晶体管控制端控制电路制造技术

一种控制电路向晶体管的控制端提供信号以控制所述晶体管的导电性。所述控制电路包括电压到电流转换器，所述电压到电流转换器提供对晶体管的控制端到电流端电压的指示。所述控制电路包括控制电路系统，所述控制电路系统使用来自所述电压到电流转换器的所述指示来控制施加到所述控制端的电流。

【技术实现步骤摘要】
晶体管控制端控制电路
本专利技术总体上涉及用于晶体管的控制端的控制电路。
技术介绍
在包括涉及功率转换的应用在内的一些应用中，低阻功率晶体管用于实现低传导损失和高功率转换效率。在一些实施例中，期望对控制端到电流端电压(例如，FET的栅极到源极电压)进行准确控制以通过将晶体管驱动为尽可能地接近其最大容许控制端到电流端电压来使导通电阻最小化。然而，晶体管的工艺变化和装置失配可能使这种准确电压控制变得困难。此外，在晶体管切换期间，控制端到电流端电压的电压斜率可能不受控制，这可能引起过电压事件并且增加电磁辐射。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种电路，包括：第一输出端，所述第一输出端向第一晶体管的控制端提供控制信号；电压到电流转换器，其包括耦合到所述第一输出端的第一输入端以及用于耦合到所述第一晶体管的电流端的第二输入端，所述电压到电流转换器包括第二输出端以用于提供对所述第一晶体管的控制端到电流端电压的指示；控制电路系统，其用于控制施加到所述第一晶体管的所述控制端的电流，其中所述控制电路系统包括第三输入端来接收所述指示以用于控制由所述第一输出端施加的所述电流。在一个或多个实施例中，所述第一晶体管是FET，所述控制端是所述FET的栅极，并且所述电流端是所述FET的源极。在一个或多个实施例中，所述电路进一步包括所述第一晶体管，其中所述第二输入端耦合到所述第一晶体管的所述电流端，并且所述第一输出端耦合到所述第一晶体管的所述控制端。在一个或多个实施例中，所述电压到电流转换器产生指示所述第一晶体管的所述控制端到电流端电压的测量电流；所述控制电路系统包括电流比较器，其中所述控制电路系统在充电操作期间基于所述测量电流大于如由所述电流比较器确定的第一电流而减小提供到所述第一输出端的充电电流。在一个或多个实施例中，所述控制电路系统包括比较器，其中所述控制电路系统基于所述指示表明比如由所述比较器确定的第一电压更高的控制端到电流端电压而减小提供到所述第一输出端的充电电流。在一个或多个实施例中，所述电路包括第一充电电路和第二充电电路，其中所述第一充电电路被配置成以第一电流电平对所述第一输出端进行充电，并且所述第二充电电路被配置成以第二电流电平对所述第一输出端进行充电，其中所述第一电流电平大于所述第二电流电平，其中所述控制电路系统基于所述指示表明比所述第一电压更高的控制端到电流端电压而禁用从所述第一充电电路进行充电，其中所述第二充电电路在所述第一充电电路已经在充电操作期间被禁用之后对所述第一输出端进行充电。在一个或多个实施例中，所述比较器是电流比较器，所述控制电路系统包括生成指示所述第一电压的参考电流的参考电流电路，其中所述电压到电流转换器产生指示所述控制端到电流端电压的测量电流，其中所述电流比较器将所述参考电流与所述测量电流进行比较，并且基于所述参考电流与所述测量电流的比较减小到所述第一输出端的充电电流。在一个或多个实施例中，所述电路包括第一充电电路和第二充电电路，其中所述第一充电电路被配置成以第一电流电平对所述第一输出端进行充电，并且所述第二充电电路被配置成以第二电流电平对所述第一输出端进行充电，其中所述第一电流电平大于所述第二电流电平，其中所述控制电路系统基于所述指示表明比所述第一电压更高的控制端到电流端电压而禁用从所述第一充电电路进行充电，其中所述第二充电电路在所述第一充电电路已经在充电操作期间被禁用之后对所述第一输出端进行充电，其中所述第二电流电平取决于所述参考电流。在一个或多个实施例中，所述电压到电流转换器包括第二晶体管，所述第二晶体管具有定向地耦合到所述第一晶体管的所述第一电流端的控制端以及通过第一电阻元件定向地耦合到所述第一输出端的第一电流端；其中所述参考电流电路包括第三晶体管，所述第三晶体管具有定向地耦合到第二电源端的控制端以及通过第二电阻元件定向地耦合到电压端的第一电流端；其中所述第一电阻元件和所述第二电阻元件的尺寸和装置类型相同，并且所述第二晶体管和所述第三晶体管的尺寸和装置类型相同。在一个或多个实施例中，所述电压到电流转换器产生指示所述第一晶体管的所述控制端到电流端电压的测量电流，所述控制电路系统包括比较器，其中所述控制电路系统基于所述测量电流小于如由所述比较器确定的第一电流而减小来自所述第一输出端的放电电流。在一个或多个实施例中，所述第一晶体管与多个晶体管串联堆叠成堆叠体，其中所述第一晶体管未被定位在所述堆叠体的末端晶体管位置中。在一个或多个实施例中，所述电路进一步包括：第三输出端，所述第三输出端用于向所述堆叠体的第二晶体管的控制端提供控制信号；第二电压到电流转换器，其包括耦合到所述第三输出端的第四输入端以及用于耦合到所述第二晶体管的电流端的第五输入端，所述第二电压到电流转换器包括第四输出端以用于提供对所述第二晶体管的控制端到电流端电压的指示；第二控制电路系统，其用于控制由所述第三输出端施加的电流，其中所述第二控制电路系统包括第六输入端来从所述第二电压到电流转换器接收所述指示以用于控制由所述第三输出端施加的所述电流。在一个或多个实施例中，所述电路进一步包括：电荷泵；其中所述控制电路系统包括第一比较器，其中所述控制电路系统基于来自所述电压到电流转换器的所述指示表明所述第一晶体管的控制端到电流端电压高于如由所述第一比较器确定的第一电压而减小从所述电荷泵提供到所述第一输出端的充电电流。其中所述第二控制电路系统包括第二比较器，其中所述第二控制电路系统基于来自所述第二电压到电流转换器的所述指示表明所述第二晶体管的控制端到电流端电压高于如由所述第二比较器确定的电压而减小提供到所述第三输出端的、来自所述电荷泵的充电电流。在一个或多个实施例中，所述控制电路系统包括：第一比较器，其中所述控制电路系统基于所述指示表明比如由所述第一比较器确定的第一电压更高的控制端到电流端电压而减小到所述第一输出端的充电电流；第二比较器，其中所述控制电路系统基于所述指示表明比如由所述第二比较器确定的第二电压更低的控制端到电流端电压而减小来自所述第一输出端的放电电流。根据本专利技术的第二方面，提供一种方法，包括：由控制电路向晶体管的控制端提供控制信号；由电压到电流转换器测量所述晶体管的控制端到电流端电压，并且提供指示所述晶体管的所述控制端到电流端电压的测量电流；利用所述测量电流改变所述控制信号的电流。在一个或多个实施例中，所述晶体管是FET，所述控制端是所述FET的栅极，并且所述电流端是所述FET的源极。在一个或多个实施例中，所述提供所述控制信号包括向所述晶体管的所述控制端提供电流；其中所述利用所述测量电流包括将所述测量电流与第一电流进行比较，并且在所述测量电流超过所述第一电流，表明所述控制端到电流端电压超过第一电压电平时，减小提供到所述控制端的所述电流的电流电平。在一个或多个实施例中，所述提供所述控制信号包括从所述晶体管的所述控制端释放电流；其中所述利用所述测量电流包括将所述测量电流与第一电流进行比较，并且在所述测量电流小于所述第一电流，表明所述控制端到电流端电压小于第一电压电平时，减小从所述控制端释放的所述电流的电流电平。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括由第二控制电路向第二晶体管的第二控制端提供第二控制信号；由第二电压到电流转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，其特征在于，包括：第一输出端，所述第一输出端向第一晶体管的控制端提供控制信号；电压到电流转换器，其包括耦合到所述第一输出端的第一输入端以及用于耦合到所述第一晶体管的电流端的第二输入端，所述电压到电流转换器包括第二输出端以用于提供对所述第一晶体管的控制端到电流端电压的指示；控制电路系统，其用于控制施加到所述第一晶体管的所述控制端的电流，其中所述控制电路系统包括第三输入端来接收所述指示以用于控制由所述第一输出端施加的所述电流。

【技术特征摘要】
2017.11.29 US 15/825,7971.一种电路，其特征在于，包括：第一输出端，所述第一输出端向第一晶体管的控制端提供控制信号；电压到电流转换器，其包括耦合到所述第一输出端的第一输入端以及用于耦合到所述第一晶体管的电流端的第二输入端，所述电压到电流转换器包括第二输出端以用于提供对所述第一晶体管的控制端到电流端电压的指示；控制电路系统，其用于控制施加到所述第一晶体管的所述控制端的电流，其中所述控制电路系统包括第三输入端来接收所述指示以用于控制由所述第一输出端施加的所述电流。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一晶体管是FET，所述控制端是所述FET的栅极，并且所述电流端是所述FET的源极。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其进一步包括所述第一晶体管，其中所述第二输入端耦合到所述第一晶体管的所述电流端，并且所述第一输出端耦合到所述第一晶体管的所述控制端。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述电压到电流转换器产生指示所述第一晶体管的所述控制端到电流端电压的测量电流；所述控制电路系统包括电流比较器，其中所述控制电路系统在充电操作期间基于所述测量电流大于如由所述电流比较器确定的第一电流而减小提供到所述第一输出端的充电电流。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路系统包括比较器，其中所述控制电路系统基于所述指示表明比如由所述比较器确定的第一电压更高的控制端到电流端电压而减小提供到所述第一输出端的充电电流。6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压到电流转换器产生指示所述第一晶体管的所述控制端到电流端电压的测量电流，所述控制电路系统包括比较器，其中所述控制电路系统基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔瑞克·纳斯，马塞厄斯·罗斯，阿努德·彼得·范德威，亨里克斯·科内利斯·约翰内斯·布思克尔，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL