JPS61230425A - Mos型fetのゲ−トドライブ回路 - Google Patents

Mos型fetのゲ−トドライブ回路

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JPS61230425A
JPS61230425A JP60070429A JP7042985A JPS61230425A JP S61230425 A JPS61230425 A JP S61230425A JP 60070429 A JP60070429 A JP 60070429A JP 7042985 A JP7042985 A JP 7042985A JP S61230425 A JPS61230425 A JP S61230425A
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JP
Japan
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fet
gate
capacitor
common
capacitors
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JP60070429A
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Yukio Aizawa
相沢 幸雄
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明はインバータ装置等に好適するMOS型FETの
ゲートドライブ回路に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 最近、負荷たる交流電動機に交流電源を供給する例えば
パルス幅変調型インバータ装置としては、半導体スイッ
チング素子としてMOS型FETを用いることが考えら
れているが、実用化に当たってはMOS型FETのスイ
ッチング速度を速くすることが技術的課題となっている
F発明の目的J 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、MOS型FETのスイッチング速度を速くすことがで
きるMOS型FETのゲートドライブ回路を提供するに
ある。
[発明の概要] 本発明は、直流電源の正及び負端子間に第1及び第2の
コンデンサの直列回路を接続するとともにその第1及び
第2のコンデンサの共通接続点に共通ラインを接続する
ことによって正及び負の二電源を得、この正及び負電源
をMOS型FETのゲート電源にぜんとするものである
[発明の実施例] 以下本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明す
る。
先ず、第1図に従って全体の電気回路の構成につき述べ
る。
1は直流電源であり、その正及び負端子には夫々正及び
負直流ライン2及び3が接続されている。
そして、この正及び負直流ライン2及び3間には第1の
コンデンサ4と第2のコンデンサ5との直列回路が接続
されており、両コンデンサ4及び5の共通接続点には共
通ライン6が接続されている。
7はNPN型のトランジスタであり、そのコレクタは抵
抗8を介して正直流ライン2に接続され、エミッタは負
直流ライン3に接続され、ベースは抵抗9を介して正直
流ライン2に接続されている。
10は発光ダイオード10aとフォトトランジスタ10
bとからなるフォトカブラであり、その発光ダイオード
10aにおいて、アノードは抵抗11を介して電位VC
Cの直流電源ライン12に接続され、カソードは信号ラ
イン13に接続されており、又、フォトトランジスタ1
0bにおいて、コレクタはトランジスタ7のベースに接
続され、エミッタは負直流ライン3に接続されている。
14はNPN型のトランジスタ、15はPNP型のトラ
ンジスタであり、これらの各ベースは共通に接続されて
その共通接続点は前記トランジスタ7のコレクタに接続
され、各エミッタも共通に接続されてその共通接続点は
抵抗16を介してMOS型FET17のゲートGに接続
されている。又、トランジスタ14のコレクタは正直流
ライン2に接続され、トランジスタ15のコレクタは負
直流ライン3に接続されている。そして、MOS型FE
TI 7において、ドレインDは電位Vdの直流電源ラ
イン18に接続され、ソースSは共通ライン6に接続さ
れている。
次に、本実施例の作用につき第2図及び第3図をも参照
しながら説明するに、ここでは、直流電源1の電源電圧
をEdとし、コンデンサ4或いは5からみたFET17
のゲート回路側の静電容量を説明の便宜上FET17の
ゲートG・ソースS間の静電容量Coと仮定し、コンデ
ンサ4及び5の静電容量を夫々上記静電容11 Coの
値と略等しくなるように設定したものとする。
今、信号ライン13の電位V13がO(ボルト)の場合
について考えてみる。信号ライン13の電位V13が第
3図(a)のようにO(ボルト)の場合には、フォトカ
ブラ10の発光ダイオード10aが発光してフォトトラ
ンジスタ10bが導通(オン)しており、従って、トラ
ンジスタ7が非導通(オフ)でトランジスタ14がオン
している。
これにより、FET17のゲートGにはコンデンサ4の
端子電圧Va  (第3図(b)参照)により電流が供
給され、FET17のゲートG・ソースS間の静電容I
 Coが充電完了されて、その端子電圧Voは第3図(
d)で示すように前記コンデンサ4の端子電圧■4と等
しくなっている。この状態を示したのが第2図(a)で
ある。即ち、コンデンサ4の端子電圧v4はEd/3と
なり、コンデンサ5の端子電圧Vs  (第3図(C)
参照〜但し、第3図(C)では共通ライン6を基準たる
0(ボルト)としているので負(−)として示している
。)は2Ed/3となり、FET17のゲートG・ソー
スS間の静電容量Goの端子電圧VoG=tEd/3と
なっている。これにより、FET17は順バイアスされ
ていて第3図(e)に示すようにオンである。
又、信号ライン13の電位V13がVCC(ボルト)の
場合には、フォトカブラ10の発光ダイオード10aは
発光せずフォトトランジスタ10bはオフであり、従っ
て、トランジスタ7はオンでトランジスタ15がオンで
ある。これにより、FET17のゲートG・ソースS間
にはコンデンサ5の共通ライン6を基準とする端子電圧
v5が与えられ、静電容量 Coの端子電圧Voはその
端子電圧v5と等しくなっている。こ状態を示したのが
第2図(b)である。即ち、コンデンサ4の端子電圧V
4は2Ed/3となり、コンデンサ5の端子電圧V5は
Ed/3となり、静電容量C6の端子電圧Voは−Ed
/3となっている。これにより、FETI 7は逆バイ
アスされていてオフである。
さて、信号ライン13の電位V13が0からVCCに立
上った直後の状態について考えてみる。
この場合には、フォトカブラ10の発光ダイオード10
aは発光状態から発光停止状態に移行してフォトトラン
ジスタ10bがオンからオフに、トランジスタ7がオフ
からオンに、トランジスタ15がオフからオンに夫々切
換わるようになり、全体は第2図(a)の状態から第2
図(C)の状態に切換わる。即ち、この第2図(C)の
状態では、FET17のゲートG・ソースS間には静電
容量Coによって順方向にEd/3の電圧が加わってお
り、この電圧Ed/3をコンデンサ5の端子電圧Vsた
る2Ed/3の電圧で逆バイアスすることになる。この
時、抵抗16は電流制限の作用を行なうようになり、F
ET17のゲートG・ソースS間の静電容I Coは所
定の時定数をもって逆方向に充電され、FETI 7を
オフ状態とする。
そして、この静電容I Coの逆方向への充電が完了し
た時点く信号ライン13の電位V13がVcCに上立っ
た後充分なる時間が経過した時点)では第2図(b)の
状態となり、FETI 7のゲートG・ソースS間は−
Ed/3の電圧の逆バイアスとなる。
更に、信号ライン13の電位V13がVCCからOに立
下った直後の状態を考えてみる。この場合には、フォト
カプラ10の発光ダイオード10aは発光停止状態から
発光状態に移行してフォトトランジスタ10bがオフか
らオンに、トランジスタ7がオンからオフに、トランジ
スタ14がオフからオンに夫々切換わるようになり、全
体は第2図(b)の状態から第2図(d)の状態に切換
わる。即ち、この第2図(d)の状態では、FET17
のゲートG・ソースS間には静電容14 Caにより−
Ed/3の逆バイアスが加わっており、この電圧−Ed
/3をコンデンサ4の端子電圧■4たる2Ed/3で順
バイアスすることになる。
この時も、抵抗16は電流制限の作用を行なうようにな
り、FET17のゲートG・ソースS間の静電容量Ca
は所定の時定数をもって順方向に充電され、その充電電
圧がFETI 7のスレッシュホールド電圧VS(第3
図(d)参照)以上となるとFET17がオンする。そ
して、静電容IC0の順方向への充電が完了した時点(
信号ライン13の電位V13がOに立下った後充分なる
時間が経過した時点)では第2図<a)の状態となり、
FET17のゲートG・ソースS間はEd/3の電圧の
順バイアスとなる。
以下同様にして、信号ライン13の電位V13に応じて
正及び負の二電源たるコンデンサ4及び5の端子電圧v
4及びv5がFET17のゲートG・ソースS間に交互
に与えられるようになって、そのFETI 7がオン、
オフを繰返すことになる。
このように本実施例によれば、FET17をオンからオ
フ状態にする場合には、FET17のゲートG・ソース
S間の静電容ti G oの充電電圧Ed/3に対して
コンデンサ5の端子電圧2Ed/3で逆バイアスをかけ
、又、FET17をオフからオン状態にする場合には、
FET17のゲートG・ソースS間の静電容量Coの充
電電圧−Ed/3に対してコンデンサ4の端子電圧2E
d/3で順バイアスをかけるようにしたので、FET1
7のオン、オフのスイッチング速度を速くすることがで
き、インバータ装置への応用が可能となる。
尚、上記実施例ではコンデンサ4及び5の静電容量をそ
のコンデンサ4或いは5からFET17のゲート回路側
をみた静電容量(実施例ではFET17のゲートG・ソ
ースS間の静電容1tco)の値と等しく設定するのよ
うにしたが、これらの静電容量はFET17のスイッチ
ング速度の設定に応じて適宜選定し得るものである。
その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変形して実施し得ることは勿論である。
[発明の効果] 本発明のMOS型FETのゲートドライブ回路は以上説
明したように、直流電源の正及び負端子間に直列に接続
された第1及び第2のコンデンサにより正及び負の二電
源を得てこれらをMOS型FETのゲート電源とするよ
うにしたので、MOS型FETのスイッチング速度を速
くすることができるという優れた効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は電気回路図、
第2図(a)乃至(d)は作用説明図、第3図(a)乃
至(e)は各部の電圧波形図である。 図面中、1は直流電源、4は第1のコンデンサ、5は第
2のコンデンサ、6は共通ライン、17はFETを示す
。 出願人  株式会社  東  芝 第 1 口 1日 ?+21!1 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、直流電源の正及び負端子間に第1及び第2のコンデ
    ンサの直列回路を接続するとともにその第1及び第2の
    コンデンサの共通接続点に共通ラインを接続することに
    よって正及び負の二電源を得、この正及び負電源をMO
    S型FETのゲートに交互に与えるようにしてなるMO
    S型FETのゲートドライブ回路。 2、第1及び第2のコンデンサの静電容量はこれらのコ
    ンデンサからMOS型FETのゲート回路側をみた静電
    容量と略等しい値に設定されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のMOS型FETのゲートド
    ライブ回路。
JP60070429A 1985-04-03 1985-04-03 Mos型fetのゲ−トドライブ回路 Expired - Lifetime JPH0779229B2 (ja)

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