御信号を発生する。制御装置Pと駆
動素子DR1とは、制御素子CR1及びレベルシフト回
路LSを介して接続され、制御装置Pと駆動素子DR2
とは、制御素子CR1,CR2を介して接続される。
【0003】レベルシフト回路LSは、2つのP型MOSF
ET1,2と、N型MOSFET3と、抵抗素子R1とにより構
成され、P型MOSFET1,2は、カレントミラー回路を構
成する。N型MOSFET3は、P型MOSFET1のドレイン端子
とグランドとの間に接続され、N型MOSFET3がオンする
とP型MOSFET1,2にレベルシフト電流Iが流れる。抵
抗素子R1は、P型MOSFET3のドレイン端子と駆動電源
E2の低電位側との間に接続され、N型MOSFET3のゲー
ト・ソース間に制御装置Pにより制御信号が印加される
と、抵抗素子R1の両端に電圧を発生させる。
【0004】以下、レベルシフト回路LSの動作につい
て説明する。出力電圧Vs及びN型MOSFET3のドレイン
・ソース間電圧Vmが高電位である場合、制御素子CR
1から出力される制御信号によってN型MOSFET3がオン
されるとレベルシフト電流Iが流れる。このレベルシフ
ト電流Iは、カレントミラー回路を構成するP型MOSFET
1,2に流れる。このレベルシフト電流Iによって抵抗
素子R1の両端に電圧が発生し、駆動素子DR1に入力
される。この場合、P型MOSFET1,2は能動領域で動作
し大きな遅延はない。
【0005】また、N型MOSFET3がオフした場合、N型
MOSFET3のドレイン・ソース間の寄生容量に蓄積された
電荷は、P型MOSFET1の寄生ダイオードを介して放電さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成のレベルシフト回路LSでは、N型MOSFET3に高
電圧が印加されている状態でゲート・ソース間に制御素
子CR1から出力される制御信号が印加されると、ドレ
イン・ソース間電圧の急激な電圧変動によってレベルシ
フト電流Iが急激に流れ、図4に示すような定格以上の
過電流Ipが瞬時に流れることになる。この過電流Ip
によって素子破壊が発生したり、ノイズを生じ周辺回路
が誤動作を起こすという問題があった。
【0007】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、レベルシフト電流が
急激に流れた場合においても素子破壊を生じたり、ノイ
ズにより誤動作を発生させることのないレベルシフト回
路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
第1及び第2のP型MOSFETによりカレントミラー回路を
構成し、前記第1のP型MOSFETとグランドとを第1のN
型MOSFETを介して接続し、前記第2のP型MOSFETのソー
ス端子とドレイン端子とをソース端子側が高電位になる
ように駆動電源を介して接続し、前記第2のP型MOSFET
のドレイン端子と前記駆動電源の低電位側とを第1の抵
抗素子を介して接続して成り、前記第1のN型MOSFETの
ゲート・ソース間に制御素子からの制御信号を印加する
ことで前記第1及び第2のP型MOSFETに流れるレベルシ
フト電流により前記第1の抵抗素子に電圧を発生させる
ことによってレベル変換を行うレベルシフト回路におい
て、レベル変換時に前記第1のN型MOSFETのドレイン・
ソース間に高電圧が印加されている状態で前記第1のN
型MOSFETがオンされたときに、前記第1のN型MOSFETに
過渡的に流れる過電流を抑制するソフトスイッチ回路
を、前記第1のN型MOSFETのゲート端子と前記制御素子
との間に設けたことを特徴とするものである。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載のレ
ベルシフト回路において、前記レベルシフト回路を、前
記第1のN型MOSFETのゲート・ソース間に接続されたコ
ンデンサと、該コンデンサと並列に、かつ、ソース端子
がグランドに接続されるように接続された第2のN型MO
SFETと、該第2のN型MOSFETのドレイン端子に第2の抵
抗素子を介してドレイン端子が接続されたP型MOSFETと
で構成したことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づき説明する。図1は、本発明の一実施形態
に係るレベルシフト回路LSを示す回路図である。本実
施形態に係るレベルシフト回路LSは、従来例として図
3に示すレベルシフト回路LSのN型MOSFET3のゲート
端子と制御素子CR1との間に、コンデンサCとN型MO
SFET4とP型MOSFET5と抵抗素子R2とで構成されるソ
フトスイッチ回路SSを介在させた構成である。
【0011】ソフトスイッチ回路SSは、N型MOSFET4
のドレイン端子とP型MOSFET5のドレイン端子とが抵抗
素子R2を介して接続され、N型MOSFET4のドレイン端
子とソース端子との間にコンデンサCが接続されてい
る。また、N型MOSFET4のドレイン端子は、N型MOSFET
3のゲート端子に接続され、N型MOSFET4及びP型MOSF
ET5のゲート端子は、制御素子CR1に接続されてい
る。そして、P型MOSFET5のソース端子には電源E1が
印加され、N型MOSFET4のソース端子はグランドに接続
されている。
【0012】以下、本発明のレベルシフト回路LSの動
作について、図1,図2に基づいて説明する。図2は、
本実施形態に係るレベルシフト回路LSのレベルシフト
電流を示すグラフである。N型MOSFET3のゲート・ソー
ス間に信号Vgsが入力され、N型MOSFET3がオンする
と、P型MOSFET1,2がオン状態に移行し、その際に、
図4に示すように過電流Ipが流れることがある。この
オン状態への移行時において、N型MOSFET3のゲート端
子に印加される制御信号電圧の立ち上がり(dV/d
t)を、ソフトスイッチ回路SSによって緩和すること
でレベルシフト電流Iの急激な変動を抑え、このレベル
シフト電流Iの立ち上がり(dI/dt)を緩和するこ
とで素子破壊を防止し、この過電流Ipによるノイズを
抑え、周辺回路の誤動作を防止する。
【0013】ここで、ソフトスイッチ回路SSは、抵抗
R2とコンデンサCとで構成されるローパスフィルタに
よりN型MOSFET3のオン状態への移行時のゲート電圧の
立ち上がり(dV/dt)を緩和し、オフ状態への移行
時には、コンデンサCに充電された電荷をN型MOSFET4
によって急速に放電することで動作上大きな遅延なくN
型MOSFET3を駆動することができる。
【0014】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、第1及び第2の
P型MOSFETによりカレントミラー回路を構成し、第1の
P型MOSFETとグランドとを第1のN型MOSFETを介して接
続し、第2のP型MOSFETのソース端子とドレイン端子と
をソース端子側が高電位になるように駆動電源を介して
接続し、第2のP型MOSFETのドレイン端子と駆動電源の
低電位側とを第1の抵抗素子を介して接続して成り、第
1のN型MOSFETのゲート・ソース間に制御素子からの制
御信号を印加することで第1及び第2のP型MOSFETに流
れるレベルシフト電流により第1の抵抗素子に電圧を発
生させることによってレベル変換を行うレベルシフト回
路において、レベル変換時に第1のN型MOSFETのドレイ
ン・ソース間に高電圧が印加されている状態で第1のN
型MOSFETがオンされたときに、第1のN型MOSFETに過渡
的に流れる過電流を抑制するソフトスイッチ回路を、第
1のN型MOSFETのゲート端子と制御素子との間に設けた
ので、ソフトスイッチ回路により第1のN型MOSFETのゲ
ート端子に印加される制御信号電圧の立ち上がりを緩和
することができ、レベルシフト電流が急激に流れた場合
においても素子破壊を生じたり、ノイズにより誤動作を
発生させることのないレベルシフト回路を提供すること
ができた。
【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載のレ
ベルシフト回路において、レベルシフト回路を、第1の
N型MOSFETのゲート・ソース間に接続されたコンデンサ
と、コンデンサと並列に、かつ、ソース端子がグランド
に接続されるように接続された第2のN型MOSFETと、第
2のN型MOSFETのドレイン端子に第2の抵抗素子を介し
てドレイン端子が接続されたP型MOSFETとで構成したの
で、コンデンサと第2の抵抗素子によりローパスフィル
タを構成することができ、このローパスフィルタにより
第1のN型MOSFETのオン移行時のゲート電圧の立ち上が
りを緩和することができ、オフ移行時にはコンデンサに
充電された電荷を第2のN型MOSFETによって急速に放電
することにより銅砂上大きな遅延なく第1のN型MOSFET
を駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るレベルシフト回路を
示す回路図である。
【図2】本実施形態に係るレベルシフト回路のレベルシ
フト電流を示すグラフである。
【図3】従来例に係るレベルシフト回路を含むインバ−
タ回路である。
【図4】従来例に係るレベルシフト回路のレベルシフト
電流を示すグラフである。
【符号の説明】 LS レベルシフト回路 SS ソフトスイッチ回路 E1 電源 E2,E3 駆動電源 E4 直列電源 CR1,CR2 制御素子 P 制御装置 DR1,DR2 駆動素子 R1,R2 抵抗素子 R3,R4 負荷回路 C コンデンサ Q1,Q2 N型MOSFET 1,2 P型MOSFET 3,4 N型MOSFET 5 P型MOSFET
【手続補正書】
【提出日】平成9年10月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】図3は、従来例に係るレベルシフト回路
LSを含むインバ−タ回路である。Q1及びQ2はパワ
ー素子であるN型MOSFETであり、N型MOSFETQ1のソー
ス端子とN型MOSFETQ2のドレイン端子とが接続され、
N型MOSFETQ1のドレイン端子は直列電源E4の高電位
側、N型MOSFETQ2のソース端子は直列電源E4の低電
位側に接続されている。DR1及びDR2は駆動素子で
あり、これら2つの駆動素子DR1,DR2から出力さ
れる駆動信号によりN型MOSFETQ1,Q2を交互にスイ
ッチングすることで、直流電源E4を交流電源に変換し
て負荷回路R3,R4に供給する。CR1及びCR2は
駆動素子DR1,DR2を制御する制御素子であり、E
2及びE3は第1及び第2の駆動電源であり、駆動素子
DR1,DR2に電力を供給する。Pは制御装置であ
り、N型MOSFETQ1,Q2に対して制御信号を発生す
る。制御装置Pと駆動素子DR1とは、制御素子CR1
及びレベルシフト回路LSを介して接続され、制御装置
Pと駆動素子DR2とは、制御素子CR1,CR2を介
して接続される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載のレ
ベルシフト回路において、レベルシフト回路を、第1の
N型MOSFETのゲート・ソース間に接続されたコンデンサ
と、コンデンサと並列に、かつ、ソース端子がグランド
に接続されるように接続された第2のN型MOSFETと、第
2のN型MOSFETのドレイン端子に第2の抵抗素子を介し
てドレイン端子が接続されたP型MOSFETとで構成したの
で、コンデンサと第2の抵抗素子によりローパスフィル
タを構成することができ、このローパスフィルタにより
第1のN型MOSFETのオン移行時のゲート電圧の立ち上が
りを緩和することができ、オフ移行時にはコンデンサに
充電された電荷を第2のN型MOSFETによって急速に放電
することにより動作上大きな遅延なく第1のN型MOSFET
を駆動することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2のP型MOSFETによりカレン
    トミラー回路を構成し、前記第1のP型MOSFETとグラン
    ドとを第1のN型MOSFETを介して接続し、前記第2のP
    型MOSFETのソース端子とドレイン端子とをソース端子側
    が高電位になるように駆動電源を介して接続し、前記第
    2のP型MOSFETのドレイン端子と前記駆動電源の低電位
    側とを第1の抵抗素子を介して接続して成り、前記第1
    のN型MOSFETのゲート・ソース間に制御素子からの制御
    信号を印加することで前記第1及び第2のP型MOSFETに
    流れるレベルシフト電流により前記第1の抵抗素子に電
    圧を発生させることによってレベル変換を行うレベルシ
    フト回路において、レベル変換時に前記第1のN型MOSF
    ETのドレイン・ソース間に高電圧が印加されている状態
    で前記第1のN型MOSFETがオンされたときに、前記第1
    のN型MOSFETに過渡的に流れる過電流を抑制するソフト
    スイッチ回路を、前記第1のN型MOSFETのゲート端子と
    前記制御素子との間に設けたことを特徴とするレベルシ
    フト回路。
  2. 【請求項2】 前記レベルシフト回路を、前記第1のN
    型MOSFETのゲート・ソース間に接続されたコンデンサ
    と、該コンデンサと並列に、かつ、ソース端子がグラン
    ドに接続されるように接続された第2のN型MOSFETと、
    該第2のN型MOSFETのドレイン端子に第2の抵抗素子を
    介してドレイン端子が接続されたP型MOSFETとで構成し
    たことを特徴とする請求項1記載のレベルシフト回路。
JP9234121A 1997-08-29 1997-08-29 レベルシフト回路 Pending JPH1174779A (ja)

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JP9234121A JPH1174779A (ja) 1997-08-29 1997-08-29 レベルシフト回路

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003115752A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Mitsubishi Electric Corp レベルシフト回路
JP2015201980A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 富士電機株式会社 電力用半導体素子の駆動装置
JP2016208134A (ja) * 2015-04-17 2016-12-08 富士電機株式会社 スイッチ駆動回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003115752A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Mitsubishi Electric Corp レベルシフト回路
JP2015201980A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 富士電機株式会社 電力用半導体素子の駆動装置
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