專利名稱：柵極驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
作為具有傳導(dǎo)度調(diào)制效果的柵極驅(qū)動(dòng)型半導(dǎo)體元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路，例如在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了半導(dǎo)體裝置的柵極驅(qū)動(dòng)電路。在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，在柵極與切換輸出電路之間插入將電容器與電阻器并聯(lián)連接的柵極驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)半導(dǎo)體裝置的柵極輸入電容與電容器的電壓分割，將半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通閾值電壓以上的電壓施加給柵極端子，使其進(jìn)行高速導(dǎo)通動(dòng)作，經(jīng)過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)電路的電阻器提供維持傳導(dǎo)度調(diào)制所需的電流。由此，能夠積極使用半導(dǎo)體元件的柵極電容，通過(guò)部件數(shù)量較少的簡(jiǎn)易電路構(gòu)成，提供高速且低損耗的半導(dǎo)體裝置的柵極驅(qū)動(dòng)電路。然而，在回流電流流過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)型半導(dǎo)體元件的電路中，若未在主電極間(例如源極與漏極之間)設(shè)置回流二極管則回流時(shí)的損耗會(huì)變大。即，在使用不具備體二極管的開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成橋電路以驅(qū)動(dòng)感應(yīng)性負(fù)載時(shí)，有時(shí)流過(guò)負(fù)載的電流會(huì)回流。因此，使用不具備體二極管的開(kāi)關(guān)元件的情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)元件并聯(lián)地附加回流二極管。專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2010-51165號(hào)公報(bào)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件具有圖11所示的特性。即，逆向的耐壓依賴于柵極源極電壓Vgs。不設(shè)置回流二極管的情況下，憑借依賴于柵極源極電壓Vgs的漏極源極電壓Vds而使得逆電流反向流過(guò)。因此，不設(shè)置回流二極管的情況下，會(huì)產(chǎn)生“漏極源極電壓VdsX漏極源極電流Ids”的較大損耗。另外，回流二極管具有恢復(fù)特性，施加逆耐電壓時(shí)的恢復(fù)電流導(dǎo)致的損耗和噪聲的產(chǎn)生成 為妨礙高效率化、低噪化和小型化的要因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種在逆電流流過(guò)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件時(shí)降低開(kāi)關(guān)元件的損耗的柵極驅(qū)動(dòng)電路。為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的特征在于具有:驅(qū)動(dòng)部，其對(duì)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件的柵極施加正電壓而使其導(dǎo)通，對(duì)所述柵極施加負(fù)電壓而使其截止；以及負(fù)電壓解除部，其在逆向電流流過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件之前解除對(duì)所述柵極施加的負(fù)電壓。根據(jù)本發(fā)明，負(fù)電壓解除部在逆向電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件之前解除對(duì)柵極施加的負(fù)電壓，因此在不使用回流二極管的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)高效率化。另外，由于無(wú)需設(shè)置回流二極管，因此能實(shí)現(xiàn)低噪化和小型化。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例2涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成的電路圖。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖7是表示應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例4涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成的電路圖。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例4涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例5涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例6涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。圖11是表示由現(xiàn)有的柵極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的、能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件的特性的圖。圖12是表示現(xiàn)有的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。圖13是表示現(xiàn)有的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。符號(hào)說(shuō)明I控制部2驅(qū)動(dòng)部3、3a、3b dV/dt 檢測(cè)部Vin直流電源Q1、Q4開(kāi)關(guān)元件Rl R4 電阻Co C4電容器Q2、Q3、Q5 晶體管P1、P2脈沖產(chǎn)生電路Dl D4、Dol、Do2 二極管Tl變壓器Ro 負(fù)載Lr電抗器Np 一次繞組Nsl、Ns2 二次繞組Cri電流諧振電容器
具體實(shí)施例方式下面參見(jiàn)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路的幾個(gè)實(shí)施方式。實(shí)施例1實(shí)施例1的柵極驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，對(duì)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件的柵極施加正電壓而使其導(dǎo)通，對(duì)柵極施加負(fù)電壓而使其截止，在逆向電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件之前解除對(duì)于柵極施加的負(fù)電壓。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。柵極驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)元件Q1、控制部1、驅(qū)動(dòng)部2、dV/dt檢測(cè)部3。在直流電源Vin的兩端連接有負(fù)載Ro與開(kāi)關(guān)元件Ql的串聯(lián)電路。開(kāi)關(guān)元件Ql由能夠雙向?qū)ǖ臇艠O驅(qū)動(dòng)型半導(dǎo)體元件構(gòu)成。開(kāi)關(guān)元件Ql由氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(GaNFET )構(gòu)成?？刂撇縄具有脈沖產(chǎn)生電路Pl，脈沖產(chǎn)生電路Pl生成用于控制開(kāi)關(guān)元件Ql的導(dǎo)通截止的脈沖信號(hào)，將生成的脈沖信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)部2。dV/dt檢測(cè)部3對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的負(fù)電壓解除部，檢測(cè)出開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極源極電壓Vds的時(shí)間變化即dV/dt，根據(jù)dV/dt檢測(cè)輸出，在逆向電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件Ql之前解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加負(fù)電壓，將解除信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)部2。具體地，dV/dt檢測(cè)部3在檢測(cè)到的dV/dt為負(fù)時(shí)解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加負(fù)電壓。dV/dt檢測(cè)部3具有電容器C2、二極管D1、PNP型晶體管Q2。電容器C2的一端與開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極連接，電容器C2的另一端與二極管Dl的陽(yáng)極和晶體管Q2的基極連接。二極管Dl的陰極、晶體管Q2的發(fā)射極和開(kāi)關(guān)元件Ql的源極，與直流電源Vin的負(fù)極連接。晶體管Q2的集電極與驅(qū)動(dòng)部2的NPN型晶體管Q3的基極連接。驅(qū)動(dòng)部2根據(jù)來(lái)自脈沖產(chǎn)生電路Pl的脈沖信號(hào)，對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加正電壓而使其導(dǎo)通，對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加負(fù)電壓而使其截止。而且，驅(qū)動(dòng)部2在逆向電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件Ql之前根據(jù)來(lái)自dV/dt檢測(cè)部3的解除信號(hào)，解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加負(fù)電壓。驅(qū)動(dòng)部2具有電阻R1、電容器Cl、電阻R2和晶體管Q3。電阻Rl與電阻R2的串聯(lián)電路設(shè)置于控制部I與開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極G之間。在電阻Rl上并聯(lián)連接有電容器Cl。晶體管Q3的發(fā)射極連接在電阻Rl與電阻R2之間的連接點(diǎn)處，晶體管Q3的集電極與直流電源Vin的負(fù)極連接，晶體管Q3的基極與晶體管Q2的集電極連接。參見(jiàn)圖2所示的時(shí)序圖說(shuō)明如上構(gòu)成的實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。圖2中，Pl表示脈沖產(chǎn)生電路Pl的脈沖信號(hào)，Vds表示開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極源極電壓，Vgs表示開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極源極電壓。并且，由于開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極的閾值低，因而在開(kāi)關(guān)元件Ql的截止期間內(nèi)對(duì)柵極施加負(fù)電壓。首先，在時(shí)刻tl之前，正電壓的脈沖信號(hào)Pl被施加給開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極，因此開(kāi)關(guān)元件Ql導(dǎo)通。在時(shí)刻tl，若脈沖信號(hào)Pl為零電壓，則電容器Cl的一端、即脈沖產(chǎn)生電路Pl側(cè)為正電壓，電容器Cl的另一端、即開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極側(cè)為負(fù)電壓，因此開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極-源極間電壓Vgs成為負(fù)電壓。因此，在時(shí)刻tl t3的期間內(nèi)，開(kāi)關(guān)元件Ql截止。而且，在時(shí)刻tl t2，開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極源極電壓Vds上升，在時(shí)刻t2 t3維持一定電壓。在時(shí)刻t3，若電壓Vds降低，則電流按照Q2的發(fā)射極一Q2的基極一C2 — Ql的漏極一Ql的源極的路徑流過(guò)，電容器C2的電壓減少。即，以電容器C2的電壓的時(shí)間變化檢測(cè)開(kāi)關(guān)元件Ql的電壓Vds的dV/dt的檢測(cè)。而且，若晶體管Q2導(dǎo)通，則電流按照Q2的發(fā)射極一Q2的集電極一Q3的基極一Q3的發(fā)射極一Cl — Pl — Q3的集電極的路徑流動(dòng)，電容器Cl放電，在時(shí)刻t3 t5變?yōu)榱恪卩，在開(kāi)關(guān)元件Ql的電壓Vds的dV/dt為負(fù)的時(shí)刻t3，解除電容器Cl的負(fù)電壓。因此，解除對(duì)于開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加的負(fù)電壓。
而且，如圖11的第3象限的特性圖所示，成為柵電極OV的漏極-源極間電壓。此處沒(méi)有進(jìn)行圖示，而在時(shí)刻t4 t5，即使在源極-漏極方向產(chǎn)生回生電流時(shí)，漏極-源極間電壓成為小的電壓，降低了開(kāi)關(guān)元件Ql的損耗。如上，根據(jù)實(shí)施例1的柵極驅(qū)動(dòng)電路，發(fā)揮圖11所示的能夠在雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件Ql的特性，在逆向電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件Ql之前解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極G施加的負(fù)電壓，因此在逆電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件Ql時(shí)也能夠降低開(kāi)關(guān)元件Ql的損耗。因此，即使不在開(kāi)關(guān)元件Ql并聯(lián)設(shè)置回流二極管也能實(shí)現(xiàn)高效率化。還由于無(wú)需設(shè)置回流二極管，因此能實(shí)現(xiàn)低噪化和小型化。實(shí)施例2圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例2涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成的電路圖。圖3中，在直流電源Vin的兩端連接有開(kāi)關(guān)元件Ql與開(kāi)關(guān)元件Q4的串聯(lián)電路。開(kāi)關(guān)元件Ql、Q4由能夠雙向?qū)ǖ臇艠O驅(qū)動(dòng)型半導(dǎo)體元件構(gòu)成，由GaNFET構(gòu)成。第I柵極驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)元件Q1、脈沖產(chǎn)生電路P1、電阻R1、電容器Cl、二極管D1、電容器C2、晶體管Q2，是刪除了實(shí)施例1的柵極驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管Q3和電阻R2后得到的電路。第2柵極驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)元件Q4、脈沖產(chǎn)生電路P2、電阻R3、電容器C3、二極管D2、電容器C4、晶體管Q5，是刪除了實(shí)施例1的柵極驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管Q3和電阻R2后得到的電路。實(shí)施例2的第I柵極驅(qū)動(dòng)電路和第2柵極驅(qū)動(dòng)電路與實(shí)施例1的柵極驅(qū)動(dòng)電路為大致相同的構(gòu)成，進(jìn)行與實(shí)施例1的柵極驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作相同的動(dòng)作，因此可獲得同樣效果。在開(kāi)關(guān)元件Q4的漏極與源極之間連接有電抗器Lr、變壓器Tl的一次繞組Np和電流諧振電容器Cri的串聯(lián)電路。在晶體管Tl的第I 二次繞組Nsl的一端連接有二極管D3的陽(yáng)極，在第I 二次繞組Nsl的另一端連接有第2 二次繞組Ns2的一端。第2 二次繞組Ns2的另一端與二極管D4的陽(yáng)極連接，二極管D3、D4的陰極與電容器Co的一端和負(fù)載Ro的一端連接。電容器Co的另一端和負(fù)載Ro的另一端,與第I 二次繞組Nsl和第2 二次繞組Nsl之間的連接點(diǎn)連接。并且，可按照電容器Co的兩端電壓值控制脈沖產(chǎn)生電路P1、P2的脈沖信號(hào)的頻率。根據(jù)圖3所示的DC/DC轉(zhuǎn)換器，在開(kāi)關(guān)元件Ql導(dǎo)通而開(kāi)關(guān)元件Q2截止的情況下，電流按照Vin的正極一Ql — Lr — Np — Cri — Vin的負(fù)極的路徑流動(dòng)。在變壓器Tl的二次側(cè)，電流按照Nsl — D3 — Co — Nsl的路徑流動(dòng)。接著，在開(kāi)關(guān)元件Ql截止，開(kāi)關(guān)元件Q2截止的情況下，電流按照Cri — Q4 — Lr — Np — Cri的路徑流動(dòng)。進(jìn)而,在開(kāi)關(guān)元件Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，開(kāi)關(guān)元件Q2導(dǎo)通的情況下，電流按照Cri — Np — Lr — Q4 — Cri的路徑流動(dòng)。在變壓器Tl的二次側(cè)，電流按照Ns2 — D4 — Co — Ns2的路徑流動(dòng)。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖4中，Qli表示開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極電流，QlVds表示開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極源極電壓，Pl表示脈沖產(chǎn)生電路Pl的脈沖信號(hào)，QlVgs表示開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極源極電壓，C2i表示在電容器C2上流動(dòng)的電流，P2表示脈沖產(chǎn)生電路P2的脈沖信號(hào)，Q4Vgs表示開(kāi)關(guān)元件Q4的柵極源極電壓，C4i表示在電容器C4上流動(dòng)的電流。
根據(jù)應(yīng)用了實(shí)施例2涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器也能獲得與實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的效果相同的效果。實(shí)施例3圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，設(shè)置了電壓檢測(cè)部4以代替實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的dV/dt檢測(cè)部3。圖5的其他構(gòu)成都與圖1所示構(gòu)成相同，因此在此僅說(shuō)明電壓檢測(cè)部4。電壓檢測(cè)部4對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的負(fù)電壓解除部，檢測(cè)開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極電壓，在檢測(cè)到的開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極電壓為負(fù)時(shí)，將用于解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加的負(fù)電壓的解除信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)部2。驅(qū)動(dòng)部2根據(jù)來(lái)自電壓檢測(cè)部4的解除信號(hào)解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加的負(fù)電壓。電壓檢測(cè)部4由二極管D1、晶體管Q2構(gòu)成。二極管Dl的陰極與開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極連接，二極管Dl的陽(yáng)極與晶體管Q2的基極連接。晶體管Q2與晶體管Q3的連接關(guān)系與圖1所示情況相同。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖6中，時(shí)刻til tl3的動(dòng)作與圖2所示時(shí)刻tl t3的動(dòng)作相同，因此省略這期間的動(dòng)作。在期間tl4，若開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極源極電壓Vds為負(fù)值，則電流按照Q2的發(fā)射極—Q2的基極一Dl — Ql的漏極一Ql的源極的路徑流動(dòng)。即，以二極管Dl的順向電壓檢測(cè)開(kāi)關(guān)元件Ql的電壓Vds的負(fù)電壓檢測(cè)。若晶體管Q2導(dǎo)通，則電流按照Q2的發(fā)射極一Q2的集電極一Q3的基極一Q3的發(fā)射極一Cl — Pl — Q3的集電極的路徑流動(dòng)，電容器Cl放電，在時(shí)刻tl3 tl6為零。而且，由于二極管Dl和晶體管Q2導(dǎo)通，因此開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極源極間短路，在時(shí)刻tl4 tl5的期間內(nèi)，開(kāi)關(guān)元件Ql的電壓Vds成為圖11所示的Vgs=O的特性。如上，在開(kāi)關(guān)元件Ql的電壓Vds為負(fù)時(shí)，解除電容器Cl的負(fù)電壓。因此，解除對(duì)于開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加的負(fù)電壓。因此，通過(guò)實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路也能獲得與實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路相同的效果。實(shí)施例4圖7是表示應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例4涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成的電路圖。圖7中，第I柵極驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)元件Q1、脈沖產(chǎn)生電路P1、電阻R1、電容器Cl、二極管D1、晶體管Q2，是刪除了實(shí)施例3的柵極驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管Q3后得到的電路。第2柵極驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)元件Q4、脈沖產(chǎn)生電路P2、電阻R3、電容器C3、二極管D2、晶體管Q5，是刪除了實(shí)施例3的柵極驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管Q3后得到的電路。實(shí)施例4的第I柵極驅(qū)動(dòng)電路和第2柵極驅(qū)動(dòng)電路與實(shí)施例3的柵極驅(qū)動(dòng)電路為大致相同的構(gòu)成，進(jìn)行與實(shí)施例3的柵極驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作相同的動(dòng)作，因此可獲得同樣效果。其它構(gòu)成與圖3所示的DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成大致相同，因此同樣進(jìn)行動(dòng)作，因而省略對(duì)其說(shuō)明。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例4涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖8中，Q4i表示開(kāi)關(guān)元件Q4的漏極電流，Q4Vds表示開(kāi)關(guān)元件Q4的漏極源極電壓，Q4Vgs表示開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極源極電壓。圖12是表示現(xiàn)有的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。圖13是表示現(xiàn)有的柵極驅(qū)動(dòng)電路的主要部分的動(dòng)作的時(shí)序圖。
實(shí)施例5圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例5涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。實(shí)施例5涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，對(duì)實(shí)施例1涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置了在晶體管Q2的基極與二極管Dl的陽(yáng)極之間連接基極電阻R4的dV/dt檢測(cè)部3a。通過(guò)插入基極電阻R4，使得電容器C2的放電成為與電阻R4的時(shí)間常數(shù)，從而能夠延長(zhǎng)dV/dt檢測(cè)部3a的dV/dt的檢測(cè)時(shí)間。實(shí)施例6圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例6涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的電路圖。實(shí)施例6涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，對(duì)實(shí)施例5涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路還設(shè)置了將二極管D5與電容器C2并聯(lián)連接而成的dV/dt檢測(cè)部3b。根據(jù)實(shí)施例6涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路，由于設(shè)置了電容器C2和二極管D5，因此在電容器C2的dV/dt電壓檢測(cè)結(jié)束后，由于具備二極管D5的電壓檢測(cè)功能，因此能夠可靠地檢測(cè)到漏極電壓降至負(fù)電位的情況。還可以用二極管D5的PN結(jié)電容代替電容器C2。并且，本發(fā)明不限于實(shí)施例1至6涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路。例如對(duì)電壓檢測(cè)部3使用二極管的情況下，通過(guò)使用二極管的結(jié)電容，從而還能取代電容器進(jìn)行使用。另外，在表示實(shí)施例3涉及的柵極驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的圖6中，在電壓Vds從時(shí)刻113到時(shí)刻114由正電壓變化為負(fù)電壓的情況下，可將閾值Vth設(shè)定為零電壓與電壓Vds的最大值之間的電壓值，在電壓Vds為閾值Vth以下時(shí)，可解除對(duì)開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極施加的負(fù)電壓。而且，在上述各實(shí)施例中，使用氮化鎵(GaN)這樣的氮化物半導(dǎo)體作為開(kāi)關(guān)元件，還可以使用碳化硅、金剛石等寬帶隙半導(dǎo)體作為開(kāi)關(guān)元件。本發(fā)明可用作對(duì)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)電路。
權(quán)利要求
1.一種柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于具有: 驅(qū)動(dòng)部，其對(duì)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件的柵極施加正電壓而使該開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，對(duì)所述柵極施加負(fù)電壓而使該開(kāi)關(guān)元件截止；以及 負(fù)電壓解除部，其在逆向電流流過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件之前解除對(duì)所述柵極施加的負(fù)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述負(fù)電壓解除部具有dV/dt檢測(cè)部,該dV/dt檢測(cè)部檢測(cè)dV/dt,該dV/dt是所述開(kāi)關(guān)元件的漏極與源極之間的電壓的時(shí)間變化，在由所述dV/dt檢測(cè)部檢測(cè)到的dV/dt為負(fù)時(shí)，所述負(fù)電壓解除部解除對(duì)所述柵極施加的負(fù)電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述負(fù)電壓解除部具有電壓檢測(cè)部，該電壓檢測(cè)部檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)元件的漏極電壓，在由所述電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的所述開(kāi)關(guān)元件的漏極電壓為負(fù)時(shí)，所述負(fù)電壓解除部解除對(duì)所述柵極施加的負(fù)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)元件由寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供柵極驅(qū)動(dòng)電路，其在逆電流流過(guò)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件時(shí)降低開(kāi)關(guān)元件的損耗。作為解決手段，其具有驅(qū)動(dòng)部(2)，其對(duì)能夠雙向?qū)ǖ拈_(kāi)關(guān)元件(Q1)的柵極施加正電壓而使其導(dǎo)通，對(duì)柵極施加負(fù)電壓而使其截止；以及負(fù)電壓解除部(3)，其在逆向電流流過(guò)開(kāi)關(guān)元件(Q1)之前解除對(duì)于柵極施加的負(fù)電壓。
文檔編號(hào)H02M1/08GK103095104SQ20121042576
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者麻生真司 申請(qǐng)人:三墾電氣株式會(huì)社