一种低功耗栅极驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种低功耗栅极驱动电路，涉及电源管理技术领域。所述驱动电路包括第一放大器、第二放大器、取小模块和电压控制模块；本发明专利技术通过第一放大器的正极输入端输入的斜坡信号控制取小模块输出的第一电压信号缓慢上升，并根据该电压信号使电压控制模块来调节所述目标晶体管的栅极电压，从而能控制目标晶体管栅极电压的启动上升斜率、实现对晶体管的缓启动，并当电源输出端的输出电压等于第二放大器的负极输入端的电压时，取小模块保持第二放大器输出的第二电压信号不变，电压控制模块进而根据第二电压信号控制目标晶体管的栅极电压保持不变，实现对目标晶体管的稳定运行、对栅极的保护，以及降低电路功耗。以及降低电路功耗。以及降低电路功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗栅极驱动电路


[0001]本专利技术涉及电源管理
，特别是涉及一种低功耗栅极驱动电路。

技术介绍

[0002]在现有技术中，一个模拟的晶体管通常用来在输入和输出之间实现信号或功率传输，而该晶体管则需要相应的栅极驱动电路来控制晶体管的导通和关断。当栅极控制电路控制晶体管的栅源电压大于阈值电压时，晶体管导通；而当栅极控制电路控制晶体管的栅源电压小于阈值电压时，晶体管则关断。
[0003]而传统的栅极驱动电路在运行中，当需要目标晶体管导通时，振荡器模块的使能端信号为高，此时振荡器模块会输出一个固定频率的方波，该方波会控制与振荡器模块相连的电荷泵模块产生一个高于输出的电压到目标晶体管的栅极上，该电压最后由钳位二极管固定在一个稳定的电压，保持目标晶体管有一个稳定的栅源电压栅源电压；当需要目标晶体管关断时，使能端信号为低，振荡器模块和电荷泵模块都会关闭，NMOS晶体管会下拉栅极，使目标晶体管的栅源电压低于0，从而实现对目标晶体管的导通和关断。
[0004]但传统的栅极驱动器通常会存在如下问题：
[0005]1、打开目标晶体管时，容易在目标晶体管和输入上产生很大的电流。2、目标晶体管的栅源电压由钳位二极管稳压，钳位二极管的电压会随着工艺、温度等因素而变化，从而导致栅源电压不准确。3、振荡器模块和电荷泵模块的功耗较大。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种低功耗栅极驱动电路，能够通过调节栅极电压，实现对晶体管的缓启动和稳定运行、对栅极的保护，以及降低电路功耗。<br/>[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种低功耗栅极驱动电路，包括：第一放大器、第二放大器、取小模块和电压控制模块；
[0009]所述第一放大器的负极输入端与目标晶体管的栅极连接；所述第一放大器的正极输入端用于输入斜坡信号；所述第一放大器的输出端与所述取小模块的输入端连接；所述第一放大器用于输出第一电压信号；
[0010]所述第二放大器的负极输入端与所述目标晶体管的栅极连接；所述第二放大器的正极输入端与所述目标晶体管的源极连接；所述第二放大器的输出端与所述取小模块的输入端连接；所述第二放大器用于输出第二电压信号；
[0011]所述取小模块的输出端与所述电压控制模块的输入端连接；所述电压控制模块的第一输出端与所述目标晶体管的栅极连接；所述电压控制模块的第二输出端与所述目标晶体管的源极连接；所述目标晶体管的源极还与电源输出端连接；所述目标晶体管的漏极与电源输入端连接；
[0012]电路启动时，所述取小模块以所述第一电压信号作为输出，所述第一电压信号随
着所述斜坡信号的增大而逐渐增大；所述电压控制模块根据所述取小模块输出的第一电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压逐渐增大，当栅极电压超过电压阈值时，所述目标晶体管导通；
[0013]所述目标晶体管导通后，所述取小模块以所述第一电压信号作为输出，所述第一电压信号随着所述斜坡信号的增大而逐渐增大，所述电压控制模块根据所述取小模块输出的第一电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压和所述电源输出端的输出电压逐渐增大，当所述输出电压等于所述电源输入端的输入电压时，所述输出电压保持不变；
[0014]所述输出电压保持不变后，当所述第二放大器的负极输入端的电压等于所述输出电压时，所述取小模块以所述第二电压信号作为输出，所述第二电压信号保持不变，所述电压控制模块根据所述第二电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压保持不变。
[0015]可选地，还包括：下拉电压模块；
[0016]所述下拉电压模块的一端与所述目标晶体管的栅极连接；所述下拉电压模块的另一端接地；
[0017]所述下拉电压模块用于当需要所述目标晶体管关断时，控制所述目标晶体管的栅极电压低于0。
[0018]可选地，所述驱动电路，还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和电流源；
[0019]所述第一电阻的一端与所述目标晶体管的栅极连接；所述第一电阻的另一端分别与所述电流源的一端以及所述第二放大器的负极输入端连接；
[0020]所述第二电阻的一端与所述目标晶体管的栅极连接；所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端以及所述第一放大器的负极输入端连接；
[0021]所述第三电阻的另一端和所述电流源的另一端均接地。
[0022]可选地，所述驱动电路，还包括：开关；
[0023]所述开关的一端与所述第二电阻的另一端连接；所述开关的另一端与所述第一放大器的负极输入端连接。
[0024]可选地，所述电流源，包括：依次连接的基准电压器件和第四电阻；所述基准电压器件的一端为所述电流源的一端；所述第四电阻的一端为所述电流源的另一端。
[0025]可选地，所述电压控制模块，具体包括：依次相连的振荡器和电荷泵模块；
[0026]所述取小模块、所述振荡器、所述电荷泵模块和所述目标晶体管的栅极依次连接；所述电荷泵模块还与所述电源输出端连接；
[0027]所述振荡器用于根据所述取小模块的输出信号输出时钟控制信号；
[0028]所述电荷泵模块用于根据所述时钟控制信号控制所述目标晶体管的栅极电压和电源输出端的输出电压。
[0029]可选地，所述下拉电压模块为NMOS管。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术公开了一种低功耗栅极驱动电路，所述驱动电路包括第一放大器、第二放大器、取小模块和电压控制模块；电路启动时，所述取小模块以所述第一电压信号作为输出，所述第一电压信号随着所述斜坡信号的增大而逐渐增大，所述电压控制模块根据所述取小模块输出的第一电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压逐渐增大，当栅极电压超过电压阈值时，所述目标晶体管导通；所述目标晶体管导通后，所述取小模块以所述第一电压
信号作为输出，所述第一电压信号随着所述斜坡信号的增大而逐渐增大，所述电压控制模块根据所述取小模块输出的第一电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压和所述电源输出端的输出电压逐渐增大，当所述输出电压等于所述电源输入端的输入电压时，所述输出电压保持不变；所述输出电压保持不变后，当所述第二放大器的负极输入端的电压等于所述输出电压电压时，所述取小模块以所述第二电压信号作为输出，所述第二电压信号保持不变，所述电压控制模块根据所述第二电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压保持不变。本专利技术通过斜坡信号控制取小模块输出的电压信号缓慢上升，并根据该电压信号使电压控制模块来调节所述目标晶体管的栅极电压，从而能控制目标晶体管栅极电压的启动上升斜率、实现对晶体管的缓启动和稳定运行、对栅极的保护，以及降低电路功耗。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗栅极驱动电路，其特征在于，包括：第一放大器、第二放大器、取小模块和电压控制模块；所述第一放大器的负极输入端与目标晶体管的栅极连接；所述第一放大器的正极输入端用于输入斜坡信号；所述第一放大器的输出端与所述取小模块的输入端连接；所述第一放大器用于输出第一电压信号；所述第二放大器的负极输入端与所述目标晶体管的栅极连接；所述第二放大器的正极输入端与所述目标晶体管的源极连接；所述第二放大器的输出端与所述取小模块的输入端连接；所述第二放大器用于输出第二电压信号；所述取小模块的输出端与所述电压控制模块的输入端连接；所述电压控制模块的第一输出端与所述目标晶体管的栅极连接；所述电压控制模块的第二输出端与所述目标晶体管的源极连接；所述目标晶体管的源极还与电源输出端连接；所述目标晶体管的漏极与电源输入端连接；电路启动时，所述取小模块以所述第一电压信号作为输出，所述第一电压信号随着所述斜坡信号的增大而逐渐增大；所述电压控制模块根据所述取小模块输出的第一电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压逐渐增大，当栅极电压超过电压阈值时，所述目标晶体管导通；所述目标晶体管导通后，所述取小模块以所述第一电压信号作为输出，所述第一电压信号随着所述斜坡信号的增大而逐渐增大，所述电压控制模块根据所述取小模块输出的第一电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压和所述电源输出端的输出电压逐渐增大，当所述输出电压等于所述电源输入端的输入电压时，所述输出电压保持不变；所述输出电压保持不变后，当所述第二放大器的负极输入端的电压等于所述输出电压时，所述取小模块以所述第二电压信号作为输出，所述第二电压信号保持不变，所述电压控制模块根据所述第二电压信号控制所述目标晶体管的栅极电压保持不变。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炜，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：