KR100496487B1 - Mos트랜지스터의구동장치 - Google Patents

Mos트랜지스터의구동장치 Download PDF

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게이이치 마시노
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가부시키 가이샤 히다치 카 엔지니어링
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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Abstract

본 발명은 간단한 구성으로 값이 싸면서, 라디오·노이즈 등의 발생을 저감할 수 있는 MOS 트랜지스터 구동장치를 실현한다.
본 발명에서는, MOS 트랜지스터(15)의 차단시에는 다이오드(14)에 순방향 전류가 흐르고, 트랜지스터(15)가 도통하여 다이오드(14)가 역바이어스로 되어 역회복시간(τrr) 동안에 트랜지스터(15)가 ON하면 배터리(2), 다이오드(14), 트랜지스터(15)에 단락전류가 흐른다. 일순간, 배터리(2)의 배선에 과대전류가 흘러 전자파가 발생하여 안테나(7)로부터 라디오 수신기(6)로 노이즈가 유입된다. 그래서, 지연회로(16)에 의해 다이오드(14)의 역회복시간(τrr)보다도 긴기간으로 트랜지스터(15)의 드레인 전류가 경사 상태로 증가하도록 트랜지스터(15)를 완전 차단에서 완전 도통으로 하면 다이오드(14)에는 역전류는 거의 흐르지 않는다. 따라서, 배터리(2), 다이오드(14), 트랜지스터(15)를 통하여 단락전류가 흐르는 것이 방지되어 라디오 수신기(6)로의 노이즈 유입이 방지된다.

Description

ＭＯＳ트랜지스터의 구동장치
본 발명은, MOS 트랜지스터의 구동장치에 관한 것으로, 특히, 인덕턴스가 큰 권선으로의 대전류 공급을 제어하는 파워 MOS 트랜지스터의 구동장치에 관한 것이다.
파워 MOS 트랜지스터에 의해, 그 공급전류가 제어되는 것의 예로서는, 자동차용 발전기의 계자권선이 있다. 이 자동차용 발전기의 계자권선으로의 공급전류 제어에 있어서 문제가 되는 것은 라디오·노이즈의 발생이다.
이 라디오 노이즈를 저감하는 방법의 예로서는, 일본국 특개소 64-20000호 공보에 기재된 전압조정장치가 있다. 이 공보에 기재된 전압조정장치에서는 라디오·노이즈 발생을 저감하기 위해, 스위칭 시의 계자권선에 흐르는 전류치를 피드백 제어하여, 이 계자권선의 변화량이 일정치 이하가 되도록 전류제어를 행하고 있다.
그러나, 상기 공보에 기재된 전압조정장치에 있어서는, 상술한 바와 같이, 전류치를 피드백 제어하게 되므로, 계자전류를 검출하는 전류검출회로나 연산증폭기 등 고가의 부품이 필요하기 때문에, 구성이 복잡해 질 뿐만 아니라 장치가 고가로 되어 있었다.
본 발명의 목적은 간단한 구성으로 가격이 싸면서, 라디오 노이즈 등의 발생을 저감할 수 있는 MOS 트랜지스터의 구동장치를 실현하는 것이다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같이 구성된다.
즉, 배터리에 직렬로 접속된 권선과 병렬로 접속된 다이오드와, 상기 권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터와, 이 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 가지는 MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서, 상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된, 상기 MOS 트랜지스터를 차단상태로부터 도통시키는 신호를 지연시키고, 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정 기간으로, 상기 MOS 트랜지스터가 완전 차단에서 완전 도통으로 이행시키는 지연회로를 구비한다.
지연회로는, 다이오드의 역회복시간보다도 긴 기간으로, 파워 MOS 트랜지스터를 완전 차단에서 완전 도통으로 한다. 이에 의해, 다이오드에는 역전류는 거의 흐르지 않고, 배터리, 다이오드, 파워 MOS 트랜지스터를 통하여 단락전류가 흐르는 것이 방지된다.
이 경우, 지연회로는 트랜지스터나 콘덴서 등으로 이루어지는 간단한 회로에 의해 구성할 수 있다.
(2) 또, 배터리에 직렬로 접속된 권선과 병렬로 접속된 다이오드와, 상기 권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터와, 이 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 가지는 MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서, 상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된, 상기 MOS 트랜지스터를 차단으로부터 도통시키는 신호를, 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 인가하는 전압으로써, 시간경과와 함께 점차로 증가하는 함수로 부여되는 전압으로 하는 함수발생회로를 구비하고, 이 함수발생회로에 의해 인가되는 전압에 의해, 상기 MOS 트랜지스터가 완전 차단에서 완전 도통에 이르는 시간은, 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정 시간이다.
함수발생회로는 시간경과와 함께 점차로 증가하는 함수로 부여되는 전압을 MOS 트랜지스터에 인가함으로써, 다이오드의 역회복시간보다도 긴 기간으로, 파워 MOS 트랜지스터를 완전 차단에서 완전 도통으로 한다. 이에 의해, 다이오드에는 역전류는 거의 흐르지 않고, 배터리, 다이오드, 파워 MOS 트랜지스터를 통하여 단락전류가 흐르는 것이 방지된다.
이 경우, 함수발생회로는 트랜지스터나 콘덴서 등으로 이루어지는 간단한 회로에 의해 구성할 수 있다.
(3) 또, 배터리를 충전하는 발전기의 전기자 권선과, 상기 배터리와 직렬로 접속되고, 상기 전기자 권선에 자속을 공급하는 계자권선과 병렬로 접속된 다이오드와, 상기 계자권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터와, 이 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 가지는 MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서, 상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된, 상기 MOS 트랜지스터를 차단상태로부터 도통시키는 신호를 지연시키고, 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정 기간으로, 상기 MOS 트랜지스터가 완전 차단에서 완전 도통으로 이행시키는 지연회로를 구비한다.
(4) 또, 배터리를 충전하는 발전기의 전기자 권선과, 상기 배터리와 직렬로 접속되고, 상기 전기자 권선에 자속을 공급하는 계자권선과 병렬로 접속된 다이오드와, 상기 계자권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터와, 이 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 가지는 MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서, 상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된, 상기 MOS 트랜지스터를 차단상태로부터 도통시키는 신호를, 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 인가하는 전압이고, 시간경과와 함께 점차로 증가하는 함수로 주어지는 전압으로 하는 함수발생회로를 구비하고, 이 함수발생회로를 따라 인가되는 전압에 의해, 상기 MOS 트랜지스터가 완전 차단에서 완전 도통에 이르는 시간은, 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정시간이다.
(5) 바람직하게는, 상기 (2) 또는 (4)에 있어서, 상기 함수발생회로는 콘덴서와, 상기 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호와 동기하여 상기 콘덴서에 전하를 충방전하는 충방전회로와, 상기 콘덴서의 전압에 상당하는 전압을 출력하는 증폭기를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 MOS 트랜지스터 구동장치의 개략회로도이고, 자동차용 발전기의 전압조정기에 적용한 경우의 예이다.
도 1에 있어서, 1은 자동차용 발전기이고, 이 발전기(1)는 3상 전기자 권선(10a, 10b, 10c)과 이들 3상 전기자 권선(10a, 10b, 10c)의 교류출력을 직류로 변환하는 정류기(11)를 구비한다. 또한, 발전기(1)는 내연기관(도시생략)에 의해 회전력을 부여받고, 3상 전기자 권선(10a, 10b, 10c)에 자속을 공급하는 계자권선(12)과, 이 계자권선(12)을 흐르는 계자전류를 제어하는 전압조정기(13)를 구비한다.
전압조정기(13)는, 계자권선(12)과 병렬로 접속되고, 그 캐소드가 정류기(11)에 접속됨과 동시에, 출력단자(B)에 접속된 다이오드(14)와, 이들 병렬로 접속된 계자권선(12) 및 다이오드(14)와 직렬로 접속된 파워 MOS 트랜지스터(15)와, 이 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트를 구동하는 구동신호를 지연하는 지연회로(16)와, 이 지연회로(16)의 입력단자에 그 출력신호를 공급하는 비교기(17)를 구비한다. 여기에서, 다이오드(14)의 애노드는 파워 MOS 트랜지스터(15)의 드레인에 접속되고, 이 파워 MOS 트랜지스터(15)의 소스는 접지되어 있다.
전압조정기(13)는, 또한, 비교기(17)의 +측 입력단자에 그 +측이 접속되고, -측이 접지되는 참조 전압(18)과, 비교기(17)의 -측 입력단자에 그 한쪽 끝단이 접속되며, 다른쪽 끝단은 전압검출단자(S)에 접속된 분압저항(19a)과, 비교기(17)의 -측 입력단자에, 그 한쪽 끝단이 접속되고, 다른쪽 끝은 참조 전압(18)의 -측에 접속된 분압저항(19b)을 구비한다.
상술한 비교기(17)와, 참조전압(18)과, 저항(19a)과, 저항(19b)에 의해, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트를 구동하는 구동회로가 구성된다.
발전기(1)의 출력단자(B)는 배터리(2)의 +측에 접속되고, 또한 자동차에 탑재되는 전기장치(4a, 4b, 4c)에 스위치(3a, 3b, 3c)를 개재하여 접속된다. 전기장치(4a 내지 4c)는 헤드라이트, 와이퍼, 에어콘 등 차에 탑재되는 전기장치를 나타낸다. 6은 라디오 수신기이고, 스위치(5)를 개재하여 배터리(2)에서 전원을 공급받고, 또 안테나(7)로부터의 고주파 전파를 수신하는 것이다. 또, 전압검출단자(S)는 배터리(2)의 +측에 접속된다. 이 배터리(2)의 -측은 접지되어 있다.
상기 구성에 있어서, 내연기관이 회전하고 있을 때에는, 전압조정기(13)가 배터리(2)의 전압을 검출하여 피드백 제어를 행한다.
즉, 배터리(2)의 전압이 낮을 때에는, 분압저항(19a)과 분압저항(19b)의 분압점의 전압은 참조전압(18)의 전압보다 낮아진다. 이 경우에는, 비교기(17)의 출력신호인 구동신호는, 「Hi(하이)」 레벨이 되고 지연회로(16)에 의해 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압을 높게 하여, 파워 MOS 트랜지스터(15)를 도통시킨다.
파워 MOS 트랜지스터(15)가 도통하면, 계자권선(12)을 흐르는 계자전류가 증가하고, 전기자 권선(10a 내지 10c)에 발생하는 전압이 높아진다. 이것에 의해 정류기(12)로부터 B단자를 거쳐 배터리(2)에 인가되는 전압이 높아진다.
또, 배터리(2)의 전압이 높을 때에는, 분압저항(19a)과 분압저항(19b)의 분압점의 전압이 참조전압(18)의 전압보다 높아진다. 이 경우는, 비교기(17)의 출력은 「Low(로우)」 레벨이 되고 구동회로(16)는 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압을 낮게 하여, 파워 MOS 트랜지스터(15)를 차단시킨다. 파워 MOS 트랜지스터(15)가 차단하면, 계자권선(12)을 흐르는 계자전류가 다이오드(14)를 통하여 감쇠하고, 전기자 권선(10a 내지 10c)에 발생하는 전압이 낮아지고, 배터리(2)의 전압이 낮아진다.
이상의 동작을 반복하여 배터리(2)의 전압은 일정치로 조정된다.
도 2는 지연회로(16)의 내부 회로도이고, 이 지연회로(16)는 Hi/Low 지령 입력 「G1」에 대하여, 지연한 신호 「G0」를 발생한다. 즉, 신호「G0」는 램프 파형(경사 모양 파형)이다. 이 때문에 지연회로(16)는 함수발생회로로 정의할 수도 있다.
도 2에 있어서, 201은 NOT 게이트, 202는 버퍼 게이트이고, 이들 NOT 게이트 및 버퍼 게이트(202)에 지령 입력 G1이 공급된다. 203은 NOT 게이트(201)의 출력이 Hi일 때에 닫히는 스위치, 207은 버퍼 게이트(202)의 출력이 Hi일 때에 닫히는 스위치이다.
또, 204, 206, 210, 212는 정전류원, 205, 209, 211은 PNP 트랜지스터, 213은 NPN 트랜지스터, 208은 콘덴서, 214는 저항이다.
스위치(203)의 한쪽 끝단은, 전류원(204, 206), 스위치(207)를 개재하여 접지되어 있다. 또, 스위치(203)의 다른쪽 끝단은 트랜지스터(205)의 에미터, 트랜지스터(209)의 에미터, 정전류원(212) 및 트랜지스터(213)의 콜렉터에 접속된다. 트랜지스터(205)의 콜렉터는, 전류원(204 및 206)과 접속됨과 동시에, 이 트랜지스터(205)의 베이스, 트랜지스터(209)의 베이스 및 콘덴서(208)의 한쪽 끝단에 접속된다.
콘덴서(208)의 다른쪽 끝단은, 트랜지스터(209)의 콜렉터, 트랜지스터(211)의 베이스에 접속됨과 동시에, 정전류원(210)을 개재하여 접지된다. 트랜지스터(211)의 에미터는, 정전류원(212) 및 트랜지스터(213)의 베이스에 접속된다. 또, 이 트랜지스터(211)의 콜렉터에 접지된다. 트랜지스터(213)의 에미터는, 출력 G0의 출력단자에 접속됨과 동시에 저항(214)을 개재하여 접지된다.
즉, 도 2에 나타낸 지연회로(함수발생회로)(16)는, 콘덴서(208)와, MOS 트랜지스터(15)를 도통 또는 차단하는 신호(G1)와 동기하여 콘덴서(16)에 전하를 충방전하는 충방전회로[NOT 게이트(201), 버퍼 게이트(207), 스위치(203, 207), 전류원(204, 206, 210), 트랜지스터(205, 209)]와, 콘덴서(208)의 전압에 상당하는 전압을 출력하는 증폭기[전류원(212), 트랜지스터(211, 213), 저항(214)]를 가진다.
도 2에 나타낸 지연회로(16)에 있어서, 지령 입력(G1)이 Low일 때는, NOT 게이트(201)의 출력이 Hi, 버퍼 게이트(202)의 출력이 Low가 되고, 스위치(203)가 ON, 스위치(207)가 OFF 된다. 이 경우에는, PNP 트랜지스터(205, 209)는 역바이어스로 되어 전류는 흐르지 않고, 정전류원(204), 콘덴서(208), 정전류원(210)의 루트로 전류가 흘러, 콘덴서(208)가 충전된다. 콘덴서(208)가 충전되면, 콘덴서(208)의 저전위측, 즉 트랜지스터(209)의 콜렉터 전압은 접지 레벨까지 낮아진다.
또, 지령 입력(G1)이 Hi일 때는, NOT 게이트(201)의 출력이 Low, 버퍼 게이트(202)의 출력이 Hi로 되고, 스위치(203)가 OFF, 스위치(207)가 ON 된다. 이 경우에는, PNP 트랜지스터(205)에는 정전류원(206)과 같은 전류가 흐른다.
그리고나서, 콘덴서(208)는 서서히 방전된다. 콘덴서(208)의 고전위측[트랜지스터(209)의 베이스와의 접속점]은, VCC(회로전원 : 5V)보다 트랜지스터(209)의 에미터 베이스 간 전압(약 0.7V 일정)분만큼 낮은 약 4.3V로 일정하고, 저전위측[트랜지스터(209)의 콜렉터 전압]은 시간과 더불어 높아진다.
이 경우, 콘덴서(208)를 흐르는 전류는 트랜지스터(209)의 베이스 전류와 같고, 다음 식 1로 나타내진다.
I(C208) = I210/hFE
여기에서, I(C208) : 콘덴서(208)를 흐르는 전류, I210 : 정전류원(210)의 전류, hFE : 트랜지스터(209)의 전류증폭율로 한다.
통상, 콘덴서의 전압변화는 전류치의 시간 적분에 의해 나타내진다. 따라서, 콘덴서(208)의 저전위측, 즉 트랜지스터(209)의 콜렉터 전압은 일정 기울기로 상승한다.
도 3에 전압 파형을 나타낸다. 도 3의 (a)는 입력신호(G1)의 전압 파형이고, 이 입력신호(G1)에 대한 트랜지스터(209)의 콜렉터 전압은 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이 예에서는, 트랜지스터(209)의 콜렉터 전압의 급상승시간은 40μ초로 설정되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(211 및 213)는 에미터 플로어 회로를 구성하고 있고, 트랜지스터(209)의 콜렉터 전압과 같은 전압이 출력신호(G0)의 출력단자에 출력된다. 따라서, 출력신호(G0)는, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(209)의 콜렉터 전압과 같게 급상승한다.
도 4는, 다이오드(14)에 정현파 전압을 인가했을 때의 전류 파형을 나타낸다.
일반적으로 다이오드는 역방향으로 전압이 인가되었을 때, 잠깐동안, 전류가 흐르는 특성을 가지고 있다. 이 전류가 흐르는 시간을 역회복시간(τrr)이라고 부른다. 일반적으로 역회복시간(τrr)은 1 내지 10μsec 정도이다. 파워 MOS 트랜지스터(15)가 차단되어 있을 때에는 다이오드(14)에 순방향으로 전류가 흐르고 있으나, 파워 MOS 트랜지스터(15)가 도통하여 다이오드(14)가 역바이어스로 되었을 때에, 파워 MOS 트랜지스터(15)는 적어도 역회복시간(τrr) 동안은 완전 ON 상태가 되지 않는다.
역회복시간(τrr) 기간중에 파워 MOS 트랜지스터(15)가 ON 하면, 배터리(2), 다이오드(14), 파워 MOS 트랜지스터(15)를 통하여 단락전류가 흐른다. 배터리(2)는 내부 인피던스가 낮고, 이 단락전류는 50A에서 100A 정도에 달한다. 일순간이기는 하나, 배터리(2)의 배선에 과대전류가 흐르기 때문에, 배선 케이블에서 전자파가 발생하고, 안테나(7)에서 라디오 수신기(6)로 노이즈로서 유입한다.
즉, 계자권선(12)의 플라이백 전압을 방지하기 위해 다이오드[이 예에서는 다이오드(14)]가, 계자권선(12)과 병렬로 접속되나, 이 다이오드(14)의 역회복특성에 기인하여 라디오 노이즈가 발생하게 된다.
이 라디오 노이즈를 저감하기 위해서는, 다이오드(14)의 역회복시간(τrr)보다도 긴 기간으로, 파워 MOS 트랜지스터(15)를 완전 차단에서 완전 도통이 되면 유효한 것이 본 발명의 발명자들에 의해 해명되었다.
즉, 다이오드(14)의 역회복시간(τrr)보다도 긴 기간으로, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 드레인 전류를, 0A에서 일정 전류까지(예를 들어, 0A에서 2A) 경사 형상으로 증가시키도록, 파워 MOS 트랜지스터(15)를 완전 차단에서 완전 도통으로 하면, 다이오드(14)에는 역전류는 거의 흐르지 않는다.
따라서, 배터리(2), 다이오드(14), 파워 MOS 트랜지스터(15)를 통하여 단락전류가 흐르는 것이 방지되고, 라디오 수신기(6)로의 노이즈 유입이 방지된다.
여기에서, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 드레인 전류를, 역회복시간(τrr)보다도 긴 기간으로 0A에서 일정 전류까지(예를 들어, 0A에서 2A) 경사 형상으로 증가시키기 위해서는, 파워 MOS 트랜지스터(15)를 완전 차단에서 완전 도통으로 하는 기간을 역회복시간(τrr)보다도 대폭 길게 해야 하는 것이 실험 등에 의해 판명되었다.
예를 들어, 상술한 바와 같이, 다이오드(14)의 역회복시간(τrr)이, 1 내지 10μsec이면, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압[트랜지스터(209)의 콜렉터 전위)를, 예를 들어, 40μsec에서 0부터 5V까지 경사 형상으로 증가시키면 노이즈 발생이 방지된다.
또한, 역회복시간이 0.2μsec인 다이오드도, 다이오드(14)로서 사용 가능하다. 여기에서, 다이오드(14)의 역회복시간(τrr)이 0.2μsec와 2.0μsec인 경우에, 종래 기술, 즉, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압을 경사 형상으로 증가시키는 것을 고려하고 있지 않은 예에 대하여, 노이즈 레벨을 유효하게 저감하기 위한, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압의 TURN ON 시간을 기재한다(단, 실험예이다). 또한, 이 예는, 주파수 600kHz에서 노이즈 레벨을 종래 기술의 -20dBμ로 하기 위한, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압을 0V에서 5V로 급상승하는 TURN ON 시간이다.
역회복시간(τrr)이 0.2μsec인 경우에는 트랜지스터(15)의 게이트 전압의 TURN ON 시간은 70μsec이고, 역회복시간(τrr)이 2.0μsec인 경우에는 트랜지스터(15)의 게이트 전압의 TURN ON 시간은 400μsec이면, 노이즈 레벨은 종래 기술의 -20dBμ로 되었다.
또한, 역회복시간(τrr)이 0.2μsec이고 MOS 트랜지스터(15)의 게이트 전압의 TURN ON 시간이 70μsec인 경우, MOS 트랜지스터(15)가 완전 차단에서 완전 도통에 이르는 시간은 15μsec였다. 또, 역회복시간(τrr)이 2.0μsec이고 트랜지스터(15)의 게이트 전압의 TURN ON 시간이400μsec인 경우, MOS 트랜지스터(15)가 완전 차단에서 완전 도통에 이르는 시간은 50μsec였다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 자동차용 발전기의 전압조정기와 종래 기술과의 라디오 노이즈 레벨을 비교한 그래프이다. 단, 발전기의 회전수는 300r/min이고 발전기 출력전류는 20A인 경우의 예이다.
이 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 주파수 500kHz 이상인 주파수 영역에서는, 본 발명의 일 실시예(파선 A)는 종래 기술(실선 B)에 비교하여 -20dBμ 이상 노이즈 레벨이 저감되어 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지연회로(16)는, 다이오드(14)의 역회복시간(τrr)보다도 긴 기간으로, 파워 MOS 트랜지스터(15)의 드레인 전류를, 0A에서 일정 전류까지 경사 형상으로 증가시키도록 파워 MOS 트랜지스터(15)를 완전 차단에서 완전 도통으로 한다. 이것에 의해, 다이오드(14)에는 역전류는 거의 흐르지 않고, 배터리(2), 다이오드(14), 파워 MOS 트랜지스터(15)를 통하여 단락 전류가 흐르는 것이 방지되고, 스위칭 노이즈, 즉, 라디오 수신기(6)의 노이즈 발생이 방지된다.
이 경우, 지연회로(16)는 트랜지스터나 콘덴서로 이루어지는 간단한 회로에 의해 구성할 수 있으므로, 간단한 구성으로 값이 싸면서 라디오 노이즈 등의 발생을 저감할 수 있는 MOS 트랜지스터의 구동장치를 실현할 수 있다.
또한, 상술한 예는 본 발명을 자동차용 발전기의 전압조정기에 적용한 경우의 예이나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들어, 전동기의 회전제어를 행하기 위한 계자권선에 다이오드가 병렬로 접속되고, 이 계자권선으로의 전류를 제어하는 MOS 트랜지스터의 구동장치 등 다른 것에도 적용 가능하다.
본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 다음과 같은 효과가 있다.
지연회로(함수발생회로)는 다이오드의 역회복시간(τrr)보다도 긴 기간으로, 파워 MOS 트랜지스터를 완전 차단에서 완전 도통으로 한다. 이것에 의해, 다이오드에는 역전류는 거의 흐르지 않고, 배터리, 다이오드, 파워 MOS 트랜지스터를 통하여 단락전류가 흐르는 것이 방지된다. 이 경우, 지연회로는 트랜지스터나 콘덴서 등으로 이루어지는 간단한 회로에 의해 구성할 수 있다.
따라서, 간단한 구성이고 값이 싸면서 라디오 노이즈 등의 발생을 저감할 수 있는 MOS 트랜지스터의 구동장치를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 MOS 트랜지스터 구동장치의 개략회로도,
도 2는 도 1의 지연회로(16)의 내부회로도,
도 3은 도 2의 지연회로(16)의 동작 파형도,
도 4는 도 1의 다이오드(14)의 전류 파형도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 자동차용 발전기의 전압조정기와 종래기술과의 라디오 노이즈 레벨을 비교한 그래프.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 자동차용 발전기 2 : 배터리
6 : 라디오 수신기 7 : 안테나
10a∼10c : 전기자 권선 11 : 정류기
12 : 계자권선 13 : 전압조정기
14 : 다이오드 15 : 파워 MOS 트랜지스터
16 : 지연회로 17 : 비교기
18 : 참조 전압 19a, 19b : 분압저항
201 : NOT 게이트 202 : 버퍼 게이트
203, 207 : 스위치 204, 206, 210, 212 : 정전류원
205, 209, 211 : PNP 트랜지스터 208 : 콘덴서
213 : NPN 트랜지스터 214 : 저항

Claims (5)

  1. MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서,
    배터리에 직렬로 접속된 권선과 병렬로 접속된 다이오드와,
    상기 권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터와,
    상기 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로와,
    상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된 전압을 경사형상으로 증가시키면서 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 공급하고, 상기 전압의 공급을 개시한 후에 상기 다이오드의 역 회복시간(τrr)보다 긴 소정 기간으로, 상기 MOS 트랜지스터를 완전 도통으로 이행시키는 지연회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 MOS 트랜지스터의 구동장치.
  2. MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서,
    배터리에 직렬로 접속된 권선과 병렬로 접속된 다이오드와,
    상기 권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터와,
    상기 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 구비하고,
    상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된, 상기 MOS 트랜지스터를 차단상태로부터 도통시키는 신호를, 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 인가하는 전압으로써, 시간경과와 함께 점차로 증가하는 함수로 부여되는 전압으로 하는 함수발생회로를 구비하고,
    상기 함수발생회로에서 출력되는 전압을 점차 증가시키면서 상기 전압을 MOS 트랜지스터의 게이트에 인가하고, 상기 전압의 인가를 개시한 후에 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정 시간으로 상기 MOS 트랜지스터를 완전 도통하게 하는 것을 특징으로 하는 MOS 트랜지스터의 구동장치.
  3. MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서,
    배터리를 충전하는 발전기의 전기자 권선과,
    상기 배터리와 직렬로 접속되어, 상기 전기자 권선에 자속을 공급하는 계자권선과 병렬로 접속된 다이오드와,
    상기 계자권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터, 및
    상기 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 구비하고,
    상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된 전압을 경사형상으로 증가시키면서, 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 공급하고, 상기 전압의 공급을 개시한 후에 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정시간으로, 상기 MOS 트랜지스터를 완전 도통으로 이행시키는 지연회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 MOS 트랜지스터의 구동장치.
  4. MOS 트랜지스터의 구동장치에 있어서,
    배터리를 충전하는 발전기의 전기자 권선과,
    상기 배터리와 직렬로 접속되고, 상기 전기자 권선에 자속을 공급하는 계자권선과 병렬로 접속된 다이오드와,
    상기 계자권선과 상기 배터리 사이에 접속된 MOS 트랜지스터, 및
    상기 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호를 발생하여 상기 MOS 트랜지스터의 게이트를 구동하는 구동회로를 구비하고,
    상기 구동회로와 상기 MOS 트랜지스터 사이에 배치되고, 상기 구동회로에서 출력된, 상기 MOS 트랜지스터를 차단상태로부터 도통시키는 신호를 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 인가하는 전압으로써, 시간경과와 함께 점차로 증가하는 함수로 부여되는 전압으로 하는 함수발생회로를 구비하고,
    상기 함수발생회로에서 출력되는 전압을 점차로 증가시키면서 상기 전압을 MOS 트랜지스터의 게이트에 인가하고, 상기 전압의 인가를 개시한 후에 상기 다이오드의 역회복시간(τrr)보다 긴 소정 시간으로, 상기 MOS 트랜지스터를 완전 도통하게 하는 것을 특징으로 하는 MOS 트랜지스터의 구동장치.
  5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 함수발생회로는, 콘덴서와, 상기 MOS 트랜지스터를 도통 또는 차단하는 신호와 동기하여 상기 콘덴서에 전하를 충방전하는 충방전회로와, 상기 콘덴서의 전압에 상당하는 전압을 출력하는 증폭기를 가지는 것을 특징으로 하는 MOS 트랜지스터의 구동장치.
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