电子电路制造技术

本公开涉及电子电路。具体地，根据实施例，一种方法包括：通过驱动器来驱动晶体管器件，驱动器具有通过电容器耦合至晶体管的控制节点的输出端；以及通过整流器电路限制晶体管器件的控制节点和第一负载节点之间的一个极性的电压的幅度。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求2015年3月2日提交的美国临时申请第62/127,063号的权益，其内容以引用的方式引入本申请。
本公开总体上涉及电子电路，具体地涉及包括晶体管器件和对应驱动电路的电子电路。
技术介绍
高压开关晶体管(诸如功率MOSFET、结型场效应晶体管(JFET)和氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT))通常被用作高压和大功率设备(诸如开关模式电源、电机控制器以及高压和大功率开关电路)中的半导体开关。这些器件中的一些(诸如GaN HEMT)具有在非常大的电压下操作而不使器件击穿或受到损伤的能力。在许多应用中，通过特殊的驱动电路来驱动高压开关晶体管，驱动电路产生适合于特定应用和被驱动的开关晶体管的具体技术的开关电压。例如，被称为高压电源节点的高侧开关晶体管通常包括将地参考逻辑输入电平转换为驱动信号的电平位移电路，其中驱动信号被适当地称为高压电源并具有导通和截止高侧开关晶体管的电压电平。指定高压开关晶体管系统的性能的几个参数包括导通时间、截止时间、阻挡电压、导通阻抗和功耗。在利用高压开关晶体管的系统的设计中，通常在这些参数之间存在折中。例如，在具有非常高的阻挡电压和低导通阻抗的高压开关晶体管中，通常具有对应的高输入电容，当以实现快速导通和截止时间的方式驱动高压开关晶体管时，导致较高的功耗。
技术实现思路
一个实施例涉及一种电子电路。该电子电路包括：晶体管器件，包括控制节点和第一负载节点；驱动器，具有被配置为接收输入信号的输入端和被配置为基于输入信号提供驱动信号的至少一个输出端。电容器耦合在至少一个输出端和晶体管器件的控制节点之间，并且整流器电路连接在晶体管器件的第一负载节点和控制节点之间。一个实施例涉及一种驱动电路。该驱动电路包括：输出端，包括被配置为连接至晶体管器件的栅极节点的第一节点和被配置为连接至晶体管器件的第一负载节点的第二节点；以及驱动器，具有被配置为接收输入信号的输入端和被配置为基于输入信号提供驱动信号的至少一个输出端。电容器耦合在驱动器的至少一个输出端和第一输出节点之间，并且整流器电路连接在第二输出节点和第一输出节点之间。一个实施例涉及一种方法。该方法包括：通过驱动器来驱动晶体管器件，驱动器具有通过电容器耦合至晶体管的控制节点的输出端，其中驱动器被配置为基于输入信号在输出端处提供驱动信号；以及通过整流器电路限制晶体管器件的控制节点与第一负载节点之间一个极性的电压的幅度。附图说明以下参照附图解释示例。附图用于示出特定的原理，使得仅示出理解这些原理所需的方面。附图不需要按比例绘制。在附图中，相同的参考标号表示类似的部件。图1A和图1B示出了包括晶体管器件和驱动电路的电子电路的两个实施例；图2示出了驱动电路中的驱动器的操作的一种方式的定时图；图3示出了驱动电路中的整流器电路的一个实施例；图4示出了驱动电路中的整流器电路的一个实施例；图5示出了驱动电路中的整流器电路的一个实施例；图6示出了包括晶体管器件和驱动电路的电子电路的另一实施例；图7示出了具有传统的驱动电路的电子电路的操作的一种方式以及图1和图6所示电子电路中的一种电子电路的操作的一种方式的定时图；图8示出了由传统驱动电路驱动的晶体管器件的漏极-源极电压和漏极-源极电流以及由图1和图6所示驱动电路中的一个所驱动的晶体管器件的漏极-源极电压和漏极-源极电流的定时图；以及图9示出了示例性方法的框图。具体实施方式在以下描述中参照附图。附图形成说明的一部分并且通过示例示出了可实践本专利技术的具体实施例。应该理解，本文所描述的各个实施例的特征可以相互组合，除非另有明确指定。图1A示出了电子电路的一个实施例。该电子电路包括晶体管器件1和被配置为驱动晶体管器件1的驱动电路。驱动电路连接至晶体管器件1的控制节点G和第一负载节点S。根据一个实施例，晶体管器件1是GaN GIT(氮化镓栅极注入晶体管)。GaN GIT是基于GaN的常关型晶体管器件，更具体为常关型HEMT(高电子迁移率晶体管)。在这种类型的晶体管器件中，控制节点G被称为栅极节点，以及第一负载节点S被称为源极节点。GIT是压控晶体管器件。即，GIT根据栅极节点G和源极节点S之间的栅极-源极电压VGS的电压电平而导通或截止。p型GIT(其是具有p掺杂栅电极的GIT)在栅极-源极电压VGS高于正阈值电压时导通，并且在栅极-源极电压VGS低于该阈值电压时截止。即，当栅极-源极电压VGS为零或负时，GIT处于截止状态。在导通状态下，稳定的电流可以流入栅极节点G以保持导通状态和/或降低导通电
阻。为了以下解释的目的，假设晶体管器件是具有p掺杂栅电极的GaN GIT。然而，应该理解，即使参照GaN晶体管描述了各个实施例，但本文所公开的本专利技术的实施例可以利用具有较宽带隙特性的所有类型的晶体管器件，包括但不限于碳化硅晶体管和增强模式GaN晶体管。参照图1A，驱动电路包括驱动器3，其具有被配置为接收输入信号SIN的输入端IN和被配置为基于输入信号SIN提供输出信号SOUT的输出端OUT。电容器2耦合在输出端OUT和晶体管器件1的控制节点G之间。此外，第一电阻器51与电容器2并联连接。可选地，第二电阻器52(如虚线所示)连接在驱动器3的输出端OUT与电容器2之间。参照图1A，驱动电路包括连接在晶体管器件1的控制节点G和第一负载节点S之间的整流器电路4。整流器电路4(也可以称为钳位电路)被配置为当栅极-源极电压VGS具有一个极性时限制(钳位)栅极-源极电压VGS的幅度。根据一个实施例，整流器电路4被配置为钳位负栅极-源极电压VGS。整流器电路4可以与晶体管器件1集成(整体集成或者集成在同一IC封装件中)，或者可以在晶体管器件1外实现。驱动器3接收第一驱动电位VCC2和第二驱动电位GND2。参照图2(其示出了输入信号SIN和输出信号SOUT的定时图)，驱动器3可以被配置为基于输入信号SIN在输出端OUT处提供第一电源电位VCC2和第二电源电位GND2中的一个。参照图2，输入信号SIN可以具有两个不同的信号电平中的一个，即第一信号电平(以下还称为导通电平)和第二信号电平(以下还称为截止电平)。根据一个实施例，驱动器3被配置为当输入信号SIN具有导通电平时在输出端OUT处提供第一驱动电位VCC2以及在输入信号SIN具有截止电平时在输出端OUT处提供第二驱动电位GND2。在图1A所示的实施例中，第二电源电位GND2对应于晶体管器件1的源极节点S处的电位。该第二驱动电位GND2在下文还被称为地电位。如以下进一
步详细解释的，驱动器3在输入信号SIN具有导通电平时导通晶体管器件1，使得在输出端OUT处提供第一驱动电位VCC2，并且当输入信号SIN具有截止电平时，驱动器3截止晶体管器件1，使得在输出端OUT处提供第二驱动电位(地电位)GND2。应该进一步理解，在本专利技术的可选实施例中，晶体管器件1的源极和驱动器3的第二驱动电位可以耦合至除低电位之外的其他电位。例如，本专利技术的实施例可以应用于典型的半桥结构的高侧开关。在这种实施例中，晶体管器件1的源极和驱动器3的第二驱动电位的参考电位可以耦合至非地电位。图1B示出了图1A的电子电路的可选实施例。图1B的实施例类似于图1A的实施例，除了电阻器51与可选电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子电路，包括：晶体管器件，包括控制节点和第一负载节点；驱动器，具有被配置为接收输入信号的输入端和被配置为基于所述输入信号提供驱动信号的至少一个输出端；电容器，耦合在所述至少一个输出端和所述晶体管器件的所述控制节点之间；以及整流器电路，连接在所述晶体管器件的所述第一负载节点和所述控制节点之间。

【技术特征摘要】
2015.03.02 US 62/127,063;2016.01.07 US 14/990,3541.一种电子电路，包括：晶体管器件，包括控制节点和第一负载节点；驱动器，具有被配置为接收输入信号的输入端和被配置为基于所述输入信号提供驱动信号的至少一个输出端；电容器，耦合在所述至少一个输出端和所述晶体管器件的所述控制节点之间；以及整流器电路，连接在所述晶体管器件的所述第一负载节点和所述控制节点之间。2.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述整流器电路与所述晶体管器件集成。3.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述晶体管器件具有宽带隙特性。4.根据权利要求3所述的电子电路，其中所述晶体管器件是GaN器件，所述控制节点是栅极节点且所述第一负载节点是源极节点。5.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述GaN器件是GaNGIT器件。6.根据权利要求1所述的电子电路，还包括与所述电容器并联连接的第一电阻器。7.根据权利要求6所述的电子电路，还包括耦合在所述至少一个输出端和所述第一电阻器之间的第二电阻器。8.根据权利要求1所述的电子电路，还包括第一电阻器和第二电阻器，所述第二电阻器与所述电容器串联耦合以形成串联电路，并且所述第一电阻器与所述串联电路并联耦合。9.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述整流器电路包括至少一个双极二极管。10.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述整流器电路包括串联连接的多个双极二极管。11.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述整流器电路包括具有背对背连接的双极二极管和稳压二极管的串联电路。12.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述驱动器包括被配置为基于所述输入信号提供第一驱动信号的第一输出端和被配置为基于所述输入信号提供第二驱动信号的第二输出端，其中所述第一输出端和所述第二输出端中的每一个均耦合至所述电容器。13.根据权利要求12所述的电子电路，还包括连接在所述第一输出端和所述电容器之间的第二电阻器。14.根据权利要求12所述的电子电路，还包括连接在所述第二输出端和所述电容器之间的第三电阻器。15.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·坎普尔，MA·库奇埃克，
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