JP3258050B2 - 誘導性負荷用mosfetを備えた回路装置 - Google Patents
誘導性負荷用mosfetを備えた回路装置Info
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- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
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- H03K17/687—Electronic 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
- H03K17/6877—Electronic 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 control circuit comprising active elements different from those used in the output circuit
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- Electronic Switches (AREA)
Description
と、一方ではそのソース端子に接続され他方では固定電
位の端子に接続された誘導性負荷と、誘導性負荷を切離
すために制御可能なスイッチとツェナーダイオードとを
直列接続した制御可能なスイッチ−ツェナーダイオード
直列回路とを備え、その制御可能なスイッチ−ツェナー
ダイオード直列回路がパワーMOSFETのゲート端子
と固定電位の端子との間に配置された誘導性負荷用MO
SFETを備えた回路装置に関する。制御可能なスイッ
チとしてはMOSFET又はバイポーラトランジスタを
使用できる。
特許第0239861号明細書に記載されている。電流
の流れる誘導性負荷に着目すると、誘導性負荷の切離し
は制御可能なスイッチのスイッチングオンによって行わ
れる。この制御可能なスイッチはパワーMOSFETの
ゲート−ソース間容量を放電させ、それによってこのパ
ワーMOSFETが遮断し始める。誘導性負荷を流れる
電流は引き続いて流れ、ツェナーダイオードに、ツェナ
ー電圧にまで高められ得る逆方向電圧を構成する。従っ
て、誘導性負荷に印加された駆動電圧は制御可能なスイ
ッチに降下した電圧にパワーMOSFETのゲート−ソ
ース間電圧を加算したツェナー電圧である。従って、誘
導性負荷への駆動電圧は主としてツェナー電圧の選定に
よって調整され得る。ツェナー電圧が高い場合には磁気
エネルギーは急速に消滅する。
て駆動される場合、遮断状態のそのゲート端子には零ボ
ルトが与えられる。今、誘導性負荷の電圧が反転する
と、パワーMOSFETはそのエミッタ電位がゼロ以下
のカットオフ電圧に低下する場合には再びスイッチング
オンされ得る。従って、誘導性負荷の駆動電圧はパワー
MOSFETのカットオフ電圧に一致するような値に制
限される。それにより磁気エネルギーはこの場合にはゆ
っくり消滅する。
ナーダイオードに逆方向に生起する電圧がツェナー電圧
以下にある限りパワーMOSFETのスイッチングオン
が確実に妨げられるように、上述した種類の回路を構成
することにある。
るために、本発明は、パワーMOSFETのゲート端子
とソース端子との間に、誘導性負荷の切離し時に、ツェ
ナーダイオードのブレークダウンの際に流れる電流では
第1の高抵抗値を有しこの電流以下では第2の低抵抗値
を有するように抵抗値を制御される制御可能な抵抗を接
続したことを特徴とする。
れている。
に説明する。
性負荷2に直列接続されたパワーMOSFET1を含ん
でいる。このパワーMOSFET1と誘導性負荷2とを
直列接続したパワーMOSFET−誘導性負荷直列回路
には、2つの端子12、13を介して供給電圧VDDが印
加されている。端子13は固定電位(例えばアース電
位)にある。パワーMOSFET1のゲート端子と端子
13との間には、制御可能なスイッチとしてのMOSF
ET3と、ツェナーダイオード4とを直列接続した制御
可能なスイッチ−ツェナーダイオード直列回路が接続さ
れている。ツェナーダイオード4は、誘導性負荷2を切
離す際に発生する駆動電圧に対して逆方向となるような
極性で接続されている。パワーMOSFET1のゲート
端子は端子10に接続され、MOSFET3のゲート端
子は端子11に接続されている。
ス端子との間にはnチャネル形・デプレション形MOS
FET5が位置している。デプレション形MOSFET
5のソース端子はその基板に結合されている。そのゲー
ト端子は誘導性負荷2に並列接続された分圧器6のタッ
プに接続されている。分圧器6はツェナーダイオード7
と抵抗8とから構成されている。しかしながら、ツェナ
ーダイオード7は抵抗によって置換することもできる。
に供給電圧VDDよりも大きい正の電圧が印加される。こ
の電圧は例えば公知のポンプ回路から供給される。
制御可能なスイッチ3が端子11に印加された電圧によ
って導通制御される。それによって、パワーMOSFE
T1のゲート−ソース間容量が放電し、これが遮断し始
める。誘導性負荷2には図示された極性にて電圧が構成
される。パワーMOSFET1のソース端子(接続点
9)の電圧はそれによりそのゲート電圧に対して負にな
る。というのは、そのゲートには端子10を介して零ボ
ルトが印加されているからである。それによって、パワ
ーMOSFET1は再びスイッチングオンされるおそれ
がある。
によって阻止される。このデプレション形MOSFET
5は電流源として接続されている、即ちそのソース端子
は基板に結合されている。デプレション形MOSFET
5は、その飽和電流ISAT (図2)が、ツェナーダイオ
ード4がまだブレークダウンしていない時にこのツェナ
ーダイオード4を通って流れる逆方向電流よりも大きく
なるように設計されている。しかしながら、飽和電流は
ツェナーダイオード4がブレークダウンした際に流れる
電流よりも小さい。
ワーMOSFET1の遮断後に誘導性負荷2に生起する
電圧は、先ず、ツェナーダイオード4と、MOSFET
3と、デプレション形MOSFET5とを通って流れデ
プレション形MOSFET5の飽和電流よりも小さい電
流を生ぜしめる。従って、デプレション形MOSFET
5には僅かなドレイン−ソース間電圧だけが降下する。
パワーMOSFET1のゲート端子とソース端子とは従
って実際上同一電位となり、それによりパワーMOSF
ET1は遮断され続ける。誘導性負荷2の電圧がさらに
増大すると、ツェナーダイオード4のツェナー電圧UZ
に到達し、このツェナーダイオード4がブレークダウン
する。それによって、ツェナーダイオード4と、MOS
FET3と、デプレション形MOSFET5とを通って
流れる電流がデプレション形MOSFETの飽和電流に
到達するまで増大する。その際にデプレション形MOS
FET5のドレイン−ソース間電圧が増加し、そしてパ
ワーMOSFET1はそのカットオフ電圧に到達した場
合に導通制御される。それによって誘導性負荷2の電流
が供給電圧源およびパワーMOSFET1を通って流れ
る。駆動電圧はその際には制御可能なスイッチ3のドレ
イン−ソース間電圧とデプレション形MOSFET5の
ドレイン−ソース間電圧とを加算した電圧UZ により決
定される。その電圧はツェナーダイオード4の個数を適
当に選定することによって調整され得る。
SFET5を確実に遮断するために、デプレション形M
OSFET5は端子10に制御電圧が印加された際高い
順方向抵抗を持たなければならない。このことはそのゲ
ート端子がそのソース端子に対して分圧器6を介して負
にバイアスされることによって達成される。それによっ
てデプレション形MOSFET5は接続点9の電圧が端
子13の電圧よりも正となるように遮断される。
チ、例えばバイポーラトランジスタによって置換され得
る。デプレション形MOSFET5は同様に他の制御可
能な抵抗、例えばバイポーラトランジスタによって置換
され得る。
Claims (4)
- 【請求項1】 パワーMOSFET(1)と、一方では
そのソース端子に接続され他方では固定電位の端子(1
3)に接続された誘導性負荷(2)と、誘導性負荷
(2)を切離すために制御可能なスイッチ(3)とツェ
ナーダイオード(4)とを直列接続した制御可能なスイ
ッチ−ツェナーダイオード直列回路とを備え、その制御
可能なスイッチ−ツェナーダイオード直列回路がパワー
MOSFET(1)のゲート端子と固定電位の端子との
間に配置された回路装置において、パワーMOSFET
(1)のゲート端子とソース端子との間に、誘導性負荷
(2)の切離し時に、ツェナーダイオード(4)のブレ
ークダウンの際に流れる電流では第1の高抵抗値を有し
この電流以下では第2の低抵抗値を有するように抵抗値
を制御される制御可能な抵抗(5)を接続したことを特
徴とする誘導性負荷用MOSFETを備えた回路装置。 - 【請求項2】 制御可能な抵抗(5)は、ツェナーダイ
オード(4)のブレークダウンの際に流れる電流よりも
小さい電流を供給する電流源であることを特徴とする請
求項1記載の回路装置。 - 【請求項3】 電流源(5)は、飽和電流がツェナーダ
イオードのブレークダウンの際に流れる電流よりも小さ
いデプレション形FETであることを特徴とする請求項
2記載の回路装置。 - 【請求項4】 デプレション形FET(5)のゲート端
子は誘導性負荷(2)に並列接続された分圧器(6)の
タップに接続されることを特徴とする請求項3記載の回
路装置。
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1991
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