用于驱动晶体管的电路制造技术

本发明专利技术涉及用于驱动晶体管的电路。一个方面是一种电路，具有配置为接收输入信号的输入，以及配置为连接到晶体管的起动端子的起动输出。测量装置配置为确定流经晶体管的负载路径的负载电流以及晶体管的负载路径两端的负载电压中的至少一个，并配置为提供测量信号，该信号依赖于该负载电流和负载路径电压中的至少一个。起动电流源配置为接收该测量信号并在起动输出处提供起动电流，该起动电流具有依赖于该测量信号的电流电平。

【技术实现步骤摘要】
用于驱动晶体管的电路相关申请的交叉引用本专利技术是2008年9月30日提交的美国申请序列号12/241,882的部分继续申请，该申请在此通过引用并入本申请中。
本专利技术涉及用于驱动晶体管的电路。
技术介绍
用于开关电气负载的开关可以是晶体管，其具有起动连接和负载路径。在这类应用中，晶体管的负载路径与用于供应电压的端子之间的负载串联连接。通过使用供应给晶体管的起动连接的起动信号，将晶体管接通以接通负载或者将晶体管关断以关断负载。当用作开关的这类晶体管关断时，流经该晶体管的负载电流为零，并且负载路径在其两端具有阻断电压，该电压比当晶体管接通时的负载路径电压高。当晶体管接通时，负载路径电压下降到较低的值，并且负载电流升高。该负载电流明确地依赖于所施加的供应电压和负载。对于开关过程的关键因素，即当晶体管从接通状态变为关断状态时或当晶体管从关断状态变为接通状态时，可以是陡坡电压沿（即电压随时间的大幅变化）或陡坡电流沿（即电流随时间的大幅变化）。因此，陡坡电流沿可以例如导致在由供应线形成的寄生电感上产生不期望的电压尖峰。与寄生谐振电路发生相互作用的陡坡电压沿可能导致不期望的电压尖峰。例如，这类寄生谐振电路包括供应线上的电感和安装有晶体管和负载的印刷电路板的电容。
技术实现思路
一个方面涉及电路。该电路包括配置为接收输入信号的输入，配置为连接到晶体管的起动端子的起动输出，以及测量电路。该测量电路配置为确定流经晶体管的负载路径的负载电流以及晶体管的负载路径两端的负载电压中的至少一个，并配置为提供测量信号，该信号依赖于该负载电流和负载路径电压中的至少一个。起动电流源配置为接收该测量信号并在起动输出处提供起动电流，该起动电流具有依赖于该测量信号的电流电平。附图说明包含有附图以提供对实施例的进一步理解，并将这些附图包含在本说明书中以作为说明书的一部分。附图示出实施例，并与具体实施方式结合用于解释实施例的原理。将容易地意识到其他实施例和实施例的众多意图的优点，因为它们通过参考下面的详细具体实施方式更容易理解。附图中的元素并不彼此成比例。相似的附图标记指代相应的类似部件。图1示出了用于用作开关的晶体管的电气等效电路图。图2示出了用于晶体管的起动电路的一个实施例。图3示出了用于晶体管的起动电路（驱动电路）的一个实施例。图4示出了使用信号波形的开关过程的一个实施例。图5示出了具有晶体管和用于该晶体管的起动电路的电路装置的一个实施例，该电路装置具有带有可变电阻器的电阻器装置。图6示出了该起动电路的起动信号源的一个实施例。图7示出了使用信号轮廓的电阻器装置实例进行工作的方式。图8示出了该起动电路中的电流测量装置的一个实施例。图9示出了该起动电路中的电流测量装置的一个实施例。图10示出了电阻器装置的一个实施例。图11示出了电阻器装置的一个实施例。图12示出了具有晶体管作为电阻器元件的电阻器装置的一个实施例。图13示出了图10中示出的电阻器装置在使用信号轮廓工作时的方式。图14示出了用于起动图10中示出的电阻器装置的电阻器元件的方法的一个实施例。图15示出了起动电路的一个实施例。图16示出了包括控制电路和驱动电路的驱动电路的一个实施例。图17示出了图16的驱动电路的第一实施例。图18示出了图17的驱动电路的变型。图19示出了图16的驱动电路的第二实施例。图20示出了图16的驱动电路的第三实施例。具体实施方式在下文的详细描述中，参考作为该描述的一部分的附图，该附图通过说明本专利技术可能实施的具体实施例进行展示。在这方面，方向性术语，如“顶部”“底部”“前面”“后面”“首起”“尾部”等，用来表示所描述（多个）附图的方向。因为实施例的部件能放置在许多不同方向上，因此方向性术语用做说明目的而不是限制性的。可以理解的是，可以利用其他实施例并进行结构或逻辑上的修改，而不偏离本专利技术的保护范围。因此，下面的详细描述不被认为具有限制意义，本专利技术的范围由附加的权利要求定义。可以理解的是，除非特别说明，否则此处描述的各种实施例的特征可彼此结合。图1示出电气等效电路图来说明晶体管1用来作为开关来开关电负载23。晶体管具有起动连接（也可以称为起动端子，或者控制端子）G来供应起动信号（控制信号）和负载路径D-S。正如在所示出的示例中，如果晶体管作为电子开关用于开关负载，它的负载路径D-S与供应电压端子间的负载23串联连接，在供应电压端子之间施加供应电压。这些供应电压端子中的第一供应电压端子比如是用于正供应电位V+的端子，这些供应电压端子中的第二供应电压端子比如是负供应电位或参考接地电位GND。图1所示的晶体管1是MOSFET（金属氧化物半导体场效晶体管）的形式且有栅极连接（栅极端子）G，其形成起动连接，还有漏极和源极连接（漏极和源极端子）D、S，在D、S间行进有负载路径D-S。在一个实施例中，这个MOSFET是基于补偿原理工作的MOSFET。应该指出的是，图1所示的MOSFET可以认为只是一个例子，无需说同样可使用其他晶体管，特别地IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、结型FET（JFET）、双极结型晶体管（BJT）,高电子迁移率晶体管（HEMT）、GaN-HEMT、SiC-JFET、SiC-MOSFET，来代替该MOSFET。除了晶体管1和负载23，图1还示出了不可避免而存在的寄生部件。负载例如是具有欧姆、电感、和/或电容特性的负载。图1的电路装置可以是功率转换器装置的一部分，如升压转换器、降压转换器、反激式转换器等。这些寄生部件包括晶体管1的内部寄生部件：存在于栅极连接G和源极连接S之间的栅/源电容14；存在于栅极连接G和漏极连接D之间的栅/漏电容13，也叫做米勒电容；存在于漏极连接D和源极连接S之间的漏/源电容15；和存在于外部可访问的栅极连接G与MOSFET1内部的栅极氧化物（未示出）之间的内部栅极电阻11。如果MOSFET是基于补偿原理工作的MOSFET，它的输出电容的电容值依赖输出电压，如根据原理所知的，且随着输出电压增大而非线性下降。除了内部寄生部件，还存在有外部寄生部件。在所示出的例子中，这些外部寄生部件是供应线电感21、22、24，它们是由到漏极连接D、源极连接S和栅极连接G的供应线形成的，以及还有在栅极供应线和漏极供应线间形成的寄生电容25。这个栅极供应线和漏极供应线例如是印刷电路板上的导体轨，这里没有更详细说明。印刷电路板上这些导体轨间的电容与寄生电容25对应。当MOSFET1的栅/源电容14已被充电到栅极和源极G、S间施加的栅/源电压Vgs大于MOSFET阈值电压的程度时，MOSFET1开始导通。MOSFET通过使用起动电路接通和关断，这在图1中没有更详细说明，这提供栅极电流Ig作为MOSFET1的起动信号。在n沟道的MOSFET中，选择该栅极电流以使它在图1所示电流的方向上流动，从而给栅/源电容14充电且因此接通MOSFET，并以使它在相反方向上流动从而给栅/源电容14放电并因此关断MOSFET1。当MOSFET1关断时，流经MOSFET1的负载电流Ids大约为零，该负载路径D-S两端的负载路径电压Vds至少对应于供应电压。然而，考虑到寄生电感21、22和特别地如果负载是电感负载，该负载路径电压Vds也可以比供应电压高。当MOSFET1接通时，负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：配置为接收输入信号的输入，以及配置为连接到晶体管的起动端子的起动输出；测量装置，配置为确定流经晶体管的负载路径的负载电流以及晶体管的负载路径两端的负载电压中的至少一个，并配置为提供测量信号，该信号依赖于该负载电流和负载路径电压中的至少一个；以及起动电流源，配置为接收该测量信号并在起动输出处提供起动电流，该起动电流具有依赖于该测量信号的电流电平。

【技术特征摘要】
2012.08.29 US 13/597,8871.一种用于驱动晶体管的电路，包括：配置为接收输入信号的输入，以及配置为连接到晶体管的起动端子的起动输出；测量装置，配置为确定流经晶体管的负载路径的负载电流以及晶体管的负载路径两端的负载电压中的至少一个，并配置为提供测量信号，该信号依赖于该负载电流和负载路径电压中的至少一个；以及起动电流源，配置为接收该测量信号并在起动输出处提供起动电流，该起动电流具有依赖于该测量信号的电流电平，其中所述起动电流的量值随着由所述测量信号所表示的负载电流或负载电压的下降而增加。2.根据权利要求1所述的电路，还包括：控制电路，配置为接收该输入信号和测量信号，并提供依赖于该输入信号和测量信号的至少一个控制信号；驱动电路，配置为接收该至少一个控制信号，并包括至少两个驱动器级，每个驱动器级具有至少一个输出，每个输出耦合到该起动输出。3.根据权利要求2所述的电路，其中该驱动电路还包括：控制单元，配置为接收该至少一个控制信号，并依赖于该至少一个控制信号使该至少两个驱动器级中的至少一个活动。4.根据权利要求2所述的电路，其中每个驱动器级包括：至少一个开关元件，其耦合在用于正起动电位的端子和用于负起动电位的端子中的一个与驱动器级的输出之间。5.根据权利要求4所述的电路，其中该至少两个驱动器级中的至少一个还包括：至少一个另外的开关元件，其耦合在用于正起动电位的端子和用于负起动电位的端子中的另一个与该驱动器级的输出之间。6.根据权利要求4所述的电路，还包括：阻性元件，连接在该至少两个驱动器级的输出和该起动输出之间。7.根据权利要求4所述的电路，其中每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：G德博伊，K诺林，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT