用于开关功率晶体管的电子电路和电子设备制造技术

本公开的实施方式涉及用于开关功率晶体管的电子电路和电子设备。电子电路用于开关功率晶体管，该功率晶体管具有被耦合至漏极节点的漏极、被耦合至低电源电压的源极以及被耦合至栅极节点的栅极。该电子电路包括第一电流生成电路装置，以响应于接通信号的断言而生成第一电流以流入栅极节点中，第一电流是基本上恒定的。第二电流生成电路装置响应于关断信号的解除断言而生成第二电流以流入栅极节点中，第二电流与功率晶体管的栅极至源极电压成反比。第一比较电路装置将漏极节点处的漏极电压与参考电压进行比较，并且当漏极电压小于参考电压时激活第三电流生成电路装置生成第三电流以流入栅极节点中。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及功率开关的领域，并且更特别地涉及用于精确地控制功率开关的栅极节点的转换速率的驱动器电路。
技术介绍
诸如场效应晶体管之类的功率开关广泛用于各种电路和各种设备中。理想的功率开关将能够在通过控制信号被指示接通时立即接通。然而，真实世界的设备并非理想的，并且因此在由功率开关接收控制信号与开关的实际接通之间存在延迟。反之关于功率开关的关断也是成立的。功率开关的开关操作中的延迟对功率开关的开关频率和占空比强加约束。在功率开关的开关期间，开关节点的电压转换速率应当被控制以改善EMI(电磁干扰)行为，以便不妨碍并入了功率开关的电子设备的其它部分的操作。对于低侧驱动功率开关而言，开关节点是功率开关的漏极。对于高侧驱动功率开关而言，驱动节点是功率开关的源极。如果功率节点的转换速率快，则会产生不希望的量的EMI。然而，如果功率节点的转换速率慢，则功率开关的效率低，这是因为在开关期间的功耗高。因此，存在对于能够准确地和精确地控制开关节点的转换速率的、用于功率开关的驱动电路的需要。
技术实现思路
本
技术实现思路
被提供以引入下面将在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
并不旨在标识所要求保护的主题的关键或实质特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围 的辅助者。本公开的目的之一是提供一种用于开关功率晶体管的电子电路和电子设备，以至少部分地解决现有技术中的上述问题。根据本公开的一个方面，提供了一种用于开关功率晶体管的电子电路，所述功率晶体管具有被耦合至漏极节点的漏极、被耦合至低电源电压的源极以及被耦合至栅极节点的栅极，所述电子电路包括：第一电流生成电路装置，被配置为响应于接通信号的断言而生成第一电流以流入所述栅极节点中，所述第一电流是基本上恒定的；第二电流生成电路装置，被配置为响应于关断信号的解除断言而生成第二电流以流入所述栅极节点中，所述第二电流与所述功率晶体管的栅极至源极电压成反比；第一比较电路装置，被配置为将所述漏极节点处的漏极电压与参考电压进行比较，并且当所述漏极电压小于所述参考电压时激活第三电流生成电路装置生成第三电流以流入所述栅极节点中。优选地，所述第一电流生成电路装置包括：第一晶体管，具有漏极、源极、以及被耦合以接收所述接通信号的栅极；第一电流源，被耦合在所述第一晶体管的所述源极与所述低电源电压之间；以及第一电流镜，具有被耦合至所述第一晶体管的所述漏极的输入和被耦合至所述功率晶体管的所述栅极以将所述第一电流输出至所述功率晶体管的第一输出。优选地，所述第一电流镜包括：第二晶体管，具有被耦合至高电源电压的源极、被耦合至所述第一晶体管的所述漏极的漏极以及被耦合至其漏极的栅极；以及第二晶体管，具有被耦合至所述高电源电压的源极、被耦合至所述功率晶体管的所述栅极的漏极以及被耦合至所述第二晶体管的所述栅极的栅极。优选地，所述第二电流生成电路装置包括：第三晶体管，具有被耦合至高电源电压的漏极、被耦合至所述功率晶体管的所述栅极的源极、以及栅极；第四晶体管，具有被耦合至所述第三晶体管的所述栅极的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合以接收所述关断信号的栅极。优选地，所述第四晶体管被配置为响应于所述关断信号的断言而关断所述第三晶体管。优选地，所述第一比较电路装置包括：比较器，具有输出以及被耦合至所述漏极节点和所述参考电压的输入；第一NAND门，具有被耦合至所述比较器的所述输出的第一输入和被耦合以接收所述接通信号的第二输入、以及输出；以及第一NOR门，具有被耦合至所述第一NAND门的所述输出的第一输入、被耦合以接收所述接通信号的延迟版本的第二输入、以及输出。优选地，所述第三电流生成电路装置包括：第五晶体管，具有被耦合至高电源电压的源极、被耦合至所述栅极节点的漏极以及被耦合至所述第一NOR门的所述输出的栅极。根据本公开的另一方面，提供了一种用于开关功率晶体管的电子设备，所述功率晶体管具有被耦合至漏极节点的漏极、被耦合至低电源电压的源极以及被耦合至栅极节点的栅极，所述电子设备包括：第一关断电路装置，被耦合至所述栅极节点并且被配置为响应于关断信号的断言而从所述栅极节点拉取第一电流，所述第一电流与所述功率晶体管的栅极至源极电压成正比；第二关断电路装置，被耦合至所述栅极节点并且被配置为响应于所述关断信号的断言而从所述栅极节点拉取第二电流，所述第二电流是基本上恒定的；以及第二比较电路装置，被配置为将所述栅极节点处的栅极电压与参考电压进行比较，并且当所述栅极电压小于所述参考电压时从所述栅极节点拉取第三电流。优选地，所述第一关断电路装置包括：第一晶体管，具有被耦合至所述栅极节点的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及栅极；短接电路，被配置为响应于所述关断信号的断言而将所述第一晶体管的所述漏极和所述栅极短接，由此使得所述第一晶体管从所述栅极节点拉取所述第一电流。优选地，所述短接电路包括：第二晶体管，具有漏极、栅极以及被耦合至所述栅极节点的源极；第三晶体管，具有被耦合至所述栅极节点的漏极、被耦合至所述第二晶体管的所述漏极的源极、以及被耦合以接收所述关断信号的栅极；反相器，具有被耦合至所述第三晶体管的所述栅极的输入和被耦合至所述第二晶体管的所述栅极的输出；以及第四晶体管，具有被耦合至所述第二晶体管的所述漏极和所述第三晶体管的所述源极的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合至所述第二晶体管的所述栅极和所述反相器的所述输出的栅极。优选地，所述第二关断电路装置包括：第五晶体管，具有漏极、源极、以及被耦合以接收所述关断信号的栅极；第二电流源CS2，被耦合在所述第五晶体管的所述源极与所述低电源电压之间；第二电流镜，具有被耦合至所述第五晶体管的所述漏极的输入以及被耦合至第一节点的输出；第三电流镜，具有被耦合至所述第一节点的输入和被耦合至所 述栅极节点的输出，所述输出从所述栅极节点拉取所述第二电流。优选地，所述第二电流镜包括：第六晶体管，具有被耦合至所述第五晶体管的所述漏极的漏极、被耦合至所述高电源电压的源极、以及被耦合至其漏极的栅极；以及第七晶体管，具有被耦合至所述第一节点的漏极、被耦合至所述高电源电压的源极、以及被耦合至所述第六晶体管的所述栅极的栅极。优选地，所述第二比较电路装置包括：第八晶体管，具有被耦合至所述高电源电压的源极、被耦合至第二节点的漏极、以及被耦合至所述第六晶体管和所述第七晶体管的所述栅极的栅极；第九晶体管，具有被耦合至所述第二节点的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合至所述栅极节点的栅极；第二NAND门，具有被耦合以接收所述关断信号的第一输入、被耦合至所述第二节点的第二输入、以及输出；OR门，具有被耦合至所述第二NAND门的所述输出的第一输入、被耦合以接收所述关断信号的延迟版本的第二输入、以及输出；第十晶体管，具有被耦合至所述栅极节点的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合至所述OR门的所述输出的漏极。优选地，所述第三电流镜包括：第十一晶体管，具有被耦合至所述第一节点的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合至其漏极的栅极；第十二晶体管，具有被耦合至所述栅极节点的漏极，被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合至所述第十一晶体管的所述栅极的栅极。根据本公开的又一方面，提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关功率晶体管的电子电路，所述功率晶体管具有被耦合至漏极节点的漏极、被耦合至低电源电压的源极以及被耦合至栅极节点的栅极，其特征在于，所述电子电路包括：第一电流生成电路装置，被配置为响应于接通信号的断言而生成第一电流以流入所述栅极节点中，所述第一电流是基本上恒定的；第二电流生成电路装置，被配置为响应于关断信号的解除断言而生成第二电流以流入所述栅极节点中，所述第二电流与所述功率晶体管的栅极至源极电压成反比；第一比较电路装置，被配置为将所述漏极节点处的漏极电压与参考电压进行比较，并且当所述漏极电压小于所述参考电压时激活第三电流生成电路装置生成第三电流以流入所述栅极节点中。

【技术特征摘要】
1.一种用于开关功率晶体管的电子电路，所述功率晶体管具有被耦合至漏极节点的漏极、被耦合至低电源电压的源极以及被耦合至栅极节点的栅极，其特征在于，所述电子电路包括：第一电流生成电路装置，被配置为响应于接通信号的断言而生成第一电流以流入所述栅极节点中，所述第一电流是基本上恒定的；第二电流生成电路装置，被配置为响应于关断信号的解除断言而生成第二电流以流入所述栅极节点中，所述第二电流与所述功率晶体管的栅极至源极电压成反比；第一比较电路装置，被配置为将所述漏极节点处的漏极电压与参考电压进行比较，并且当所述漏极电压小于所述参考电压时激活第三电流生成电路装置生成第三电流以流入所述栅极节点中。2.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述第一电流生成电路装置包括：第一晶体管，具有漏极、源极、以及被耦合以接收所述接通信号的栅极；第一电流源，被耦合在所述第一晶体管的所述源极与所述低电源电压之间；以及第一电流镜，具有被耦合至所述第一晶体管的所述漏极的输入和被耦合至所述功率晶体管的所述栅极以将所述第一电流输出至所述功率晶体管的第一输出。3.根据权利要求2所述的电子电路，其特征在于，所述第一电流镜包括：第二晶体管，具有被耦合至高电源电压的源极、被耦合至所述第一晶体管的所述漏极的漏极以及被耦合至其漏极的栅极；以及第二晶体管，具有被耦合至所述高电源电压的源极、被耦合至所述功率晶体管的所述栅极的漏极以及被耦合至所述第二晶体管的所述栅极的栅极。4.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述第二电流生成电路装置包括：第三晶体管，具有被耦合至高电源电压的漏极、被耦合至所述功率晶体管的所述栅极的源极、以及栅极；第四晶体管，具有被耦合至所述第三晶体管的所述栅极的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合以接收所述关断信号的栅极。5.根据权利要求4所述的电子电路，其特征在于，所述第四晶体管被配置为响应于所述关断信号的断言而关断所述第三晶体管。6.根据权利要求1所述的电子电路，其特征在于，所述第一比较电路装置包括：比较器，具有输出以及被耦合至所述漏极节点和所述参考电压的输入；第一NAND门，具有被耦合至所述比较器的所述输出的第一输入和被耦合以接收所述接通信号的第二输入、以及输出；以及第一NOR门，具有被耦合至所述第一NAND门的所述输出的第一输入、被耦合以接收所述接通信号的延迟版本的第二输入、以及输出。7.根据权利要求6所述的电子电路，其特征在于，所述第三电流生成电路装置包括：第五晶体管，具有被耦合至高电源电压的源极、被耦合至所述栅极节点的漏极以及被耦合至所述第一NOR门的所述输出的栅极。8.一种用于开关功率晶体管的电子设备，所述功率晶体管具有被耦合至漏极节点的漏极、被耦合至低电源电压的源极以及被耦合至栅极节点的栅极，其特征在于，所述电子设备包括：第一关断电路装置，被耦合至所述栅极节点并且被配置为响应于关断信号的断言而从所述栅极节点拉取第一电流，所述第一电流与所述功率晶体管的栅极至源极电压成正比；第二关断电路装置，被耦合至所述栅极节点并且被配置为响应 于所述关断信号的断言而从所述栅极节点拉取第二电流，所述第二电流是基本上恒定的；以及第二比较电路装置，被配置为将所述栅极节点处的栅极电压与参考电压进行比较，并且当所述栅极电压小于所述参考电压时从所述栅极节点拉取第三电流。9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一关断电路装置包括：第一晶体管，具有被耦合至所述栅极节点的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及栅极；短接电路，被配置为响应于所述关断信号的断言而将所述第一晶体管的所述漏极和所述栅极短接，由此使得所述第一晶体管从所述栅极节点拉取所述第一电流。10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述短接电路包括：第二晶体管，具有漏极、栅极以及被耦合至所述栅极节点的源极；第三晶体管，具有被耦合至所述栅极节点的漏极、被耦合至所述第二晶体管的所述漏极的源极、以及被耦合以接收所述关断信号的栅极；反相器，具有被耦合至所述第三晶体管的所述栅极的输入和被耦合至所述第二晶体管的所述栅极的输出；以及第四晶体管，具有被耦合至所述第二晶体管的所述漏极和所述第三晶体管的所述源极的漏极、被耦合至所述低电源电压的源极、以及被耦合至所述第二晶体管的所述栅极和所述反相器的所述输出的栅极。11.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第二关断电路装置包括：第五晶体管，具有漏极、源极、以及被耦合以接收所述关断信号的栅极；第二电流源CS2，被耦合在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔正昊，
申请(专利权)人：世意法北京半导体研发有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11