场效应晶体管驱动器制造技术

提供一种包括输入调制器（202）和隔离电容器（206、304）的场效应晶体管（FET）驱动器。输入调制器被配置成输出交流（AC）信号。隔离电容器被配置成接收AC信号作为输入并且被配置成基于AC信号在滤波电容器（310）中存储电荷。滤波电容器（301）被配置成基于所存储的电荷来驱动电容器驱动的FET（102、208、210、212）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般地涉及晶体管。更具体地，本公开涉及场效应晶体管驱动器（driver）。
技术介绍
针对使用零电势触点（potentialfreecontact）的常规应用，常常实现PhotoMOS或固态继电器。然而，这些继电器可能对于场的某些应用而言过慢或者可能要求其自己的隔离电源。在某些应用中，标准场效应晶体管（FET）驱动器可以被实现为替换物。然而，标准FET驱动器向场添加直流。因此，针对其中不能向场添加直流的应用，标准FET驱动器不能被用作PhotoMOS或固态继电器的替换物。
技术实现思路
本公开提供一种场效应晶体管（FET）驱动器。在第一实施例中，FET驱动器包括输入调制器和隔离电容器。输入调制器被配置成输出交流（AC）信号。隔离电容器被配置成接收AC信号作为输入、基于AC信号在滤波电容器中存储电荷、以及基于所存储的电荷来驱动电容器驱动的FET。在第二实施例中，FET驱动器包括放大器、隔离电容器和滤波电容器。放大器被配置成接收时钟信号和数字信号并且被配置成基于时钟信号和数字信号生成经放大的输出。隔离电容器被配置成基于经放大的输出在滤波电容器中存储电荷。滤波电容器被配置成基于所存储的电荷来驱动电容器驱动的FET。在第三实施例中，场设备（fielddevice）包括电容器驱动的FET、负载和FET驱动器。负载和FET驱动器被分别耦合到电容器驱动的FET的第一和第二节点。FET驱动器包括隔离电容器并且被配置成驱动电容器驱动的FET而不改变负载的直流值。从以下图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人而言可以是容易显而易见的。附图说明为了对本公开的更彻底的理解，现在参考结合附图所产生的以下描述，在所述附图中：图1图示根据本公开的实施例的包括电容器驱动的场效应晶体管（FET）和FET驱动器的场设备；图2A和2B图示根据本公开的实施例的图1的电容器驱动的FET和FET驱动器；以及图3A和3B图示根据本公开的实施例的图1的FET驱动器。具体实施方式在本专利文档中用来描述本专利技术的原理的各种实施例和下面讨论的图1到3B仅作为例证并且无论如何不应该被解释成限制本专利技术的范围。本领域那些技术人员将理解，可以以任何类型的适当布置的设备或系统来实现本专利技术的原理。图1图示根据本公开的实施例的包括电容器驱动的场效应晶体管（FET）102和FET驱动器104的场设备100。在图1中示出的场设备100的实施例仅用于例证。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用场设备100的其他实施例。除电容器驱动的FET102和FET驱动器104之外，场设备100还包括负载和驱动级（driverstage）。针对某些实施例，负载可以被耦合到高压V+，而驱动级被耦合到地或0V。针对其他实施例，驱动级可以被耦合到高压，而负载被耦合到地。因此，所图示的实施例包括负载/驱动级106和负载/驱动级108的表示，用以指示这些部件106和108中的一个是负载并且另一个是驱动级。因此，负载/驱动器功能位置是自由的并且可以在使用期间交换位置。FET驱动器104被配置成使用隔离电容器（在图1中未示出）来驱动电容器驱动的FET102。隔离电容器阻止直流（DC）信号到达电容器驱动的FET102以及，因此到达负载106或108。因此，代替对电容器驱动的FET102的光学开/关控制，FET驱动器104被配置成实现对电容器驱动的FET102的电容器耦合的开/关控制。相应地，代替接收光子，FET驱动器104可以被配置成接收AC信号，诸如时钟信号，并且配置成通过施加或者不施加AC信号到隔离电容器来接通和断开电容器驱动的FET102。以该方式，与PhotoMOS相比，对于电容器驱动的FET102所实现的开关速度高得多（例如，速度可以是其的多于10倍），并且开关行为和定时被更好地控制并且是可重复的。另外，因为隔离电容器将FET驱动器104耦合到电容器驱动的FET102，所以FET驱动器104被配置成驱动电容器驱动的FET102而不影响场环路（fieldloop）的直流（DC）值，其可以被用作返回路径。这在工业的场设备或在使用场环路上的DC值来传达信息的其他设备的情况下可以是特别有用的。尽管图1图示场设备100的一个示例，但是可以对图1的实施例做出各种改变。例如，可以组合、进一步细分、移动或省略场设备100的各种部件，并且可以根据特定需要来添加附加部件。图2A和2B图示根据本公开的实施例的电容器驱动的FET102和FET驱动器104。在图2A和2B中示出的电容器驱动的FET102和FET驱动器104的实施例仅用于例证。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用电容器驱动的FET102和FET驱动器104的其他实施例。针对图2A中图示的实施例，FET驱动器104包括输入调制器（IM）202、隔离电容器204和缓冲器206。输入调制器202（其可以包括与门（ANDgate））被配置成接收数字信号Sx、时钟信号Clk和低压信号V-。数字信号起开/关信号（On/Offsignal）的作用，并且时钟信号提供AC信号。当数字信号为开时，输入调制器202的输出随着时钟信号的频率而上下振荡。类似地，当数字信号为关时，输入调制器202的输出为关或零。因此，当数字信号为开时，能量被传送到隔离电容器204，并且当数字信号为关时，没有能量被传送到隔离电容器204。隔离电容器204被配置成将AC信号从输入调制器202传送到FET源极侧。缓冲器206被配置成整流和存储AC信号并且被配置成驱动电容器驱动的FET102。同样针对在图2A中图示的实施例，电容器驱动的FET102包括以双极开关配置的两个串联耦合的FET208和210。因此，FET208的一个节点被耦合到负载/驱动级106，并且FET210的一个节点被耦合到负载/驱动级108。与PhotoMOS继电器相比，使用FET驱动器104中的输入调制器202和隔离电容器204允许电容器驱动的FET102更快地开关并且还允许其不太昂贵。针对在图2B中图示的实施例，FET驱动器104被配置成与图2A的FET驱动器104相同。然而，该实施例中的电容器驱动的FET102包括以单极开关配置的单个FET212。因此，FET212的一个节点被耦合到负载/驱动级106，并且FET212的另一个节点被耦合到负载/驱动级108。尽管图2A和2B图示电容器驱动的FET102和FET驱动器104的示例，但是可以对图2A和2B的实施例做出各种改变。例如，可以组合、进一步细分、移动或省略各种部件，并且可以根据特定需要来添加附加部件。作为具体示例，缓冲器206可以包括用以减小实际接通和/或断开传送时间的附加部件。图3A和3B图示根据本公开的实施例的FET驱动器104。在图3A和3B中示出的FET驱动器104的实施例仅用于例证。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用FET驱动器104的其他实施例。针对在图3A中图示的实施例，FET驱动器104包括与门302、放大器306、隔离电容器304、整流器308、滤波电容器310和放电电阻器312。放大器306包括晶体管314、电阻器316和电阻器318。整流器308包括两个二极管320和322。与门302被配置成起输入调制器的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效应晶体管（FET）驱动器，包括：输入调制器（202），其被配置成输出交流（AC）信号；以及隔离电容器（206、304），其被配置成接收AC信号作为输入、基于AC信号在滤波电容器（310）中存储电荷、以及基于所存储的电荷来驱动电容器驱动的FET（102、208、210、212）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 US 14/3380051.一种场效应晶体管（FET）驱动器，包括：输入调制器（202），其被配置成输出交流（AC）信号；以及隔离电容器（206、304），其被配置成接收AC信号作为输入、基于AC信号在滤波电容器（310）中存储电荷、以及基于所存储的电荷来驱动电容器驱动的FET（102、208、210、212）。2.根据权利要求1所述的FET驱动器，其中输入调制器包括与门（302），所述与门（302）被配置成接收时钟信号和数字信号并且被配置成基于数字信号来使时钟信号通过以生成AC信号。3.根据权利要求1所述的FET驱动器，其中：电容器驱动的FET包括耦合在负载（106、108）与驱动级（106、108）之间的FET（212），并且放大器（306）的第一节点被耦合到隔离电容器，放大器的第二节点被耦合到FET的栅极，并且放大器的第三节点被耦合到FET的源极。4.根据权利要求1所述的FET驱动器，其中：电容器驱动的FET包括串联地耦合在负载（106、108）与驱动级（106、108）之间的第一FET（208）和第二FET（210），并且放大器（306）的第一节点被耦合到隔离电容器，放大器的第二节点被耦合到第一FET的栅极和第二FET的栅极，并且放大器的第三节点被耦合到第一FET的源极和第二FET的源极。5.一种场效应晶体管（FET）驱动器，包括：放大器（306），其被配置成接收时钟信号和数字信号并且被配置成基于时钟信号和数字信号生成经放大的输出；滤波电容器（310），其被配置成基于电荷驱动电容器驱动的FET（102、208、210、212）；以及隔离电容器（206、304），其被配置成基于经放大的输出将电荷存储在滤波电容器中。6.根据权利要求5所述的FET驱动器，进一步包括：整流器（308），其被配置成对隔离电容器的输出进行整流以生成经整流的输出，其中滤波电容器被进一步配置成基于经整流的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：E沃米斯特，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US