驱动器电路制造技术

驱动器电路包括：常导通型的第1以及第2晶体管(Q1，Q2)；第1控制电路(1)，响应于第1控制信号()而控制第1晶体管(Q1)；第2控制电路(2)，响应于第2控制信号()而控制第2晶体管(Q2)；电容器(4)，连接在第1控制电路(1)的第1以及第2电源节点(1c，1d)之间；电源(7)，连接在第2控制电路(2)的第3以及第4电源节点(2c，2d)之间；开关元件(5)，连接在第1以及第4电源节点(1d，2d)之间；以及第3控制电路(3)，在输出电压(VO)成为大约0V时使开关元件(5)导通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动器电路
本专利技术涉及驱动器电路，尤其涉及使用阈值电压为负电压的常导通 (normally-on)型晶体管或者阈值电压低到2V左右的常截止（normally-off)型晶体管作 为开关元件，并且例如用于逆变器（inverter)电路的驱动器电路。
技术介绍
由GaN或SiC等所代表的宽带隙半导体形成的元件与硅半导体形成的元件相比， 具有高速开关、低导通电阻值等的优异特性。另一方面，由宽带隙半导体形成的元件表现出 即使栅极电压为0V也会流过漏极电流的常导通特性、或者具有2V左右的低阈值电压的常 截止特性，因此为了可靠地关闭该元件，需要将栅极电压驱动至负电压。 在特开2007-288992号公报（专利文献1)中记载了用于具有常导通特性的开关 元件或者具有阈值电压低的常截止特性的开关元件的半导体电路。 在专利文献1中，设置生成用于提供给高侧（高电压侧）的开关元件的负电压的 电源电路和生成用于提供给低侧（低电压侧）的开关元件的负电压的电源电路，高侧的电 源电路的高电压侧与高压电源的+端子连接。进而，设置其一个电极连接到高侧的电源电 路的低电压（负电压）侧的控制用电容器，在控制开关元件的导通/截止的控制电路中，从 在该开关元件导通时被充电的该控制用电容器供应动作电源。此外，作为电源电路的例子， 示出了在电容器中经由另一开关元件而流过电流，并将齐纳二极管与该电容器并联连接而 构成负电压电源的例子。 此外，在特开2006-314154号公报（专利文献2)中公开了使用稳压二极管（齐纳 二极管）对高侧的常导通型的开关元件提供负电压的电力变换器。 此外，在国际整流器日本应用备忘录>夕一于；3于>·卜夕亍4 4弋 一 · \7 ：/ U ?τ - ； 3 > 7 一卜）AN_112〇(非专利文献D中记载了以负的栅极偏 置电压驱动的缓冲器电路。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :特开2007-288992号公报 专利文献2 :特开2006-314154号公报 非专利文献 非专利文献1 :国际整流器日本应用备忘录AN-1120
技术实现思路
专利技术要解决的课题 在从低侧的电路向高侧的电路提供负电压的情况下，由于二极管的极性问题，无 法使用在逆变器用栅极驱动器电路中使用的由二极管和电容器组成的自举电路，因此，在 非专利文献1中记载了在高侧需要绝缘的电源。 此外，在专利文献1中，如上所述，高侧的内部电源电路是通过将高电压侧与高压 电源的+端子连接而构成，因此存在从高压电源流入电流而短路的危险，为了防止该短路， 需要是被绝缘的电源。此外，在高侧和低侧分别需要电源。 进而，在专利文献1中，使用开关元件、电容器、以及齐纳二极管来实现高侧电源， 但难以制造高耐压的齐纳二极管，成为电源电压范围的限制。 同样地，在专利文献2中使用稳压二极管（齐纳二极管）也因耐压的限制而成为 可利用的电源电压范围的限制。 此外，通常在逆变器电路中，为了抑制反向功耗或噪声，需要对开关元件并联连接 反向恢复电流少的FWD(free wheel diode)。在常导通型晶体管中也同样，在进行单极动作 的卧式设备中虽然自身具有反向导通功能，但由于其截止时的低的栅极电压（通常-10V以 下）会导致反向导通上升电压的绝对值变大，因此同样需要并联连接FWD。 这些课题会导致成本因驱动器电路的大型化、复杂化而上升，妨碍使用了宽带隙 半导体的驱动器电路得到普及。 因此，本专利技术的主要目的在于提供一种小型且结构简单的驱动器电路。 用于解决课题的方案 本专利技术的驱动器电路，包括：第1晶体管，连接在第1电压的线和输出端子之间； 第2晶体管，连接在输出端子和比第1电压低的第2电压的线之间；第1控制电路，具有第 1电源节点以及第2电源节点，响应于输入信号被设为第1逻辑电平的情况而将第1电源节 点的电压提供给第1晶体管的控制电极，从而使第1晶体管导通，且响应于输入信号被设为 第2逻辑电平的情况而将第2电源节点的电压提供给第1晶体管的控制电极，从而使第1 晶体管截止；以及第2控制电路，具有第3电源节点以及第4电源节点，响应于输入信号被 设为第1逻辑电平的情况而将第4电源节点的电压提供给第2晶体管的控制电极，从而使 第2晶体管截止，且响应于输入信号被设为第2逻辑电平的情况而将第3电源节点的电压 提供给第2晶体管的控制电极，从而使第2晶体管导通。第1电源节点与输出端子连接，第 3电源节点接受第2电压，第4电源节点接受比第2电压低的第3电压。此外，该驱动器电 路还包括：电容器，连接在第1电源节点以及第2电源节点之间；开关元件，连接在第2电源 节点以及第4电源节点之间；第3控制电路，响应于输出端子的电压和第2电压之差的电压 变得低于预定的电压的情况，使所述开关元件导通而将电容器充电。 优选的是，第1晶体管以及第2晶体管分别是常导通型晶体管。 此外优选的是，常导通型晶体管是由宽带隙半导体形成的η沟道FET。 此外优选的是，开关元件是η沟道M0SFET。 此外优选的是，在输出端子的电压和第2电压之差的电压低于预定的电压且输入 信号为第2逻辑电平的情况下，第3控制电路使开关元件导通。 此外优选的是，第3电压被设定为在第1晶体管或者第2晶体管截止的情况下能 够进行第1晶体管或者第2晶体管的反向导通动作的电压。 此外优选的是，设定第3电压，使得第1晶体管或者第2晶体管的反向导通上升电 压成为-1. 5V?-3. 0V的范围。 此外，本专利技术的另一驱动器电路，包括：第1晶体管，连接在第1电压的线和输出 端子之间；第2晶体管，连接在输出端子和比第1电压低的第2电压的线之间；第1控制电 路，具有第1电源节点以及第2电源节点，响应于输入信号被设为第1逻辑电平的情况而将 第1电源节点的电压提供给第1晶体管的控制电极，从而使第1晶体管导通，且响应于输入 信号被设为第2逻辑电平的情况而将第2电源节点的电压提供给第1晶体管的控制电极， 从而使第1晶体管截止；以及第2控制电路，具有第3电源节点以及第4电源节点，响应于 输入信号被设为第1逻辑电平的情况而将第4电源节点的电压提供给第2晶体管的控制电 极，从而使第2晶体管截止，且响应于输入信号被设为第2逻辑电平的情况而将第3电源节 点的电压提供给第2晶体管的控制电极，从而使第2晶体管导通。第3电源节点接受比第 2电压高的第3电压，第4电源节点接受比第2电压低的第4电压。此外，该驱动器电路还 包括：二极管，阳极接受第3电压，阴极与第1电源节点连接；第1电容器，连接在第1电源 节点以及输出端子之间；第2电容器，连接在第2电源节点以及输出端子之间；开关元件， 连接在第2电源节点以及第4电源节点之间；第3控制电路，响应于输出端子的电压和第2 电压之差的电压变得低于预定的电压的情况，使开关元件导通而将第2电容器充电。 优选的是，第1晶体管以及第2晶体管分别是常截止型晶体管。 此外优选的是，常截止型晶体管是由宽带隙半导体形成的η沟道FET。 此外优选的是，开关元件是η沟道M0SFET。 此外优选的是，在输出端子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动器电路，包括：第1晶体管，连接在第1电压的线和输出端子之间；第2晶体管，连接在所述输出端子和比所述第1电压低的第2电压的线之间；第1控制电路，具有第1电源节点以及第2电源节点，响应于输入信号被设为第1逻辑电平的情况而将所述第1电源节点的电压提供给所述第1晶体管的控制电极，从而使所述第1晶体管导通，且响应于所述输入信号被设为第2逻辑电平的情况而将所述第2电源节点的电压提供给所述第1晶体管的控制电极，从而使所述第1晶体管截止；以及第2控制电路，具有第3电源节点以及第4电源节点，响应于所述输入信号被设为所述第1逻辑电平的情况而将所述第4电源节点的电压提供给所述第2晶体管的控制电极，从而使所述第2晶体管截止，且响应于所述输入信号被设为所述第2逻辑电平的情况而将所述第3电源节点的电压提供给所述第2晶体管的控制电极，从而使所述第2晶体管导通，所述第1电源节点与所述输出端子连接，所述第3电源节点接受所述第2电压，所述第4电源节点接受比所述第2电压低的第3电压，所述驱动器电路还包括：电容器，连接在所述第1电源节点以及第2电源节点之间；开关元件，连接在所述第2电源节点以及第4电源节点之间；第3控制电路，响应于所述输出端子的电压和所述第2电压之差的电压变得低于预定的电压的情况，使所述开关元件导通而将所述电容器充电。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.30 JP 2012-0164931. 一种驱动器电路，包括： 第1晶体管，连接在第1电压的线和输出端子之间； 第2晶体管，连接在所述输出端子和比所述第1电压低的第2电压的线之间； 第1控制电路，具有第1电源节点以及第2电源节点，响应于输入信号被设为第1逻辑 电平的情况而将所述第1电源节点的电压提供给所述第1晶体管的控制电极，从而使所述 第1晶体管导通，且响应于所述输入信号被设为第2逻辑电平的情况而将所述第2电源节 点的电压提供给所述第1晶体管的控制电极，从而使所述第1晶体管截止；以及 第2控制电路，具有第3电源节点以及第4电源节点，响应于所述输入信号被设为所述 第1逻辑电平的情况而将所述第4电源节点的电压提供给所述第2晶体管的控制电极，从 而使所述第2晶体管截止，且响应于所述输入信号被设为所述第2逻辑电平的情况而将所 述第3电源节点的电压提供给所述第2晶体管的控制电极，从而使所述第2晶体管导通， 所述第1电源节点与所述输出端子连接， 所述第3电源节点接受所述第2电压， 所述第4电源节点接受比所述第2电压低的第3电压， 所述驱动器电路还包括： 电容器，连接在所述第1电源节点以及第2电源节点之间； 开关元件，连接在所述第2电源节点以及第4电源节点之间； 第3控制电路，响应于所述输出端子的电压和所述第2电压之差的电压变得低于预定 的电压的情况，使所述开关元件导通而将所述电容器充电。2. 如权利要求1所述的驱动器电路，其中， 所述第1晶体管以及第2晶体管分别是常导通型晶体管。3. 如权利要求2所述的驱动器电路，其中， 所述常导通型晶体管是由宽带隙半导体形成的η沟道FET。4. 如权利要求1至3的任一项所述的驱动器电路，其中， 所述开关元件是η沟道MOSFET。5. 如权利要求1至4的任一项所述的驱动器电路，其中， 在所述输出端子的电压和所述第2电压之差的电压低于所述预定的电压且所述输入 信号为所述第2逻辑电平的情况下，所述第3控制电路使所述开关元件导通。6. 如权利要求1至5的任一项所述的驱动器电路，其中， 所述第3电压被设定为在所述第1晶体管或者第2晶体管截止的情况下能够进行所述 第1晶体管或者第2晶体管的反向导通动...

【专利技术属性】
技术研发人员：木原诚一郎，仲岛明生，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP