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

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JP3258050B2 JP31362091A JP31362091A JP3258050B2 JP 3258050 B2 JP3258050 B2 JP 3258050B2 JP 31362091 A JP31362091 A JP 31362091A JP 31362091 A JP31362091 A JP 31362091A JP 3258050 B2 JP3258050 B2 JP 3258050B2
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mosfet
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ロートライトナー フーベルト
ザンダー ライナルト
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    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パワーMOSFET
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。
【0002】
【従来の技術】このような回路装置は例えばヨーロッパ
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。
【0003】パワーMOSFETが電子スイッチによっ
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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ツェ
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。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
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。
【0006】本発明の実施態様は請求項2以下に記載さ
れている。
【0007】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0008】図1に示された回路装置はソース側が誘導
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
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。
【0009】パワーMOSFET1のゲート端子とソー
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。
【0010】誘導性負荷2を投入するために、端子10
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。
【0011】誘導性負荷2を切離さねばならない場合、
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。
【0012】このことはデプレション形MOSFET5
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。
【0013】MOSFET3のスイッチングオン後でパ
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。
【0014】負荷2を投入する際にデプレション形MO
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。
【0015】MOSFET3は他の制御可能なスイッ
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による回路装置を示す概略回路図。
【図2】制御可能な抵抗の電圧−電流特性曲線図。
【符号の説明】
1 パワーMOSFET 2 誘導性負荷 3 MOSFET 4 ツェナーダイオード 5 nチャネル形・デプレション形MOSFET 6 分圧器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フーベルト ロートライトナー オーストリア国 9500 フイラツハ フ オルケンドルフアーシユトラーセ 17 (72)発明者 ライナルト ザンダー ドイツ連邦共和国 8000 ミユンヘン 40 カール‐テオドール‐シユトラーセ 25 (72)発明者 イエネ チハニ ドイツ連邦共和国 8000 ミユンヘン 21 ハルテルシユトラーセ 6 (56)参考文献 特開 平2−75222(JP,A) 特開 平2−278915(JP,A) 特開 平2−182021(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 - 17/70

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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
    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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
JP31362091A 1990-11-09 1991-10-31 誘導性負荷用mosfetを備えた回路装置 Expired - Lifetime JP3258050B2 (ja)

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EP90121498A EP0489935B1 (de) 1990-11-09 1990-11-09 MOSFET-Schalter für eine induktive Last
AT90121498.1 1990-11-09

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JPH04268813A JPH04268813A (ja) 1992-09-24
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EP (1) EP0489935B1 (ja)
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EP0489935B1 (de) 1995-11-02
US5160862A (en) 1992-11-03
EP0489935A1 (de) 1992-06-17
DE59009841D1 (de) 1995-12-07

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