JP4105717B2 - ブートストラップ回路 - Google Patents
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Description
ブートストラップ回路10は、電源とグランドとの間に直列に接続されたスイッチング素子のNチャネル型MOSFET(以下、NMOSという)1,2の内の高圧側のNMOS1のゲートを駆動する回路であり、Pチャネル型MOSFET(以下、PMOSという)11と、NMOS12と、キャパシタ13と、ダイオード14とを備えている。
ダイオード14は、例えばP型基板25に形成されたNウエル26中にN+領域27とP領域28を形成することにより、作成される。N+領域27は、ダイオード14のカソードであり、P領域28がダイオード14のアノードとなる。Nウエル26にN+領域27とP領域28を形成することにより、図4のように、P型基板25との間に寄生トランジスタ29が形成される。
対象トランジスタの制御電極に駆動電圧を供給して該対象トランジスタをオン・オフさせるブートストラップ回路であって、
キャパシタと、
第1の導通電極と第2の導通電極とこれらの第1及び第2の導通電極間の導通状態を制御する第1の制御電極とを有し、該第1の導通電極が電源に接続されるとともに該第2の導通電極が前記キャパシタに接続された第1のMOSトランジスタと、
第3の導通電極と第4の導通電極とこれらの第3及び第4の導通電極間の導通状態を制御する第2の制御電極とを有し、該第3の導通電極が前記第2の導通電極に接続されると共に該第4の導通電極が前記対象トランジスタの制御電極に接続された駆動用トランジスタと、
前記対象トランジスタがオフする期間に前記第1のMOSトランジスタをオンさせると共に前記駆動用トランジスタをオフさせて前記キャパシタを充電し、該対象トランジスタがオンする期間に該第1のMOSトランジスタをオフさせると共に該駆動用トランジスタをオンさせて該キャパシタの充電電圧を該対象トランジスタの制御電極に供給する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、
充電素子と、
前記充電素子を充電する充電回路とを備え、
前記充電回路は、前記第1のMOSトランジスタがオフしている期間に前記充電素子を充電し、該第1のMOSトランジスタがオンしている期間に、前記電源の電圧に該充電素子の充電電圧を重畳した電圧を該第1のMOSトランジスタの前記第1の制御電極に与えることを特徴とする。
前記起動時モードでは、前記充電素子が予備充電され、該予備充電で充電された充電素子の電圧が前記電源の電圧に重畳された電圧が前記第1のMOSトランジスタの前記第1の制御電極に与えられることにより、前記第1のMOSトランジスタがオンして前記キャパシタが充電されてもよい
前記第1の充電用トランジスタの制御電極には、起動時モードの時に前記予備充電を制御する信号が与えられ、前記第2の充電用トランジスタの制御電極には、前記対象トランジスタの出力電圧に前記キャパシタの充電電圧が重畳された電圧が与えられてもよい。
図1は、本発明の実施形態に係るブートストラップ回路を示す回路図である。
電源投入により、電源VDRVの電圧が上昇する(図2(a))。制御部70は、起動時モード動作を開始し、信号S70として所定期間に“H”(高レベル)を出力し、その後に“L”を出力する(図2(c))。この信号S70の“H”の期間は、PMOS58をプリチャージする期間になり、信号S70の“L”の期間は、キャパシタ61を充電する期間になる。尚、信号S70は、“H”と“L”とを複数回繰り返す信号であってもよい。
NMOS57がオンしたときは、NMOS53,55がオンし、PMOS54,56がオフし、PMOS58は、Vc1よりも高い電圧のVc2に充電される。つまり、NMOS57がオンするときには、NMOS57のゲートにNMOS52がオンする時によりも高い電圧が与えられるので、PMOS58は、Vc1よりも高い電圧のVc2に充電される。
(1)NMOS60は、従来の図3のダイオード14に相当するが、NMOS60をCMOSプロセスでダブルウエル方式の基板に形成し、NMOS60に電流を流しても、寄生トランジスタに電流が流れることがない。そのため、無駄な消費電流の発生やジャンクション温度を超える恐れがない。
50 ブートストラップ回路
51 OR回路
52,53,55,57,60,63 NMOS
54,56,58,62 PMOS
S71 タイミング信号
Claims (5)
- 対象トランジスタの制御電極に駆動電圧を供給して該対象トランジスタをオン・オフさせるブートストラップ回路であって、
キャパシタと、
第1の導通電極と第2の導通電極とこれらの第1及び第2の導通電極間の導通状態を制御する第1の制御電極とを有し、該第1の導通電極が電源に接続されるとともに該第2の導通電極が前記キャパシタに接続された第1のMOSトランジスタと、
第3の導通電極と第4の導通電極とこれらの第3及び第4の導通電極間の導通状態を制御する第2の制御電極とを有し、該第3の導通電極が前記第2の導通電極に接続されると共に該第4の導通電極が前記対象トランジスタの制御電極に接続された駆動用トランジスタと、
前記対象トランジスタがオフする期間に前記第1のMOSトランジスタをオンさせると共に前記駆動用トランジスタをオフさせて前記キャパシタを充電し、該対象トランジスタがオンする期間に該第1のMOSトランジスタをオフさせると共に該駆動用トランジスタをオンさせて該キャパシタの充電電圧を該対象トランジスタの制御電極に供給する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、
充電素子と、
前記充電素子を充電する充電回路とを備え、
前記充電回路は、前記第1のMOSトランジスタがオフしている期間に前記充電素子を充電し、該第1のMOSトランジスタがオンしている期間に、前記電源の電圧に該充電素子の充電電圧を重畳した電圧を該第1のMOSトランジスタの前記第1の制御電極に与えることを特徴とするブートストラップ回路。 - 前記第1のMOSトランジスタは、半導体基板に形成されたNチャネル型MOSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載のブートストラップ回路。
- 前記電源の立ち上がった直後の起動時モードと前記対象トランジスタをオン・オフさせる通常モードとの2つの動作モードを有し、
前記起動時モードでは、前記充電素子が予備充電され、該予備充電で充電された充電素子の電圧が前記電源の電圧に重畳された電圧が前記第1のMOSトランジスタの前記第1の制御電極に与えられることにより、前記第1のMOSトランジスタがオンして前記キャパシタが充電されることを特徴とする請求項1または2に記載のブートストラップ回路。 - 前記充電回路は、前記起動時モードのときに前記充電素子に充電電流を供給する第1の充電用トランジスタと、前記通常モードのときに前記充電素子に充電電流を供給する第2の充電用トランジスタとを備え、
前記第1の充電用トランジスタの制御電極には、起動時モードの時に前記予備充電を制御する信号が与えられ、前記第2の充電用トランジスタの制御電極には、前記対象トランジスタの出力電圧に前記キャパシタの充電電圧が重畳された電圧が与えられることを特徴とする請求項3に記載のブートストラップ回路。 - 前記充電素子は、MOSトランジスタで構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のブートストラップ回路。
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