KR102410531B1 - Gate driving circuit - Google Patents
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Abstract
게이트 구동 회로는, 구동신호 입력부, 차단전압 공급부, 도통전압 공급부, 포화전압 공급부, 및 구동전압 선택부를 포함한다. 구동신호 입력부는 반도체 스위칭 소자를 구동하기 위한 서로 다른 제 1 구동신호와 제 2 구동신호를 선택적으로 입력받고, 차단전압 공급부는 반도체 스위칭 소자가 차단되도록 하는 차단전압을 공급하고, 도통전압 공급부는 반도체 스위칭 소자가 도통되도록 하는 도통 전압을 공급하고, 포화전압 공급부는 반도체 스위칭 소자에 포화 전류가 흐르도록 하고 차단전압과 도통 전압 사이 크기의 포화전압을 공급하며, 구동전압 선택부는 구동신호에 따라 차단전압, 도통 전압, 포화전압을 선택적으로 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자로 제공한다.The gate driving circuit includes a driving signal input unit, a cut-off voltage supply unit, a conduction voltage supply unit, a saturation voltage supply unit, and a driving voltage selection unit. The driving signal input unit selectively receives different first driving signals and second driving signals for driving the semiconductor switching device, the blocking voltage supply unit supplies a blocking voltage to cut off the semiconductor switching device, and the conduction voltage supply unit is the semiconductor A conduction voltage is supplied to cause the switching element to conduct, and the saturation voltage supply unit causes a saturation current to flow through the semiconductor switching element and supplies a saturation voltage having a magnitude between the cut-off voltage and the conduction voltage, and the driving voltage selector provides a cut-off voltage according to the driving signal. , the conduction voltage and the saturation voltage are selectively provided to the gate terminal of the semiconductor switching device.
Description
본 발명은 전력반도체 소자 관련 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 IGBT 및 MOSFET와 같은 스위칭 소자의 게이트 구동 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit related to a power semiconductor device, and more particularly, to a gate driving circuit of a switching device such as an IGBT and a MOSFET.
일반적으로 전력반도체 소자의 게이트 신호는 기울기가 클수록 전력반도체 소자가 빠르게 포화영역으로 진입하여 스위칭 손실이 작은 이점이 있다. 그러나 게이트 신호의 큰 기울기는 노이즈 및 게이트 전압서지를 유발하여 EMI 증가, Cross Talk 현상이 발생하고, SiC MOSFET 같이 게이트 내압이 작은 전력반도체 소자를 소손시킬 우려가 있다. In general, the greater the slope of the gate signal of the power semiconductor device, the faster the power semiconductor device enters the saturation region, so that the switching loss is small. However, a large slope of the gate signal causes noise and gate voltage surge, which increases EMI, cross talk, and may damage power semiconductor devices with low gate withstand voltage, such as SiC MOSFETs.
이러한 이유로 종래의 일반적인 게이트 드라이버에서는 게이트 신호의 기울기를 완만하게 조절하여 사용한다. 하지만, 이를 위해 게이트단에 저항을 추가하기 때문에 전력소자의 스위칭 손실이 증가하는 문제가 있다.For this reason, in a conventional gate driver, the slope of the gate signal is gently adjusted and used. However, there is a problem in that the switching loss of the power device increases because a resistor is added to the gate terminal for this purpose.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전력반도체 소자의 스위칭 손실을 줄이면서도 안정적인 게이트 구동전압을 공급하기 위한 게이트 드라이버를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a gate driver for supplying a stable gate driving voltage while reducing switching loss of a power semiconductor device.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 게이트 구동 회로는, 구동신호 입력부, 차단전압 공급부, 도통전압 공급부, 포화전압 공급부, 및 구동전압 선택부를 포함한다. In order to achieve the above object, a gate driving circuit according to the present invention includes a driving signal input unit, a cut-off voltage supply unit, a conduction voltage supply unit, a saturation voltage supply unit, and a driving voltage selection unit.
구동신호 입력부는 반도체 스위칭 소자를 구동하기 위한 서로 다른 제 1 구동신호와 제 2 구동신호를 선택적으로 입력받고, 차단전압 공급부는 반도체 스위칭 소자가 차단되도록 하는 차단전압을 공급하고, 도통전압 공급부는 반도체 스위칭 소자가 도통되도록 하는 도통 전압을 공급하고, 포화전압 공급부는 반도체 스위칭 소자에 포화 전류가 흐르도록 하고 차단전압과 도통 전압 사이 크기의 포화전압을 공급하며, 구동전압 선택부는 구동신호에 따라 차단전압, 도통 전압, 포화전압을 선택적으로 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자로 제공한다.The driving signal input unit selectively receives different first driving signals and second driving signals for driving the semiconductor switching device, the blocking voltage supply unit supplies a blocking voltage to cut off the semiconductor switching device, and the conduction voltage supply unit is the semiconductor A conduction voltage is supplied to cause the switching element to conduct, and the saturation voltage supply unit causes a saturation current to flow through the semiconductor switching element and supplies a saturation voltage having a magnitude between the cut-off voltage and the conduction voltage, and the driving voltage selector provides a cut-off voltage according to the driving signal. , the conduction voltage and the saturation voltage are selectively provided to the gate terminal of the semiconductor switching device.
이와 같은 구성에 의하면, 종래 2레벨 게이트 구동 회로에 비해 작은 게이트 저항을 사용하여 스위칭 손실을 줄일 수 있게 된다. 또한, 종래와 동일하게 2레벨 입력신호를 이용하여 반도체 스위칭 소자를 별도의 중간상태를 거쳐 차단상태에서 도통상태로 이동시킴으로써, 단순한 구조로도 보다 안정적인 게이트 구동전압을 공급할 수 있게 된다. According to this configuration, it is possible to reduce the switching loss by using a smaller gate resistance compared to the conventional two-level gate driving circuit. In addition, by moving the semiconductor switching element from the cut-off state to the conduction state through a separate intermediate state using a two-level input signal as in the prior art, a more stable gate driving voltage can be supplied even with a simple structure.
이때, 구동전압 선택부는 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호에 대해 각각 상보적으로 동작하는 제 1 선택부와 제 2 선택부, 및 제 2 구동신호에 대해 미리 설정된 시간 지연되어 동작하는 제 3 선택부를 포함할 수 있다.In this case, the driving voltage selector includes a first selector and a second selector each complementary to the first driving signal and the second driving signal, and a third selector operated with a preset time delay for the second driving signal. may include wealth.
또한, 반도체 스위칭 소자의 게이트에 일단이 공통으로 연결되고, 다른 일단이 제 1 선택부, 제 2 선택부, 및 제 3 선택부와 각각 연결되는 제 1 저항, 제 2 저항, 제 3 저항을 더 포함할 수 있다.In addition, a first resistor, a second resistor, and a third resistor having one end commonly connected to the gate of the semiconductor switching device and the other end connected to the first selector, the second selector, and the third selector, respectively, are further added. may include
또한, 제 1 선택부와 제 2 선택부는 동일한 구동신호에 대해 상보적으로 동작하는 양극성 접합 트랜지스터인 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 각각 포함하며, 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터는 베이스 단자가 구동신호 입력부와 공통 연결되고, 컬렉터 단자는 각각 제 1 저항 및 제 2 저항과 연결되며, 이미터 단자는 차단전압 공급부 및 포화전압 공급부와 각각 연결될 수 있다.In addition, the first selector and the second selector each include a first transistor and a second transistor that are bipolar junction transistors complementary to the same driving signal, and the base terminal of the first transistor and the second transistor is a driving signal. It may be commonly connected to the input unit, the collector terminal may be connected to the first resistor and the second resistor, respectively, and the emitter terminal may be connected to the cutoff voltage supply unit and the saturation voltage supply unit, respectively.
또한, 제 3 선택부는 드레인 단자가 도통전압 공급부와 연결되고 소스 단자가 제 3 저항과 연결되는 제 3 트랜지스터, 게이트 구동신호를 지연시켜 제 3 트랜지스터의 게이트 단자로 공급하는 신호지연 소자를 더 포함할 수 있다.In addition, the third selection unit may further include a third transistor having a drain terminal connected to a conduction voltage supply unit and a source terminal connected to a third resistor, and a signal delay element delaying the gate driving signal and supplying it to the gate terminal of the third transistor. can
또한, 제 1 트랜지스터는 NPN BJT이고, 제 2 트랜지스터는 PNP BJT이고, 제 3 트랜지스터는 N채널 MOSFET이며, 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터의 베이스 단자에는 신호반전 소자가 공통연결될 수 있다.Also, the first transistor may be an NPN BJT, the second transistor may be a PNP BJT, and the third transistor may be an N-channel MOSFET, and a signal inverting element may be commonly connected to the base terminals of the first transistor and the second transistor.
본 발명에 의하면, 종래 2레벨 게이트 구동 회로에 비해 작은 게이트 저항을 사용하여 스위칭 손실을 줄일 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to reduce the switching loss by using a smaller gate resistance compared to the conventional two-level gate driving circuit.
또한, 종래와 동일하게 2레벨 입력신호를 이용하여 반도체 스위칭 소자를 별도의 중간상태를 거쳐 차단상태에서 도통상태로 이동시킴으로써, 단순한 구조로도 보다 안정적인 게이트 구동전압을 공급할 수 있게 된다. In addition, by moving the semiconductor switching element from the cut-off state to the conduction state through a separate intermediate state using a two-level input signal as in the prior art, a more stable gate driving voltage can be supplied even with a simple structure.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 실제 구현 예를 도시한 회로도.
도 3과 도 4는 각각 게이트 저항이 낮은 경우에서의 종래 기술에 따른 반도체 스위칭 소자의 게이트소스간 전압과 전력 손실을 도시한 도면.
도 5와 도 6은 각각 게이트 저항이 높은 경우에서의 종래 기술에 따른 반도체 스위칭 소자의 게이트소스간 전압과 전력 손실을 도시한 도면.
도 7과 도 8은 각각 게이트 저항이 낮은 경우에서의 본 발명에 따른 반도체 스위칭 소자의 게이트소스간 전압과 전력 손실을 도시한 도면.1 is a schematic block diagram of a gate driving circuit according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a circuit diagram showing an actual implementation example of Fig. 1;
3 and 4 are diagrams illustrating a voltage and power loss between a gate source and a gate source of a semiconductor switching device according to the related art when the gate resistance is low, respectively.
5 and 6 are diagrams illustrating a voltage and power loss between a gate source and a gate source of a semiconductor switching device according to the related art when the gate resistance is high, respectively.
7 and 8 are diagrams showing voltage and power loss between gate sources of the semiconductor switching device according to the present invention when the gate resistance is low, respectively.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 실제 구현 예를 도시한 회로도이다. 도 1에서, 게이트 구동 회로(100)는 구동신호 입력부(110), 차단전압 공급부(120), 포화전압 공급부(130), 도통전압 공급부(140), 및 구동전압 선택부(150), 및 게이트 저항부(160)를 포함한다.1 is a schematic block diagram of a gate driving circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an actual implementation example of FIG. 1 . In FIG. 1 , the
구동전압 선택부(150)는 다시, 제 1 선택부(152), 제 2 선택부(154), 및 제 3 선택부(156)를 포함하고, 게이트 저항부(160)는 제 1 저항(162), 제 2 저항(164), 및 제 3 저항(166)을 포함한다.The
구동신호 입력부(110)는 반도체 스위칭 소자를 구동하기 위한 서로 다른 제 1 구동신호와 제 2 구동신호를 선택적으로 입력받는다. 제 1 구동신호는 차단( off) 신호이고, 제 2 구동 신호는 도통(on) 신호로서, 구동신호 입력부(110)는 종래와 같이 2 레벨의 신호를 입력받는다.The driving
차단전압 공급부(120)는 반도체 스위칭 소자가 차단되도록 하는 차단전압을 공급하고, 도통전압 공급부(140)는 반도체 스위칭 소자가 도통되도록 하는 도통 전압을 공급하고, 도 2에서 차단전압은 -5V, 도통전압은 20V로 설정되어 있는 것을 확인할 수 있다.The cut-off
포화전압 공급부(130)는 반도체 스위칭 소자에 포화 전류가 흐르도록 하고 차단전압과 도통 전압 사이 크기의 포화전압을 공급한다. 포화전압의 크기는 포화전류가 MOSFET을 통해 흐를 수 있도록 충분히 커야하지만, MOSFET이 도통 상태로 전환되어서는 안된다. 따라서, 포화전압은 이러한 제약에 의해 미리 설정될 수 있으며, 도 2에서는 15V로 설정된 것을 확인할 수 있다.The saturation
구동전압 선택부(150)는 구동신호에 따라 차단전압, 도통 전압, 포화전압을 선택적으로 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자로 제공한다. 보다 구체적으로 설명하자면, 일반적인 전압소스 게이트 드라이버는 2레벨 게이트 드라이버이다. The
하나의 레벨은 전력 트랜지스터의 게이트를 양의 전압 값으로 충전하여 트랜지스터를 도통상태(con)로 만든다. 다른 레벨은 0 또는 음수이며, 이는 트랜지스터를 차단 상태(bl)로 만든다. 본 발명에서 제안된 게이트 드라이버는 트랜지스터를 포화상태(sat)로 바꾸는 제 3 레벨을 가지며, 이를 2레벨의 구동신호를 이용하여 구현한다.One level charges the gate of the power transistor to a positive voltage value, bringing the transistor into conduction (con). The other levels are zero or negative, which puts the transistor in the shut-off state (bl). The gate driver proposed in the present invention has a third level for changing the transistor into a saturated state (sat), and this is implemented using a two-level driving signal.
구동전압 선택부(150)는 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호에 대해 각각 상보적으로 동작하는 제 1 선택부(152)와 제 2 선택부(154), 및 제 2 구동신호에 대해 미리 설정된 시간 지연되어 동작하는 제 3 선택부(156)를 포함한다.The
또한, 반도체 스위칭 소자의 게이트에 일단이 공통으로 연결되고, 다른 일단이 제 1 선택부(152), 제 2 선택부(154), 및 제 3 선택부(156)와 각각 연결되는 제 1 저항(162), 제 2 저항(164), 제 3 저항(166)을 더 포함한다. 이와 같이, 게이트 드라이버는 각 레벨마다 하나의 게이트 저항을 통해 전력 MOSFET에 연결된다. 그러므로 각각의 천이에 대한 스위칭 속도는 개별적으로 조정될 수 있다. In addition, a first resistor ( ) having one end commonly connected to the gate of the semiconductor switching device and the other end connected to the
제 1 선택부(152)와 제 2 선택부(154)는 동일한 구동신호에 대해 상보적으로 동작하는 양극성 접합 트랜지스터인 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 포함하며, 제 1 트랜지스터(152)와 제 2 트랜지스터(154)는 베이스 단자가 구동신호 입력부(110)와 공통 연결되고, 컬렉터 단자는 각각 제 1 저항(162) 및 제 2 저항(164)과 연결되며, 이미터 단자는 차단전압 공급부(120) 및 포화전압 공급부(130)와 각각 연결된다.The
제 3 선택부(156)는 드레인 단자가 도통전압 공급부(140)와 연결되고 소스 단자가 제 3 저항(166)과 연결되는 제 3 트랜지스터 소자(156-2), 게이트 구동신호를 지연시켜 제 3 트랜지스터 소자(156-2)의 게이트 단자로 공급하는 신호지연 소자(156-4)를 더 포함한다.The
도 2에서, 제 1 트랜지스터(152)는 NPN BJT이고, 제 2 트랜지스터(154)는 PNP BJT로 구현된 것을 확인할 수 있다. FET로 구현되는 경우 역방향 전류가 흐를 수 있기 때문이다. 제 3 트랜지스터(156-2)는 N채널 MOSFET이며, 제 1 트랜지스터(152)와 제 2 트랜지스터(154)의 베이스 단자에는 신호반전 소자(153)가 공통연결된 것을 확인할 수 있다.In FIG. 2 , it can be seen that the
도 3과 도 4는 각각 게이트 저항이 낮은 경우에서의 종래 기술에 따른 반도체 스위칭 소자의 게이트소스간 전압과 전력 손실을 도시한 도면이다. 도 3에서, 낮은 게이트 저항(8Ω)의 경우에 발생하는 게이트 신호의 서지를 확인할 수 있다.3 and 4 are diagrams illustrating voltage and power loss between gate sources of a semiconductor switching device according to the related art when the gate resistance is low, respectively. In FIG. 3 , it can be seen that the surge of the gate signal occurs in the case of a low gate resistance (8Ω).
도 5와 도 6은 각각 게이트 저항이 높은 경우에서의 종래 기술에 따른 반도체 스위칭 소자의 게이트소스간 전압과 전력 손실을 도시한 도면이다. 도 6에서, 높은 게이트 저항(100Ω)의 경우에 발생하는 큰 전력손실을 확인할 수 있다.5 and 6 are diagrams illustrating voltage and power loss between gate sources of a semiconductor switching device according to the related art when the gate resistance is high, respectively. 6 , it can be seen that a large power loss occurs in the case of a high gate resistance (100Ω).
도 7과 도 8은 각각 게이트 저항이 낮은 경우에서의 본 발명에 따른 반도체 스위칭 소자의 게이트소스간 전압과 전력 손실을 도시한 도면이다. 도 7에서 낮은 게이트 저항(8Ω)을 채용했음에도 게이트 신호가 안정적이며, 낮은 게이트 저항으로 인해 전력 손실도 작은 것을 확인할 수 있다.7 and 8 are diagrams illustrating voltage and power loss between gate sources of the semiconductor switching device according to the present invention when the gate resistance is low, respectively. In FIG. 7 , it can be seen that the gate signal is stable even though a low gate resistance (8Ω) is employed, and the power loss is small due to the low gate resistance.
이와 같이, 본 발명은, 종래 2레벨 게이트 구동 회로에 비해 작은 게이트 저항을 사용하여 스위칭 손실을 줄일 수 있게 된다. 또한, 종래와 동일하게 2레벨 입력신호를 이용하여 반도체 스위칭 소자를 별도의 중간상태를 거쳐 차단상태에서 도통상태로 이동시킴으로써, 단순한 구조로도 보다 안정적인 게이트 구동전압을 공급할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the switching loss by using a smaller gate resistance compared to the conventional two-level gate driving circuit. In addition, by moving the semiconductor switching element from the cut-off state to the conduction state through a separate intermediate state using a two-level input signal as in the prior art, a more stable gate driving voltage can be supplied even with a simple structure.
정리하면, 본 발명에서는 스위칭 손실을 줄이기 위해 작은 게이트 저항을 사용하면서 게이트 신호의 서지를 줄일 수 있는 3레벨 게이트 드라이버를 제안한다. 게이트 구동신호의 전압 레벨을 3단계(도통, 포화, 차단)로 만들기 위하여 2개의 BJT와 1개의 MOSFET 그리고 각 소자의 과도상태를 조절하기 위한 3개의 저항으로 구성된다.In summary, the present invention proposes a three-level gate driver capable of reducing the surge of the gate signal while using a small gate resistance to reduce the switching loss. It consists of two BJTs, one MOSFET, and three resistors for controlling the transient state of each device to make the voltage level of the gate driving signal in three stages (conduction, saturation, cutoff).
본 발명은, 전력반도체소자의 스위칭 손실을 줄이면서 안정적인 게이트 구동전압을 공급하기 위한 것으로서, 특히 SiC MOSFET 같이 게이트 내압이 작은 전력반도체소자에 적합하며, 종래 2레벨 게이트 구동 회로에 비해 작은 게이트 저항을 사용하여 스위칭 손실을 줄일 수 있다.The present invention is to supply a stable gate driving voltage while reducing switching loss of a power semiconductor device, and is particularly suitable for power semiconductor devices with low gate withstand voltage such as SiC MOSFETs, and has a smaller gate resistance compared to a conventional two-level gate driving circuit. can be used to reduce switching losses.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야할 것이다.Although the present invention has been described with reference to some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereto, but should also extend to modifications or improvements of the above embodiments supported by the claims.
100: 게이트 구동 회로
110: 구동신호 입력부
120: 차단전압 공급부
130: 포화전압 공급부
140: 도통전압 공급부
150: 구동전압 선택부
152: 제 1 선택부, 제 1 트랜지스터
153: 신호반전 소자
154: 제 2 선택부, 제 2 트랜지스터
156: 제 3 선택부
156-2: 제 3 트랜지스터
156-4: 신호지연 소자
160: 게이트 저항부
162: 제 1 저항
164: 제 2 저항
166: 제 3 저항100: gate driving circuit
110: drive signal input unit
120: cut-off voltage supply
130: saturation voltage supply
140: conduction voltage supply unit
150: drive voltage selection unit
152: first selection unit, first transistor
153: signal inverting element
154: second selection unit, second transistor
156: third selection unit
156-2: third transistor
156-4: signal delay element
160: gate resistor unit
162: first resistor
164: second resistor
166: third resistance
Claims (6)
상기 반도체 스위칭 소자가 차단되도록 하는 차단전압을 공급하는 차단전압 공급부;
상기 반도체 스위칭 소자가 도통되도록 하는 도통 전압을 공급하는 도통 전압 공급부;
상기 반도체 스위칭 소자에 포화 전류가 흐르도록 하고 상기 차단전압과 상기 도통 전압 사이 크기의 포화전압을 공급하는 포화전압 공급부; 및
상기 구동신호에 따라 상기 차단전압, 상기 도통 전압, 상기 포화전압을 선택적으로 상기 반도체 스위칭 소자의 게이트 단자로 제공하는 구동전압 선택부를 포함하는 게이트 구동 회로로서,
상기 구동전압 선택부는 상기 제 1 구동신호 및 제 2 구동신호에 대해 각각 상보적으로 동작하는 제 1 선택부와 제 2 선택부; 및 상기 제 2 구동신호에 대해 미리 설정된 시간 지연되어 동작하는 제 3 선택부를 포함하고,
상기 반도체 스위칭 소자의 게이트에 일단이 공통으로 연결되고, 다른 일단이 상기 제 1 선택부, 상기 제 2 선택부, 및 상기 제 3 선택부와 각각 연결되는 제 1 저항, 제 2 저항, 제 3 저항을 더 포함하고,
상기 제 1 선택부와 상기 제 2 선택부는 동일한 구동신호에 대해 상보적으로 동작하는 양극성 접합 트랜지스터인 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 각각 포함하며, 상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 트랜지스터는 베이스 단자가 상기 구동신호 입력부와 공통 연결되고, 컬렉터 단자는 각각 상기 제 1 저항 및 상기 제 2 저항과 연결되며, 이미터 단자는 상기 차단전압 공급부 및 상기 포화전압 공급부와 각각 연결되고,
상기 제 3 선택부는 드레인 단자가 상기 도통전압 공급부와 연결되고 소스 단자가 상기 제 3 저항과 연결되는 제 3 트랜지스터; 및 상기 구동신호를 지연시켜 상기 제 3 트랜지스터의 게이트 단자로 공급하는 신호지연 소자를 더 포함하며,
상기 제 1 트랜지스터는 NPN BJT이고, 상기 제 2 트랜지스터는 PNP BJT이고, 상기 제 3 트랜지스터는 N채널 MOSFET이며, 상기 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터의 베이스 단자에는 신호반전 소자가 공통연결되는 것을 특징으로 하는 게이트 구동 회로.
a driving signal input unit for selectively receiving different first and second driving signals for driving the semiconductor switching device;
a cut-off voltage supply unit supplying a cut-off voltage for shutting off the semiconductor switching device;
a conduction voltage supply unit supplying a conduction voltage for causing the semiconductor switching element to conduct;
a saturation voltage supply unit for allowing a saturation current to flow through the semiconductor switching element and supplying a saturation voltage having a magnitude between the cut-off voltage and the conduction voltage; and
A gate driving circuit comprising a driving voltage selector that selectively provides the cut-off voltage, the conduction voltage, and the saturation voltage to a gate terminal of the semiconductor switching device according to the driving signal,
The driving voltage selector may include: a first selector and a second selector each complementary to the first and second driving signals; and a third selector operating with a preset time delay with respect to the second driving signal,
A first resistor, a second resistor, and a third resistor have one end commonly connected to the gate of the semiconductor switching device and the other end connected to the first selector, the second selector, and the third selector, respectively further comprising,
The first selector and the second selector each include a first transistor and a second transistor that are bipolar junction transistors complementary to the same driving signal, wherein the first transistor and the second transistor have a base terminal. is commonly connected to the driving signal input unit, a collector terminal is connected to the first resistor and the second resistor, respectively, and an emitter terminal is connected to the cut-off voltage supply unit and the saturation voltage supply unit, respectively;
The third selection unit may include: a third transistor having a drain terminal connected to the conduction voltage supply unit and a source terminal connected to the third resistor; and a signal delay element delaying the driving signal and supplying it to the gate terminal of the third transistor,
wherein the first transistor is an NPN BJT, the second transistor is a PNP BJT, the third transistor is an N-channel MOSFET, and a signal inverting element is commonly connected to the base terminals of the first transistor and the second transistor. gate driving circuit.
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JP2012186998A (en) * | 2012-05-09 | 2012-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | Gate drive circuit |
KR20160135224A (en) | 2014-03-20 | 2016-11-25 | 티엠4 인코포레이티드 | Gate driver controlling a collector to emitter voltage variation of an electronic switch and circuits including the gate driver |
KR20190007814A (en) | 2017-07-13 | 2019-01-23 | 한국전기연구원 | Gate driving circuit for power mosfet |
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2020
- 2020-12-09 KR KR1020200171462A patent/KR102410531B1/en active IP Right Grant
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