一种氮化镓晶体管驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种氮化镓晶体管驱动电路包括二极管D

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓晶体管驱动电路
本技术涉及半导体器件驱动电路领域，特别涉及应用于氮化镓晶体管驱动电路。
技术介绍
氮化镓增强模式高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor，HEMT)在效率、封装尺寸和开关速度方面均优于其他传统功率晶体管，因而可以在功率转换器应用中提高功率密度。但与传统功率晶体管相比，GaNHEMT的栅极驱动阈值较小，因此需要合适、可靠、快速的驱动方案来实现GaNHEMT的开关动作。传统的功率晶体管驱动器由于针对硅器件，驱动电压会比较高，会超过GaNHEMT栅极电压限制，无法直接驱动GaNHEMT。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术问题，提供本技术提出一种基于电压转换的氮化镓驱动电路。该方案通过在传统功率晶体管驱动器/控制器驱动回路中加入串并联稳压电路来实现电压转换，从而驱动GaNHEMT器件。本技术氮化镓晶体管驱动电路包括二极管DON、三极管QOFF、串联分压电路；所述串联分压电路由第一稳压二极管ZZ或第一电阻RZ、电容CZ构成；所述二极管DON的阳极与所述三极管QOFF的基极连接，所述二极管DON的阳极与所述三极管QOFF的基极的连接点作为氮化镓晶体管驱动电路的输入端；所述二极管DON的阴极分别与所述三极管QOFF的发射极、所述第一稳压二极管ZZ的阴极或第一电阻RZ的一端、所述电容CZ的一端相连接，所述三极管QOFF的集电极接地；所述第一稳压二极管ZZ的阳极或第一电阻RZ的另一端与所述电容CZ的另一端连接，所述第一稳压二极管ZZ的阳极或第一电阻RZ的另一端与所述电容CZ的另一端的连接点作为氮化镓晶体管驱动电路的输出端；所述氮化镓晶体管驱动电路的输入端用于接入PWM驱动信号；所述氮化镓晶体管驱动电路的输出端用于接至氮化镓晶体管的栅极。在本技术实施例中，所述三极管QOFF是PNP型三极管。作为优选实施例，进一步的，上述所述氮化镓晶体管驱动电路还包括双向箝位稳压电路，所述双向箝位稳压电路的一端连接至氮化镓晶体管驱动电路的输出端，所述双向箝位稳压电路的另一端接地。具体而言，所述双向箝位稳压电路由第二稳压二极管ZON、第三稳压二极管ZOFF构成；所述第二稳压二极管ZON的阴极作为所述双向箝位稳压电路的一端，所述第二稳压二极管ZON的阳极与所述第三稳压二极管ZOFF的阳极连接，所述第三稳压二极管ZOFF的阴极接地。作为优选实施例，进一步的，所述氮化镓晶体管驱动电路还包括开通电阻RON，所述开通电阻RON串联至氮化镓晶体管驱动电路的输入端。本技术的氮化镓晶体管驱动电路应用于氮化镓晶体管，该为氮化镓晶体管HEMT器件。进一步的，所述开通电阻RON的阻值小于等于300Ω。进一步的，所述第一电阻RZ的阻值范围为1kΩ～100kΩ。进一步的，电容CZ的容值范围为300pF～200nF。本技术的氮化镓晶体管驱动电路在传统成熟、可靠的功率晶体管驱动器/控制器，并通过串并联稳压电路对驱动电压信号进行转换处理，得到适合GaNHEMT的驱动信号，从而实现GaNHEMT的低成本、可靠、快速驱动。附图说明图1为本技术的实施例一氮化镓驱动电路的示意图一；图2为本技术的实施例一氮化镓驱动电路的示意图二；图3为本技术的实施例二的氮化镓驱动电路的示意图一；图4为本技术的实施例二的氮化镓驱动电路的示意图二。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术做进一步解释。实施例一本技术实施例一，参见附图1所示提供了一种氮化镓晶体管驱动电路，包括二极管DON、三极管QOFF、第一稳压二极管ZZ、电容CZ；第一稳压二极管ZZ、电容CZ构成串联分压电路，承担驱动器输出电压与氮化镓栅极所需电压的差值，提供维持电流等。所述二极管DON的阳极与所述三极管QOFF的基极连接，所述二极管DON的阳极与所述三极管QOFF的基极的连接点作为氮化镓晶体管驱动电路的输入端；所述二极管DON的阴极分别与所述三极管QOFF的发射极、所述第一稳压二极管ZZ的阴极、所述电容CZ的一端相连接，所述三极管QOFF的集电极接地；所述第一稳压二极管ZZ的阳极与所述电容CZ的另一端连接，所述第一稳压二极管ZZ的阳极与所述电容CZ的另一端的连接点作为氮化镓晶体管驱动电路的输出端；所述氮化镓晶体管驱动电路的输入端用于接入PWM驱动信号；所述氮化镓晶体管驱动电路的输出端用于接至氮化镓晶体管的栅极。在本实施例中，所述三极管QOFF是PNP型三极管，PWM驱动信号为电压为正的脉冲驱动信号。为了实现氮化镓器件开通关断栅极电压箝位，进一步的，如附图2所示，所述氮化镓晶体管驱动电路还包括双向箝位稳压电路，所述双向箝位稳压电路的一端连接至氮化镓晶体管驱动电路的输出端，所述稳压电路的另一端接地。在本专利技术实施例中，所述双向箝位稳压电路由第二稳压二极管ZON、第三稳压二极管ZOFF构成；所述第二稳压二极管ZON的阴极作为所述双向箝位稳压电路的一端，所述第二稳压二极管ZON的阳极与所述第三稳压二极管ZOFF的阳极连接，所述第三稳压二极管ZOFF的阴极接地。进一步的，如附图2所示，所述氮化镓晶体管驱动电路还包括开通电阻RON，所述开通电阻RON串联至氮化镓晶体管驱动电路的输入端。所述开通电阻RON阻值范围为数欧姆～数百欧姆(比如0R～300R)。在本技术实施例中，所述氮化镓晶体管为HEMT器件。本技术氮化镓晶体管驱动电路的参见附图2，该电路由三部分组成，第一部分为由二极管DON构成的快速关断电路，二极管DON为快速二极管，例如1N4148，提供单向导通通路，同时保护三极管QOFF的发射结；三极管QOFF为PNP三极管，提供氮化镓器件快速关断的低阻抗通路；第二部分为第一稳压二极管ZZ、电容CZ串联分压电路，承担驱动器输出电压与氮化镓栅极所需电压的差值，提供维持电流等；第三部分为稳压管双向箝位电路，实现氮化镓器件开通关断栅极电压箝位。具体开通过程模态如下：模态一：氮化镓晶体管驱动电路的输入VPWM信号为高电平(例如12V)，二极管DON导通，三极管QOFF的发射结反偏、EC截止，VPWM通过开通电阻RON(数Ω～数百Ω)、开通二极管DON和电容CZ(数百pF～数百nF)为氮化镓器件栅极充电。其中，电容CZ的容值为数百pF～数百nF(比如300pF～200nF，典型值470pF、1nF、47nF)。模态二：氮化镓器件栅极电压上升到第二稳压二极管ZON、第三稳压二极管ZOFF的导通电压(例如5.1V+0.7V)后，第二稳压二极管ZON反向箝位导通(5.1V)、第三稳压二极管ZOFF正向导通(0.7V)，VPWM通过开通电阻RON、二极管DON继续给串联分压电容CZ充电。模态三：串联分压电容CZ电压上升到第一稳压二极管ZZ的导通电压(例如6.2V)后，第一稳压二极管ZZ反向箝位导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化镓晶体管驱动电路，其特征在于，/n包括二极管D

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓晶体管驱动电路，其特征在于，
包括二极管DON、三极管QOFF、串联分压电路；
所述串联分压电路由第一稳压二极管ZZ或第一电阻RZ、电容CZ构成；
所述二极管DON的阳极与所述三极管QOFF的基极连接，所述二极管DON的阳极与所述三极管QOFF的基极的连接点作为氮化镓晶体管驱动电路的输入端；
所述二极管DON的阴极分别与所述三极管QOFF的发射极、所述第一稳压二极管ZZ的阴极或第一电阻RZ的一端、所述电容CZ的一端相连接，所述三极管QOFF的集电极接地；
所述第一稳压二极管ZZ的阳极或第一电阻RZ的另一端与所述电容CZ的另一端连接，所述第一稳压二极管ZZ的阳极或第一电阻RZ的另一端与所述电容CZ的另一端的连接点作为氮化镓晶体管驱动电路的输出端；
所述氮化镓晶体管驱动电路的输入端用于接入PWM驱动信号；
所述氮化镓晶体管驱动电路的输出端用于接至氮化镓晶体管的栅极。


2.根据权利要求1所述氮化镓晶体管驱动电路，其特征在于，
所述三极管QOFF是PNP型三极管。


3.根据权利要求1所述氮化镓晶体管驱动电路，其特征在于，
所述氮化镓晶体管驱动电路还包括双向箝位稳压电路，所述双向箝位稳压电路的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亚坡，林志东，洪燕东，徐宁，刘成，何俊蕾，叶念慈，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35