一种功率半导体芯片的栅极驱动电路及其驱动方法技术

一种功率半导体芯片的栅极驱动电路及其驱动方法，驱动电路中的组合推挽单元包括：第一半导体三极管和第二半导体三极管；第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；第三场效应晶体管和第四场效应晶体管；第三场效应晶体管的漏极和第四场效应晶体管的漏极为所述组合推挽单元的并联输出端；第一场效应晶体管和第一半导体三极管适于择一导通以控制第三场效应晶体管，第一场效应晶体管和第三场效应晶体管的开关状态一致，第二场效应晶体管和第二半导体三极管适于择一导通以控制第四场效应晶体管，第二场效应晶体管和第四场效应晶体管的开关状态一致。该驱动电路能够兼顾输入输出延迟小、驱动电流大、驱动电压范围大、通用性较高和成本低的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体芯片的栅极驱动电路及其驱动方法
本专利技术涉及电机驱动
，具体涉及一种功率半导体芯片的栅极驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
当前，随着电气化技术的发展，电机驱动系统越来越广泛地用于电动汽车、电动飞机、电动船舶等领域，百千瓦级及兆瓦级的电机驱动系统应用需求越来越多。因此，作为电机驱动系统的核心器件之一的功率半导体芯片IGBT及其驱动技术近年来被广泛研究和应用，尤其针对高压大电流的大功率半导体芯片IGBT及其驱动技术是各大制造厂商的核心研发方向。其中，高速大电流的IGBT栅极驱动电路是其中一个重要的研究点。通常，半导体芯片IGBT栅极驱动电路包括：正电源Vcc、负电源Vee、开通开关、关断开关、开通电阻Rgon、关断电阻Roff组成(如图1所示)。当所述开通开关闭合时，正电源通过开通电阻对功率半导体芯片IGBT的栅极充电从而使功率半导体芯片IGBT开通；当所述关断开关闭合时，负电源通过关断电阻对功率半导体芯片IGBT的栅极放电从而使功率半导体芯片IGBT关断。功率半导体芯片IGBT的栅极充电和放电的速度直接影响功率半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，包括：/n组合推挽单元；所述组合推挽单元包括：导电类型相反的第一半导体三极管和第二半导体三极管；导电类型相反的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；导电类型相反的第三场效应晶体管和第四场效应晶体管，且所述第三场效应晶体管和所述第一场效应晶体管的导电类型相反；所述第三场效应晶体管的漏极和所述第四场效应晶体管的漏极为所述组合推挽单元的并联输出端；/n所述第一场效应晶体管和所述第一半导体三极管适于择一导通以控制第三场效应晶体管，所述第一场效应晶体管和所述第三场效应晶体管的开关状态一致，所述第二场效应晶体管和所述第二半导体三极管适于择一导通以控制第四场效...

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，包括：
组合推挽单元；所述组合推挽单元包括：导电类型相反的第一半导体三极管和第二半导体三极管；导电类型相反的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；导电类型相反的第三场效应晶体管和第四场效应晶体管，且所述第三场效应晶体管和所述第一场效应晶体管的导电类型相反；所述第三场效应晶体管的漏极和所述第四场效应晶体管的漏极为所述组合推挽单元的并联输出端；
所述第一场效应晶体管和所述第一半导体三极管适于择一导通以控制第三场效应晶体管，所述第一场效应晶体管和所述第三场效应晶体管的开关状态一致，所述第二场效应晶体管和所述第二半导体三极管适于择一导通以控制第四场效应晶体管，所述第二场效应晶体管和所述第四场效应晶体管的开关状态一致。


2.根据权利要求1所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述第三场效应晶体管的漏极适于输出第一控制电压，所述第四场效应晶体管的漏极适于输出第二控制电压，所述第一控制电压大于所述第二控制电压。


3.根据权利要求2所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一半导体三极管为PNP三极管，所述第二半导体三极管为NPN三极管。


4.根据权利要求2所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一场效应晶体管为N型场效应晶体管,所述第二场效应晶体管为P型场效应晶体管,所述第三场效应晶体管为P型场效应晶体管，所述第四场效应晶体管为N型场效应晶体管。


5.根据权利要求1所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一场效应晶体管、所述第二场效应晶体管、所述第三场效应晶体管以及所述第四场效应晶体管为MOS晶体管或者结型场效应晶体管。


6.根据权利要求1所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述功率半导体芯片包括IGBT半导体芯片或MOS半导体芯片。


7.根据权利要求1所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一半导体三极管的集电极与所述第一场效应晶体管的漏极连接且与所述第三场效应晶体管的栅极电学连接，所述第二场效应晶体管的漏极与所述第二半导体三极管的集电极连接且与所述第四场效应晶体管的栅极电学连接，所述第一场效应晶体管的源极与所述第二场效应晶体管的源极连接并接地，所述第一半导体三极管的基极、所述第二半导体三极管的基极、所述第一场效应晶体管的栅极和所述第二场效应晶体管的栅极适于电学连接驱动输入电压端,所述第一半导体三极管的发射极和所述第三场效应晶体管的源极连接第一驱动电压，所述第二半导体三极管的发射极和所述第四场效应晶体管的源极连接第二驱动电压。


8.根据权利要求7所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述组合推挽单元还包括：第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一半导体三极管的基极，所述第一电阻的另一端连接所述驱动输入电压端；第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第二半导体三极管的基极，所述第二电阻的另一端连接连接所述驱动输入电压端。


9.根据权利要求7所述的功率半导体芯片的栅极驱动电路，其特征在于，所述组合推挽单元还包括：第一电阻和第二电阻、...

【专利技术属性】
技术研发人员：施其彪，佟雪丽，范涛，温煦辉，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11