JPH05199093A - P−チヤネル電界効果トランジスタ駆動回路 - Google Patents

P−チヤネル電界効果トランジスタ駆動回路

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JPH05199093A
JPH05199093A JP4207427A JP20742792A JPH05199093A JP H05199093 A JPH05199093 A JP H05199093A JP 4207427 A JP4207427 A JP 4207427A JP 20742792 A JP20742792 A JP 20742792A JP H05199093 A JPH05199093 A JP H05199093A
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JP
Japan
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channel
channel fet
effect transistor
capacitor
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4207427A
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English (en)
Inventor
Alan S Rohulich
アラン・ステイーブン・ロヒユーリツチ
Ronnie A Wunderlich
ロニー・アルノ・ヴンダーリツチ
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6872Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor using complementary field-effect transistors

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は電力損失が一段と低いP−チヤネルF
ET駆動回路7を提供することである。 【構成】スイツチ手段11を用いてP−チヤネルFET
5を導通状態にバイアスし、受動構成要素を非導通状態
にバイアスするP−チヤネルFET駆動回路7は当該駆
動回路7に必要な構成要素及び電力損失を低減する。P
−チヤネルFET5が導通状態の間にインダクタ15内
に蓄えられたエネルギーを用いて、P−チヤネルFET
5のゲート及びソースのキヤパシタンスと直列に接続さ
れたコンデンサ13を介して電流を与え、これによりこ
の蓄えられた電荷を低減してP−チヤネルFET5をタ
ーンオフする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はP−チヤネル電界効果ト
ランジスタ駆動回路に関し、特にP−チヤネル電界効果
トランジスタの導通状態及び非導通状態を制御する駆動
回路に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】電力変換回路においてP−チヤネルMO
SFETを使用するには素子を効率的に利用するために
かなり複雑な駆動回路が必要となる。この機能を実現す
る従来の方法では大電力抵抗を用いてP−チヤネルMO
SFETのスイツチを制御する必要がある。P−チヤネ
ルMOSFETはバケツト型コンバータ又は逓降型コン
バータのようなスイツチモード電力コンバータ回路に用
いられている。従来の駆動回路を用いた場合、バケツト
型電力コンバータによつて供給される出力電力の合計以
上の電力損失が生ずることがある。従来の回路は2つの
能動素子を用いてP−チヤネルMOSFETを制御し、
一方の能動素子はP−チヤネルMOSFETをターンオ
ンし、他方の能動素子はP−チヤネルMOSFETをタ
ーンオフする。制御中の2つの能動素子は回路を動作で
きるようにするために新たな支援構成要素を必要とす
る。構成要素の合計数は回路の信頼性と共に、コスト及
び必要となるカード空間にも影響を与える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は電力損
失が一段と低いP−チヤネルMOSFET駆動回路を提
供することである。
【0004】本発明の他の目的は一段と高い信頼性、一
段と低いコストをもちかつ少ないカード空間で実行する
P−チヤネルMOSFET駆動回路を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、P−チヤネル電界効果トランジス
タ駆動回路7において、直流電圧源並びに第1の出力端
子及び第2の出力端子に結合できる第1の入力端子及び
第2の入力端子と、ソース端子及びドレイン端子を有
し、第1の入力端子を第1の出力端子に結合するP−チ
ヤネル電界効果トランジスタ5と、その一端がP−チヤ
ネル電界効果トランジスタ5のゲートに結合されている
コンデンサ13と、コンデンサ13の他端及び第2の入
力端子間に結合されたスイツチ手段11と、第1の入力
端子並びにスイツチ手段11及びコンデンサ13の接合
点を結合するインダクタ15とを設け、スイツチ手段1
1は、導通状態及び非導通状態のときP−チヤネルトラ
ンジスタ5を導通状態及び非導通状態にバイアスし、第
2の入力端子及び第2の出力端子を相互に結合するよう
にする。
【0006】
【作用】本発明の1つの特徴は第1の入力端子及び第2
の入力端子並びに第1の出力端子及び第2の出力端子を
有するP−チヤネル電界効果トランジスタ駆動回路を提
供することである。第1の入力端子及び第2の入力端子
は直流電圧源並びに第1の出力端子及び第2の出力端子
に結合され得る。第2の入力端子及び第2の出力端子は
相互に結合されている。P−チヤネル電界効果トランジ
スタのソース端子及びドレイン端子は第1の入力端子を
第1の出力端子に結合する。コンデンサの一端はP−チ
ヤネル電界効果トランジスタのゲートに結合される。ス
イツチ手段はコンデンサの他端及び第2の入力端子間に
結合される。インダクタは第1の入力端子並びにスイツ
チ手段及びコンデンサの接合点を相互に結合する。当該
スイツチ手段が導通状態及び非導通状態にあるとき、P
−チヤネル電界効果トランジスタはそれぞれ導通状態及
び非導通状態にバイアスされる。スイツチ手段が導通状
態にあるとき、コンデンサ及びP−チヤネル電界効果ト
ランジスタのゲート及びソースのキヤパシタンスが充電
される。ソース及びゲートの電圧がしきい値に到達する
と、P−チヤネル電界効果トランジスタは導通状態にバ
イアスされる。コンデンサ並びにゲート及びソースの電
圧が充電されている間、インダクタにエネルギーが蓄え
られてP−チヤネル電界効果トランジスタをターンオフ
する。スイツチ手段が非導通状態にあるとき、当該イン
ダクタの電流はコンデンサ及びP−チヤネル電界効果ト
ランジスタのゲートソースキヤパシタンスを介して流
れ、蓄えられた電荷を低減し、ゲート及びソースの電圧
を十分に低下させてP−チヤネル電界効果トランジスタ
を非導通状態にする。
【0007】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0008】図1はP−チヤネルMOSFET5として
示されているP−チヤネル電界効果トランジスタが駆動
回路7に接続している接続図である。P−チヤネルFE
T5によつて開閉される入力電圧VSはP−チヤネルM
OSFET5のソース及び接地間に接続されている。駆
動回路7はN−チヤネルFET11として示されている
スイツチ手段を含み、このN−チヤネルFET11はそ
のゲートにおいて制御信号を受ける。図1においては電
界効果トランジスタが用いられているが、バイポーラト
ランジスタ又はリレーを電界効果トランジスタの代わり
にスイツチ手段11として用いることもできる。N−チ
ヤネルFET11のソースは接地され、そのドレインは
コンデンサ13を介してP−チヤネルFET5のゲート
に接続される。電流制限用抵抗17と直列に接続された
インダクタ15はP−チヤネルFET5のソース及びN
−チヤネルFET11のドレイン間に接続されている。
電圧制限手段はP−チヤネルFET5のゲート端子及び
ソース端子の両端に接続されている。この実施例におい
ては背中合わせのツエナーダイオード21及び23が用
いられている。ブリーダ抵抗25はコンデンサ13の両
端に接続されている。P−チヤネルFET5のドレイン
は接地された抵抗27として示される負荷に接続されて
いる。
【0009】駆動回路7の動作は図2(A)、(B)、
(C)及び(D)の波形と関連して説明でき、これらの
図は共通の時間軸におけるP−チヤネルFET5のソー
ス及びゲートの両端の電圧、インダクタ17の両端の電
圧、コンデンサ13の両端の電圧並びにN−チヤネルF
ET11のゲートにおける電圧の変化を示す。当該パル
スは動作が開始されてコンデンサ13が最初に放電され
たときに生ずる初期の過渡現象後の動作中のものが示さ
れている。ツエナーダイオード21及び23はそれぞれ
5〔V〕及び15〔V〕の電圧値をもつものを使用する。
【0010】動作時、N−チヤネルFET11はオンオ
フ動作してP−チヤネルFET5をターンオン及びター
ンオフする。N−チヤネルFET11のゲートは例えば
パルス幅変調回路(図示せず)から得られた信号によつ
て駆動され得る。N−チヤネルFET11が最初「オ
フ」状態にあると、N−チヤネルFET11のゲートに
与えられた電圧信号はP−チヤネルFET5を導通状態
にバイアスする。P−チヤネルFET5のゲート及びソ
ース間のキヤパシタンス並びにコンデンサ13は図2
(A)及び(C)に示すようにチヤージアツプされる。
P−チヤネルFET5のゲート及びソース間のキヤパシ
タンスが4〔V〕又はそれ以上であるとき、P−チヤネ
ルFET5は導通状態にバイアスされる。背中合わせの
ツエナーダイオード21及び23はP−チヤネルFET
5のゲート端子及びソース端子の両端の最大の電圧を制
限し、かつコンデンサ13の電圧を制限する。コンデン
サ13が充電されている間、インダクタ15はエネルギ
ーを蓄えてこのエネルギーを用いてP−チヤネルFET
5をターンオフする。P−チヤネルFET5をターンオ
フするためにはソース及びゲートの電圧は3〔V〕以下
でなければならない。
【0011】N−チヤネルFET11がそのゲートにお
ける信号電圧を降下させることによつてターンオフされ
ると、インダクタ15の両端の電圧は図2(B)に示す
ように逆方向に低下して行き、インダクタ15の電流は
流れ続ける。インダクタ15の電流は、N−チヤネルF
ET11が導通状態になつたときにコンデンサ13並び
にP−チヤネルFET5のソース及びゲートのキヤパシ
タンスが充電される方向とは反対方向でコンデンサ13
並びにP−チヤネルFET5のソース及びゲートのキヤ
パシタンスを充電する。逆方向電流の流れはP−チヤネ
ルFET5のソース及びゲートの電圧を3〔V〕以下に
低下させてP−チヤネルFET5をターンオフする。こ
のソース及びゲートの電圧はツエナーダイオード23に
よつてクランプされる。
【0012】コンデンサ13の値はP−チヤネルFET
5のソース及びゲートのキヤパシタンスのほぼ10倍以上
になるように適正に選択される。これにより2つのキヤ
パシタンス間に電圧デバイダが事実上設けられ、この電
圧デイバイダによりP−チヤネルFET5は最悪の回路
条件下でも確実にターンオンする。インダクタ15は十
分なエネルギーを蓄えるるように選択されてP−チヤネ
ルFET5のソース及びゲートのキヤパシタンス及びコ
ンデンサ13によつて蓄えられた電荷の極性を逆にす
る。電流制限用抵抗17は当該インダクタを介する電流
を制限するように選択され、インダクタ15のエネルギ
ーを十分にしてP−チヤネルFET5をターンオフす
る。
【0013】駆動回路は陰極線管のためのバケツト型構
成又はブーススト型構成スイツチモード電力コンバータ
回路並びに水平及び垂直偏向回路において用いられ得
る。例えばバケツト型コンバータにおいて用いられると
き、例えばP−チヤネルFET5のドレインはバケツト
型コンバータ(図示せず)を形成するフリーホイーリン
グダイオード及びインダクタ並びにコンデンサネツトワ
ークに接続する。P−チヤネルFET5を用いることに
よつてP−チヤネルFET5のオンオフデユーテイサイ
クルを制御することにより、フイルタコンデンサ(図示
せず)の出力において、調整された出力を得ることがで
きる。
【0014】上述の通り本発明をその最適な実施例に基
づいて特定的に図示、説明したが、本発明の精神及び範
囲から脱することなく詳細構成の双方について種々の変
更を加えても良い。
【0015】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、能動素子
を含むスイツチ回路によつてFETトランジスタをオン
オフ制御するようにしたことにより、高信頼性、低コス
ト及び低電力損のP−チヤネルFETトランジスタ駆動
回路を簡易かつ確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明によるP−チヤネルMOSFET
に接続された駆動回路を示す接続図である。
【図2】図2(A)〜(D)は共通の時間軸におけるP
−チヤネルMOSFETのゲート端子及びソース端子の
両端の電圧、インダクタの両端の電圧、コンデンサの両
端の電圧並びに制御信号を受ける当該トランジスタのゲ
ートにおける電圧の変化を示す波形図である。
【符号の説明】
5……P−チヤネルMOSFET、7……駆動回路、1
1……N−チヤネルFET、13……コンデンサ、15
……インダクタ、17……電流制限用抵抗、21、23
……ツエナーダイオード、25……ブリーダ抵抗、27
……抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロニー・アルノ・ヴンダーリツチ アメリカ合衆国、ニユーヨーク州13760、 エンデイコツト、マリオン・ストリート 409番地

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電圧源並びに第1の出力端子及び第2
    の出力端子に結合できる第1の入力端子及び第2の入力
    端子と、 ソース端子及びドレイン端子を有し、上記第1の入力端
    子を上記第1の出力端子に結合するP−チヤネル電界効
    果トランジスタと、 その一端がP−チヤネル電界効果トランジスタのゲート
    に結合されているコンデンサと、 上記コンデンサの他端及び上記第2の入力端子間に結合
    されたスイツチ手段と、 上記第1の入力端子並びに上記スイツチ手段及び上記コ
    ンデンサの接合点を結合するインダクタと、 を具え、 上記スイツチ手段は、導通状態及び非導通状態のとき、
    上記P−チヤネルトランジスタを導通状態及び非導通状
    態にバイアスし、 上記第2の入力端子及び上記第2の出力端子は相互に結
    合することを特徴とするP−チヤネル電界効果トランジ
    スタ駆動回路。
  2. 【請求項2】上記スイツチ手段はトランジスタを具える
    ことを特徴とする請求項1に記載のP−チヤネル電界効
    果トランジスタ駆動回路。
  3. 【請求項3】さらにP−チヤネルトランジスタのゲート
    端子及びソース端子の両端に接続された電圧制限手段を
    具えることを特徴とする請求項1に記載のP−チヤネル
    電界効果トランジスタ駆動回路。
JP4207427A 1991-08-08 1992-07-09 P−チヤネル電界効果トランジスタ駆動回路 Pending JPH05199093A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/741,922 US5115143A (en) 1991-08-08 1991-08-08 Efficient P-channel FET drive circuit
US07/741922 1991-08-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05199093A true JPH05199093A (ja) 1993-08-06

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ID=24982780

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JP4207427A Pending JPH05199093A (ja) 1991-08-08 1992-07-09 P−チヤネル電界効果トランジスタ駆動回路

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0627807B1 (en) * 1993-05-27 1998-08-12 Fujitsu Limited Power line connection circuit and power line switch IC for the same
US5345123A (en) * 1993-07-07 1994-09-06 Motorola, Inc. Attenuator circuit operating with single point control
US6897706B2 (en) * 2003-02-13 2005-05-24 Imp Inc. Method for driving a high side P-CHANNEL MOSFET
US6897707B2 (en) * 2003-06-11 2005-05-24 Northrop Grumman Corporation Isolated FET drive utilizing Zener diode based systems, methods and apparatus
JP4599225B2 (ja) * 2005-05-26 2010-12-15 株式会社東芝 スイッチング回路
US7215174B1 (en) * 2005-12-07 2007-05-08 Summer Steven E Method and apparatus for implementing a radiation hardened N-channel transistor with the use of non-radiation hardened transistors
JP5576894B2 (ja) * 2012-03-24 2014-08-20 株式会社東芝 Fet駆動回路およびfetモジュール
ITMI20131902A1 (it) * 2013-11-15 2015-05-16 Campagnolo Srl Sistema elettronico di bicicletta

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54158850A (en) * 1978-06-05 1979-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Driver circuit of field effect transistor
JPS57159126A (en) * 1981-03-05 1982-10-01 Siemens Ag Drive circuit for power field effect switching transistor
JPS61204073A (ja) * 1985-03-06 1986-09-10 日立金属株式会社 測定選別区分装置
JPS61238119A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 Mitsubishi Electric Corp 電界効果型トランジスタのスイツチング動作遅延防止回路
JPH024009A (ja) * 1987-12-23 1990-01-09 Lenze Gmbh & Co Kg Aerzen 切換トランジスタの保護用回路装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2627033B1 (fr) * 1988-02-04 1990-07-20 Sgs Thomson Microelectronics Circuit de commande de grille d'un transistor mos de puissance fonctionnant en commutation
US4890021A (en) * 1989-01-23 1989-12-26 Honeywell Inc. Noise spike elimination circuit for pulse width modulators

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54158850A (en) * 1978-06-05 1979-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Driver circuit of field effect transistor
JPS57159126A (en) * 1981-03-05 1982-10-01 Siemens Ag Drive circuit for power field effect switching transistor
JPS61204073A (ja) * 1985-03-06 1986-09-10 日立金属株式会社 測定選別区分装置
JPS61238119A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 Mitsubishi Electric Corp 電界効果型トランジスタのスイツチング動作遅延防止回路
JPH024009A (ja) * 1987-12-23 1990-01-09 Lenze Gmbh & Co Kg Aerzen 切換トランジスタの保護用回路装置

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