谐振栅极驱动电路制造技术

谐振栅极驱动电路(200A)包括H桥电路、谐振电感器，集成在半导体基板(104)上。H桥电路的第一桥臂包括第一高侧晶体管(MP1)、第一输出节点(OUT1)、及第一低侧晶体管(MN1)，它们在沿着第一边(S1)的第一区域(RGN1)中在第一方向(x方向)上排列配置。H桥电路的第二桥臂包括第二高侧晶体管(MP2)、第二输出节点(OUT2)、及第二低侧晶体管(MN2)，它们在沿着第二边(S2)的第二区域(RGN2)中在第一方向(x方向)上排列配置。谐振电感器是电连接第一输出节点(OUT1)与第二输出节点(OUT2)之间的连接器件的寄生电感。电感。电感。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振栅极驱动电路


[0001]本公开涉及谐振栅极驱动电路。

技术介绍

[0002]在DC/DC转换器、电力转换装置或电机驱动电路等各种应用中，使用包含功率晶体管及其驱动电路(栅极驱动器)的开关电路。
[0003]作为功率晶体管的驱动方式，提出了谐振驱动方式的方案。在谐振驱动方式中，通过利用LC谐振，能够低功耗、高频地使功率晶体管开关。
[0004][现有技术文献][0005][专利文献][0006]非专利文献1：Yu Long，《Design and Analysis of a Fully
‑
Integrated Resonant Gate Driver》，博士论文，田纳西大学，2016年12月

技术实现思路

[0007]用芯片元件构成电感时，存在元件个数增加，成本升高的问题。另一方面，使用MMIC(单片微波集成电路)的技术，将电感作为螺旋状电感集成于半导体基板(半导体芯片)时，直流电阻值增大，性能降低。
[0008]本公开是在相关状况中得到的，其一方案的例示性的目的之一在于，提供一种谐振栅极驱动电路。
[0009][用于解决技术问题的方法][0010]本公开的一方案涉及驱动功率晶体管的谐振栅极驱动电路。谐振栅极驱动电路包括H桥电路以及连接第一输出节点与第二输出节点之间的谐振电感器，该H桥电路包括：第一桥臂，具有第一输出节点、第一上臂以及第一下臂；以及第二桥臂，具有被连接于功率晶体管的栅极的第二输出节点、第二上臂及第二下臂。H桥电路被集成在半导体基板上，该半导体基板具有在第一方向上延伸的第一边及第二边、在与第一方向垂直的第二方向延伸的第三边及第四边。构成第一上臂的第一高侧晶体管、第一输出节点，以及构成第一下臂的第一低侧晶体管在沿着第一边的第一区域中在第一方向上排列配置。构成第二上臂的第二高侧晶体管、第二输出节点，以及构成第二下臂的第二低侧晶体管在沿着第二边的第二区域中在第一方向上排列配置。谐振电感器是电连接第一输出节点与第二输出节点之间的连接器件的寄生电感。
[0011]第一输出节点与第二输出节点在矩形的半导体基板的相对的两边附近，分开最大限度地配置。因此，可以将连接第一输出节点和第二输出节点的连接器件的寄生电感作为谐振电感器利用。由此，不需要外设的芯片元件。
[0012]也可以是，连接器件是形成在从第一输出节点向第二输出节点、在第二方向上延伸的金属布线层上的布线。
[0013]连接器件可以包含键合线。
[0014]也可以是，在半导体基板中，形成有与第一输出节点对应的第一输出焊盘；以及与第二输出节点对应的第二输出焊盘，连接器件包括连接第一输出焊盘和第二输出焊盘的键合线。
[0015]在半导体基板上，形成有与第一输出节点对应的第一输出焊盘、与第二输出节点对应的第二输出焊盘，谐振栅极驱动电路还可以包括被设置在第三边的非连接管脚。连接器件可以包括连接第一输出焊盘和非连接管脚的第一键合线、连接第二输出焊盘和非连接管脚的第二键合线。
[0016]谐振栅极驱动电路还可以包括驱动第一桥臂的第一预驱动器和驱动第二桥臂的第二预驱动器。可以是，第一预驱动器被配置在相对于第一桥臂、在第二方向上相邻的区域，第二预驱动器被配置在相对于第二桥臂、在与第二方向相反侧相邻的区域中。
[0017]谐振栅极驱动电路还可以包括控制第一预驱动器及第二预驱动器的逻辑电路。逻辑电路可以配置在第一预驱动器与第二预驱动器所夹着的区域中。
[0018]此外，将上述构成要素的任意组合或本公开的构成要素或表现在方法、装置、系统等之间相互置换，作为本公开的方案也是有效的。
[0019][专利技术效果][0020]根据本公开的一方案，可以提供一种谐振栅极驱动电路。
附图说明
[0021]图1是具备谐振栅极驱动电路的开关电路的等价电路图。
[0022]图2是示出图1的谐振栅极驱动电路的动作的一个示例的波形图。
[0023]图3是实施例1的谐振栅极驱动电路的布局图。
[0024]图4是实施例2的谐振栅极驱动电路的布局图。
[0025]图5是实施例3的谐振栅极驱动电路的布局图。
[0026]图6是实施方式2的开关电路的电路图。
[0027]图7是图6的谐振栅极驱动电路的布局图。
具体实施方式
[0028]下面，基于优选的实施方式参照附图说明本专利技术。对于各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理，标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不用于限定专利技术而是例示，并非实施方式记述的所有特征或其组合都是专利技术的本质部分。
[0029]在本说明书中，所谓“部件A与部件B连接的状态”，包括部件A和部件B物理地直接地连接的情况，还包括部件A和部件B经由对它们的电连接状态不产生实质影响的、或不损害通过它们的耦合所实现的功能或效果的其他部件间接地连接的情况。
[0030]同样地，所谓“部件C被设置在部件A和部件B之间的状态”是指，除直接连接部件A和部件C，或直接连接部件B和部件C的情况外，还包含对它们的电连接状态不产生实质影响地、或不损害通过它们的耦合所实现的功能或效果地、经由其他部件间接地连接的情况。
[0031](实施方式1)
[0032]图1是具备谐振栅极驱动电路200的开关电路100的等价电路图。开关电路100具备谐振栅极驱动电路200及功率晶体管102。在图1中示出将功率晶体管102设为N沟道MOSFET，
但也可以是P沟道MOSFET，也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)或双极型晶体管。此外，功率晶体管102的材料也不特别限定，可以由Si、GaN、SiC等构成。此外，在该实施方式中，功率晶体管102设定为是源极接地的低侧晶体管。此外，功率晶体管102可以是高侧晶体管。功率晶体管102在栅极漏极间、栅极源极间具有寄生电容C
GD
、C
GS
，或者具有栅极电阻R
G
。
[0033]谐振栅极驱动电路200在输入管脚IN接收控制输入S
IN
，根据控制输入S
IN
，驱动功率晶体管102。例如，谐振栅极驱动电路200在控制输入S
IN
为高时，从输出管脚OUT输出高电平的栅极电压V
G
，在控制输入S
IN
为低时，从输出管脚OUT输出低电平的栅极电压V
G
。
[0034]谐振栅极驱动电路200包括H桥电路202、谐振电感器204、第一预驱动器206、第二预驱动器208、逻辑电路209，被容纳在一个封装中。
[0035]H桥电路202包括第一桥臂210及第二桥臂220。第一桥臂210具有第一输出节点OUT1、第一上臂212及第一下臂214。第二桥臂220具有第二输出节点OUT2、第二上臂222、第二下臂224。第二输出节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振栅极驱动电路，是驱动功率晶体管的谐振栅极驱动电路，其特征在于，具备：H桥电路，包括：第一桥臂，具有第一输出节点、第一上臂及第一下臂；第二桥臂，具有：被连接于所述功率晶体管的栅极的第二输出节点、第二上臂及第二下臂；以及谐振电感器，被连接于所述第一输出节点与所述第二输出节点之间，所述H桥电路被集成在半导体基板中，所述半导体基板具有在第一方向上延伸的第一边及第二边、在与所述第一方向垂直的第二方向延伸的第三边及第四边，构成所述第一上臂的第一高侧晶体管、所述第一输出节点、以及构成所述第一下臂的第一低侧晶体管在沿着所述第一边的第一区域中在所述第一方向上排列配置，构成所述第二上臂的第二高侧晶体管、所述第二输出节点、以及构成所述第二下臂的第二低侧晶体管在沿着所述第二边的第二区域中在所述第一方向上排列配置，所述谐振电感器是将所述第一输出节点与所述第二输出节点之间电连接的连接器件的寄生电感。2.根据权利要求1所述的谐振栅极驱动电路，其特征在于，所述连接器件是形成在从所述第一输出节点向所述第二输出节点、在所述第二方向上延伸的金属布线层上的布线。3.根据权利要求1所述的谐振栅极驱动电路，其特征在于，所述连接器件包括键合线。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：新仓浩树，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：