本公开涉及自适应MOS晶体管栅极驱动器。一种自适应MOS栅极驱动器电路，包括：栅极控制电路，配置来形成驱动信号以驱动MOS晶体管的栅极；变频振荡器，配置来形成时钟信号以及响应于所述MOS晶体管的Vgs和第一阈值之间的差调整所述时钟信号的频率；以及电荷泵电路，配置来向所述栅极控制电路提供输出电压和输出电流，其中所述输出电流的值随所述时钟信号的频率的变化而成比例地改变。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本公开涉及自适应MOS晶体管栅极驱动器。一种自适应MOS栅极驱动器电路，包括：栅极控制电路，配置来形成驱动信号以驱动MOS晶体管的栅极；变频振荡器，配置来形成时钟信号以及响应于所述MOS晶体管的Vgs和第一阈值之间的差调整所述时钟信号的频率；以及电荷泵电路，配置来向所述栅极控制电路提供输出电压和输出电流，其中所述输出电流的值随所述时钟信号的频率的变化而成比例地改变。【专利说明】自适应MOS棚极驱动器电路和用于MOS晶体管的棚极驱动器电路
本技术总的来说涉及电子器件，更具体地，涉及半导体、半导体结构以及形成半导体器件的方法。
技术介绍
在过去，电子行业使用各种方法和装置来形成用于晶体管(例如，金属氧化物半导体(MOS)晶体管)的驱动。功耗是用于评估一些模拟电路的晶体管的参数。它定义电路工作所需的电功率。例如，负载开关的静态功耗对应于保持该开关导通所需的能量。已知由于一旦MOS晶体管的栅源电容被充电，MOS晶体管就不需要附加的功率，所以基于MOS的负载开关具有低的静态功耗。然而，由于泄漏电流和某些特定的其它性质，静态电流不为零。如果是基于N沟道MOS的开关，静态电流甚至可能相对较高。 当期望很低的静态电流时优先选用P沟道MOS晶体管，而当期望很低的导通电阻时选择N沟道MOS开关。 因此，期望有方法和/或装置降低N沟道MOS开关的静态功率消耗。
技术实现思路
根据本公开的一个实施例，提供了一种自适应MOS栅极驱动器电路，其包括:栅极控制电路，配置来形成驱动信号以驱动MOS晶体管的栅极；变频振荡器，配置来形成时钟信号以及响应于所述MOS晶体管的Vgs和第一阈值之间的差调整所述时钟信号的频率；以及电荷泵电路，配置来向所述栅极控制电路提供输出电压和输出电流，其中所述输出电流的值随所述时钟信号的频率的变化而成比例地改变。 根据本公开的另一实施例，提供了一种用于MOS晶体管的栅极驱动器电路，特征在于:所述栅极驱动器电路被配置来形成驱动电流以提供给所述MOS晶体管的栅极，其中所述驱动电流的值是在不增加该MOS晶体管的栅源电容上储存的电荷的情况下能够提供到所述栅极的最小值；并且所述栅极驱动器电路被配置来响应于所述MOS晶体管的Vgs的变化，改变所述驱动电流的值。 根据本公开的又一实施例，提供了一种用于MOS晶体管的栅极驱动器电路，特征在于:所述栅极驱动器电路被配置来形成驱动电流以提供给所述MOS晶体管的栅极；以及所述栅极驱动器电路被配置来响应于所述MOS晶体管的Vgs的变化来改变驱动电流的值。 【专利附图】【附图说明】 图1示意地示出了根据本技术的自适应MOS栅极驱动器电路的部分的示例实施例； 图2示意地示出了根据本技术的栅极控制电路的非限制性示例实施例，其可以是图1中描述的栅极控制电路的替换实施例； 图3是示出根据本技术的、图1和/或图2的电路的示例实施例的一些信号的曲线图；以及 图4示出根据本技术的、包括图1和/或图2的自适应MOS栅极驱动器电路的半导体器件的放大平面图。 为了说明的简单及清楚起见，附图中的元件并不必按比例，为了说明目的可以放大一些元件，并且除非另有声明，不同附图中相同的附图标记表示相同的元件。此外，为了简化说明，省略了公知步骤的描述和细节。此处使用的电流承载电极意指承载通过器件的电流的器件元件，例如，MOS晶体管的源极或漏极，或者双极晶体管的发射极或集电极，或者二极管的阳极或阴极，而控制电极意指控制通过器件的电流的器件元件，例如，MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极。尽管器件在此处被说明为某种N沟道或P沟道器件，或某种N型或P型掺杂区域，然而本领域的普通技术人员将理解，根据本技术，互补器件也是可能的。本领域的普通技术人员将理解，导电类型是指导电发生的机制，例如通过空穴或电子导电，因此，导电类型不涉及掺杂浓度而涉及掺杂类型，例如，P型或N型。本领域的普通技术人员将理解，此处使用的与电路运行相关的词语“期间”、“当”和“当...时”不是表示在启动动作时立即发生的动作的严格术语，而是在其与由启动动作所发起的反应动作(react1n)之间可能存在一些小的但是合理的一个或多个延迟,例如各种传播延迟。此外，术语“当”意指:至少在启动动作的部分持续时间之内发生某个动作。使用词语“大约”或“基本上”意指项素(element)的值具有预期接近所声明的值或位置的参数。然而，如本领域所周知的，总是存在微小的偏差使得该值或位置难以严格为所指定的值。本领域已恰当的确定了，直至至少百分之十(10% )(对于半导体掺杂浓度，直至百分之二十(20% ))的偏差是偏离所描述的准确的理想目标的合理偏差。当结合信号状态使用时，术语“被断言”意指信号的有效状态，而术语“反/取反”意指信号的无效状态。信号的实际电压值或逻辑状态(例如“I”或“O”)取决于使用正逻辑还是负逻辑。因此，“被断言”随使用的是正逻辑或是负逻辑可以是高电压或高逻辑或者低电压或低逻辑，并且“反/取反”随使用的是正逻辑或是负逻辑可以是低电压或低状态或者高电压或高逻辑。此处，使用正逻辑约定，但是本领域的技术人员将理解，也可以使用负逻辑约定。权利要求或/和【具体实施方式】中在项素名称的一部分中所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等等，用于区别相似的项素，并且并不必然用于描述时间上、空间上、排序上或任何其它方式的顺序。将理解，这样使用的术语在适当情况下是可交换的，并且此处描述的实施例可以以这里描述和说明的以外的顺序运行。 【具体实施方式】 图1示意地示出了自适应MOS栅极驱动器电路10的部分的示例实施例，该自适应MOS栅极驱动器电路10被配置来形成驱动信号20以驱动半导体开关的栅极并向负载90提供输出电压(Vo)。在一个非限制性例子中，半导体开关可以是MOS晶体管，例如N沟道MOS晶体管11。晶体管11可以被配置来向负载90提供负载电流，包括提供电流给电池充电的情况。在一个实施例中，电路10包括由变频振荡器控制的开关DC-DC变换器，并且还包括栅极电压控制电路，其被配置来在开关DC-DC变换器的最小运行频率处使MOS晶体管的栅源电压(Vgs)最大化。一个实施例包括最大化Vgs以最小化MOS晶体管的导通电阻。在一个实施例中，开关DC-DC变换器可以是电荷泵电路。 在一些系统中，可以期望以比N沟道MOS(NMOS)晶体管的源极电压加该晶体管的导通阈值(Vcth)高的电压偏置其栅极，以完全启动该晶体管。在负载开关的情况下，这可能限制使用输入电压来偏置栅极，因此可以期望使用电路来增加施加到栅极的信号的值。本领域技术人员将理解，这些情况适用于在连续模式下(而不是相反地在开关模式下)运行向负载提供负载电流的晶体管。这些晶体管有时被称为连续通过晶体管(series passtransistor)。该方法还可以被应用到开关的晶体管，例如根据PWM驱动信号开关的晶体管。 在一些系统中，可以使用电荷泵向晶体管栅极提供增加的电压。可以由时钟信号驱动电荷泵。倍增型(doubler type)电荷泵可以与输出电阻器关联地提供近似等于的输入电压两倍的电压。一个实施例可以包括，该电阻器可以近似等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自适应MOS栅极驱动器电路，特征在于，其包括： 栅极控制电路，配置来形成驱动信号以驱动MOS晶体管的栅极； 变频振荡器，配置来形成时钟信号以及响应于所述MOS晶体管的Vgs和第一阈值之间的差调整所述时钟信号的频率；以及 电荷泵电路，配置来向所述栅极控制电路提供输出电压和输出电流，其中所述输出电流的值随所述时钟信号的频率的变化而成比例地改变。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·格尼斯特，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US
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