驱动控制电路和具有驱动控制电路和晶体管器件的电路制造技术

技术编号:21120554 阅读:21 留言:0更新日期:2019-05-16 10:32
描述一种用于晶体管器件的驱动控制电路。驱动控制电路包括:输出端,所述输出端构成用于:连接到晶体管器件的驱动控制输入端上,并且所述输出端具有第一输出节点和第二输出节点;输入端,所述输入端构成用于:获得关于参考电势的输入信号,并且所述输入端具有第一输入节点和第二输入节点;差分放大器装置,所述差分放大器装置连接到第一输入节点、第二输入节点和第二输出节点上,并且所述差分放大器装置构成用于:基于输入信号产生驱动信号;和驱动器电路,所述驱动器电路构成用于:获得驱动信号,并且基于驱动信号在第一和第二输出节点之间产生驱动电压。还描述一种具有驱动控制电路和晶体管器件的电路。

Drive control circuit and circuit with drive control circuit and transistor device

【技术实现步骤摘要】
驱动控制电路和具有驱动控制电路和晶体管器件的电路
本申请一般而言涉及一种用于晶体管器件、尤其功率晶体管器件的驱动控制电路(Ansteuerschaltung)。
技术介绍
晶体管、如例如MOSFET(MetalOxideSemiconductorField-EffectTransistors,金属氧化物半导体场效应晶体管)是电压控制的器件,所述器件根据施加在驱动控制输入端处的电压接通或切断。驱动控制电路能够包括晶体管的第一负载接头和控制接头,所述控制接头和所述第一负载接头在MOSFET中通常称作为栅极接头和源极接头。当然也存在如下晶体管,尤其功率晶体管,在所述晶体管中,驱动控制输入端包括控制接头和另一控制接头,并且附加地存在第一负载接头和第二负载接头。附加的控制接头在MOSFET中通常称作为开尔文-源极接头。功率晶体管是具有几十伏特(V)直至几百伏特(V)、即例如600V或750V的耐压性的晶体管。这种功率晶体管通常包括半导体芯片和壳体,在所述壳体中设置有半导体芯片。在半导体芯片中集成有源器件区域。上面提出的控制接头和负载接头是可从壳体外部触及的接头,所述接头在壳体之内连接到集成在半导体芯片中的有源器件上。因此,例如在MOSFET中,形成第一负载接头的源级接头连接到集成在半导体芯片中的源级区域上,形成第二负载接头的漏极接头连接到集成在半导体芯片中的至少一个漏极区域上,并且形成控制接头的栅极接头连接到集成在半导体本体上或集成在半导体本体中的栅极电极上。在具有形成另一控制接头的开尔文-源级接头的MOSFET中,所述接头同样连接到至少一个源级区域上。壳体的接头和半导体芯片之间的连接导线通常形成寄生电感,使得当所述连接导线中的电流变化时,在所述连接导线中能够感生电压。强的电流变化在功率晶体管中在接通和切断时尤其在负载路径中、即两个负载接头之间的路线中出现。在除了第一负载接头之外设置另一控制接头的情况下,晶体管的驱动控制能够以尽可能不受第一负载接头和半导体芯片之间的连接导线中的感生电压的影响的方式进行。为了驱动控制具有除了第一负载接头之外存在的控制接头的晶体管,能够使用驱动控制电路,所述驱动控制电路获得输入信号,所述输入信号关于第一负载接头处的电势,并且所述驱动控制电路基于所述输入信号产生驱动电压,所述驱动电压与另一控制接头处的电势相关。因为另一控制接头和第一负载接头处的电势由于上面阐述的感生电压能够不同,那么这种驱动控制电路通常包括势垒,即例如变压器,这当然是昂贵的。因此存在对于用于具有两个驱动控制接头和两个负载接头的晶体管的成本适宜且可靠的驱动控制电路的需求。
技术实现思路
这种驱动控制电路的一个实例包括输入端、输出端、差分放大器装置和驱动器电路。输出端构成用于:连接到晶体管器件的驱动控制输入端上,并且包括第一输出节点和第二输出节点。输入端构成用于:获得关于参考电势的输入信号,并且包括第一输入节点和第二输入节点。差分放大器装置连接到第一输入节点、第二输入节点和第二输出节点上,并且所述差分放大器装置构成用于:基于输入信号产生驱动信号。驱动器电路构成用于:获得驱动信号,并且基于驱动信号在第一和第二输出节点之间产生驱动电压。附图说明下面根据附图阐述实例。附图用于说明特定的原理,使得仅示出如下方面,所述方面对于理解所述原理是必需的。附图不是符合比例的。在附图中相同的附图标记表示相同的特征。图1示出具有晶体管器件和驱动控制电路的电路的一个实例,所述驱动控制电路构成用于驱动控制晶体管器件,并且所述驱动控制电路具有差分放大器装置和驱动器电路;图2A和2B示出晶体管器件的横截面图和俯视图,所述晶体管器件具有壳体和设置在壳体中的半导体芯片;图3示出差分放大器装置的一个实例,所述差分放大器装置具有输入级和差分放大器;图4示出可使用在根据图3的输入级中的电阻的一个实例,所述电阻具有电阻装置,所述电阻装置具有多个可去激活的电阻元件;图5示出差分放大器的一个实例,所述差分放大器具有差分输入级和差分输出级;图6示出差分放大器的差分输入级的一个实例;图7示出根据图3的输入级的变形;图8示出可使用在根据图6和7的差分放大器装置中的电容器的一个实例,所述电容器具有电容器装置,所述电容器装置具有多个可去激活的电容器元件;图9示出根据图3的输入级,所述输入级附加地具有ESD(静电放电)保护元件;图10示出驱动控制电路的驱动器电路的一个实例;图11示出驱动器电路的另一实例;和图12示出电压变换器的一个实例,所述电压变换器具有晶体管器件和根据图1的驱动控制电路。在下面详细的描述中参考所附的附图。显而易见的是,只要没有另作说明,不同的下面阐述的实例的特征能够彼此组合。具体实施方式图1示出驱动控制电路2的一个实例,所述驱动控制电路构成用于驱动控制晶体管器件1。为了更好地理解驱动控制电路2的工作方式,图1除了驱动控制电路2之外也示出晶体管器件1的实例。晶体管器件1包括驱动控制输入端、第一负载接头13和第二负载接头14,所述驱动控制输入端具有第一控制接头11和第二控制接头12。除了晶体管器件1的第一控制接头11和第二控制接头12之外存在第一负载接头13和第二负载接头14。晶体管器件1构成用于:在驱动控制输入端处、即在第一控制接头11和第二控制接头12之间获得驱动电压VGS并且根据所述驱动电压VGS的电平导通或截止。当驱动电压VGS的电平高于阈值电压(所述阈值电压通常称作为Vth)时,晶体管器件1导通,并且当驱动电压VGS的电平低于阈值电压时,晶体管器件1截止。如果晶体管器件1导通,那么当在负载接头13、14之间施加电压(所述电压通常称作为负载路线电压)时,负载电流能够在晶体管器件的第一负载接头13和第二负载接头14之间流动。如果器件截止,只要负载路线电压低于晶体管器件1的截止电压抗性,就没有负载电流在负载接头13、14之间流动。所述截止电压抗性与所使用的晶体管器件1的类型相关。根据一个实例,晶体管器件是截止电压抗性大于100V、尤其大于500V的功率器件。仅为了阐述而假设:晶体管器件1是MOSFET(MetalOxideSemiconductorField-EffectTransistors,金属氧化物半导体场效应晶体管)、尤其自截止的n沟道(n传导)MOSFET。当第一控制接头11和第二控制接头12之间的驱动电压VGS是高于阈值电压的正电压时,这种MOSFET导通。阈值电压例如处于2V和8V之间的范围中。当驱动电压VGS低于阈值电压、例如为0V时,MOSFET截止。显而易见的是,驱动控制电路2不限制于驱动控制作为晶体管器件1的MOSFET。驱动控制电路2也适合于驱动控制任意另外的晶体管器件,所述晶体管器件具有控制输入端,所述控制输入端具有两个控制接头,除了负载接头之外存在所述控制接头。晶体管器件1包括半导体芯片,在所述半导体芯片中集成有源器件区域,即例如在MOSFET的情况下至少一个源级区域、至少一个漏极区域和至少一个基体区域。此外,MOSFET具有至少一个设置在半导体芯片中或设置在半导体芯片上的栅极电极。直接在所述半导体芯片处的接头或金属化部下面称作为晶体管器件1的内部接头。因此,例如构成为MOSFET的晶体管器件具有作为内部的第一负载接头的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种驱动控制电路,所述驱动控制电路具有:输出端,所述输出端构成用于:连接到晶体管器件(1)的驱动控制输入端(11,12)上,并且所述输出端具有第一输出节点(21)和第二输出节点(22);输入端,所述输入端构成用于:获得关于参考电势(GND)的输入信号(VIN),并且所述输入端具有第一输入节点(23)和第二输入节点(24);差分放大器装置(3),所述差分放大器装置连接到所述第一输入节点(23)、所述第二输入节点(24)和所述第二输出节点(22)上,并且所述差分放大器装置构成用于:基于所述输入信号(VIN)产生驱动信号(SDRV);和驱动器电路(4),所述驱动器电路构成用于:获得所述驱动信号(SDRV),并且基于所述驱动信号(SDRV)在所述第一输出节点和所述第二输出节点之间产生驱动电压(VGS)。

【技术特征摘要】
2017.11.08 DE 102017126060.91.一种驱动控制电路,所述驱动控制电路具有:输出端,所述输出端构成用于:连接到晶体管器件(1)的驱动控制输入端(11,12)上,并且所述输出端具有第一输出节点(21)和第二输出节点(22);输入端,所述输入端构成用于:获得关于参考电势(GND)的输入信号(VIN),并且所述输入端具有第一输入节点(23)和第二输入节点(24);差分放大器装置(3),所述差分放大器装置连接到所述第一输入节点(23)、所述第二输入节点(24)和所述第二输出节点(22)上,并且所述差分放大器装置构成用于:基于所述输入信号(VIN)产生驱动信号(SDRV);和驱动器电路(4),所述驱动器电路构成用于:获得所述驱动信号(SDRV),并且基于所述驱动信号(SDRV)在所述第一输出节点和所述第二输出节点之间产生驱动电压(VGS)。2.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其中所述差分放大器装置(3)具有:输入级(31),所述输入级连接到所述第一输入节点(23)、所述第二输入节点(24)和所述第二输出节点(22)上;差分放大器(35),所述差分放大器具有输入端(351,352)和输出端(363,364),所述输入端连接到所述输入级(31)上,所述输出端构成用于:提供所述驱动信号(SDRV)。3.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其中所述输入级(31)具有:第一分压器,所述第一分压器接入所述第一输入节点(23)和所述第二输出节点(22)之间,并且具有抽头(341);和第二分压器,所述第二分压器接入所述第二输入节点(24)和所述第二输出节点(22)之间,并且具有抽头(342),其中所述第一分压器的抽头(341)连接到所述差分放大器(35)的输入端的第一节点(351)上,并且所述第二分压器的抽头(342)连接到所述差分放大器(35)的输入端的第二节点(352)上。4.根据权利要求3所述的驱动控制电路,其中所述第一分压器具有接入所述第一输入节点(23)和其抽头(341)之间的第一电阻(321)和接入其抽头(341)和所述第二输出节点(22)之间的第二电阻(331),和所述第二分压器具有接入所述第二输入节点(24)和其抽头(342)之间的第一电阻(321)和接入其抽头(342)和所述第二输出节点(22)之间的第二电阻(332)。5.根据权利要求3或4所述的驱动控制电路,其中所述差分放大器(35)具有运算放大器。6.根据权利要求3或4所述的驱动控制电路,其中所述差分放大器(35)具有:差分输入级(36),所述差分输入级具有输入端(361,362)和输出端(363,364),所述输入端形成所述差分放大器(35)的输入端(351,352);电流电压变换器(37),所述电流电压变换器连接到所述差分输入级(36)的输出端上;和差分输出级(38),所述差分输出级连接到所述电流电压变换器(37)的第一抽头和第二抽头(3741,3742)上,并且构成用于:提供所述驱动信号(SDRV)。7.根据权利要求6所述的驱动控制电路,其中所述差分输入级(36)构成用于:产生分别流入到所述电流电压变换器(37)中的第一输出电流(I361)和第二输出电流(I362),使得所述第二输出电流(I362)和所述第一输出电流(I361)之间的差与所述第一分压器的抽头(341)和所述第二分压器的抽头(342)之间的电压(V34DIFF)相关。8.根据权利要求7所述的驱动控制电路,其中所述差分输出级(38)构成用于:根据所述电流电压变换器(37)的抽头之间的电压,产生所述驱动信号(SDRV)。9.根据权利要求7或8所述的驱动控制电路,其中所述电流电压变换器(37)具有:第一电阻(3711),所述第一电阻构成用于:由所述差分输入级(36)的所述第一输出电流(I361)或与其成比例的电流穿流,并且所述第一电阻接入所述电流电压变换器(37)的所述第一抽头(37411)和用于供电电势(V3)的接头之间;和第二电阻(3712),所述第二电阻构成用于:由所述差分输入级(36)的所述第二输出电流(I362)或与其成比例的电流穿流,...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯·费里安茨
申请(专利权)人:英飞凌科技奥地利有限公司
类型:发明
国别省市:奥地利,AT

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