JP6001445B2 - 駆動回路および半導体装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係る半導体装置1を表す回路図である。半導体装置1は、ノーマリオン型のトランジスタ10と、トランジスタ10の駆動回路20と、出力回路30と、を備える。
例えば、半導体装置1を起動させると、制御部70は、出力電圧監視部80を動作させ、出力電圧VOUTを監視させる(S01)。例えば、出力電圧VOUTと目標電圧を比較し、その結果を出力させる。
半導体装置2では、トランジスタ10のゲートと、トランジスタ10のソースに接続された端子11と、の間にダイオード31が設けられる。ダイオード31は、ダイオード17およびダイオード19に並列に設けられ、ゲートから端子11に向かう方向に電流を流す。すなわち、ダイオード31のアノードは、トランジスタ10のゲートに接続され、そのカソードは端子11に接続される。
半導体装置3では、ダイオード17とダイオード19との間に、インダクタ35が直列に設けられる。すなわち、インダクタ35の一方の端は、ダイオード17のカソードに接続され、他方の端は、ダイオード19のアノードに接続される。そして、信号源50は、インダクタ35と、ダイオード19と、をつなぐ接続部36に接続される。
半導体装置4では、信号源50とキャパシタ15との間に、倍圧回路41が設けられる。倍圧回路41は、キャパシタ49を介して信号源50に接続され、2つのダイオード43、45と、キャパシタ47と、を含む。ダイオード43のアノードは、キャパシタ15とキャパシタ49をつなぐ接続部44に接続され、そのカソードは、端子11に接続される。一方、ダイオード45のカソードは接続部44に接続され、そのアノードは、キャパシタ47の一方の端に接続される。キャパシタ47の他方の端は、端子11に接続される。
図10は、第2実施形態に係る半導体装置5を表す回路図である。
半導体装置5は、トランジスタ10(第1のトランジスタ)と、その駆動回路20と、出力回路30と、を備える(図1参照)。
半導体装置5の起動時において、制御部70は、信号源53を制御し、トランジスタ51をオフ状態とする(S01)。例えば、トランジスタ51がnチャネルFETであれば、信号源53は、Hレベルの電圧を出力しトランジスタ51をオンさせる。起動時には、制御部70は、信号源53にHレベルの電圧の出力を停止させ、トランジスタ51をオフ状態に保持する。
半導体装置6では、トランジスタ51のソースドレイン間に保護ダイオード55が設けられる。保護ダイオード55は、例えば、ツェナーダイオードであり、そのカソードは、トランジスタ51のドレインに接続され、アノードは、トランジスタ51のソースに接続される。保護ダイオード55の耐圧は、トランジスタ51のドレインソース間耐圧およびトランジスタ10のゲートソース間耐圧よりも小さくする。
図13は、第3実施形態に係る半導体装置7を表す回路図である。
半導体装置7は、ノーマリオン型のトランジスタ10と、トランジスタ10の駆動回路90と、出力回路30(図1参照)と、を備える。
半導体装置7が起動された時、制御部70は、ゲート電圧監視部60にトランジスタ10のゲート電圧を監視させる(S01)。そして、制御部70は、ゲート電圧監視部60の出力に基づいて、ゲート電圧と基準電圧VSの大小を判定する(S02)。
半導体装置8では、ダイオード63と、トランジスタ10のゲートと、の間にインダクタ65が設けられる。インダクタ65は、ダイオード63に直列に接続される。すなわち、インダクタの一方の端は、トランジスタ10のゲートに接続され、他方の端は、ダイオード63のアノードに接続される。そして、スイッチ67は、ダイオード63のカソード側、および、インダクタ65のゲート側の端に接続され、ダイオード63およびインダクタ65の両方をバイパスする。
図16は、第4実施形態に係る半導体装置9を表す回路図である。
半導体装置9は、ノーマリオン型のトランジスタ10と、トランジスタ10の駆動回路20(図1参照)と、出力回路100と、を備える。
Claims (18)
- ノーマリオン型トランジスタのオンオフを制御する信号を出力する第1の信号源と、
前記トランジスタをオフ状態にするための信号を出力する第2の信号源と、
前記トランジスタのゲートと、前記トランジスタのソースに接続された端子と、の間にあって、前記ゲートから前記端子に向かう方向に電流を流す第1のダイオードと、
前記第1のダイオードと前記端子との間にあって、前記第1のダイオードに直列に接続され、かつ前記第1のダイオードから前記端子に向かう方向に電流を流す第2のダイオードと、
前記第1の信号源と前記トランジスタのゲートとの間の第1のキャパシタと、
前記第2の信号源と、前記第1のダイオードと前記第2のダイオードとの接続部と、の間の第2のキャパシタと、
前記トランジスタのゲート電圧に基づいて前記第2の信号源に前記信号を出力させ、前記トランジスタを前記オフ状態にする制御部と、
を備えた駆動回路。 - 前記制御部は、前記ゲート電圧と基準電圧を比較し、前記ゲート電圧が前記基準電圧よりも大きい場合、前記第2の信号源に信号を出力させる請求項1に記載の駆動回路。
- 前記第2の信号源は、発振回路である請求項1または請求項2に記載の駆動回路。
- 前記トランジスタのゲートと、前記トランジスタのソースに接続された端子と、の間において、前記第1のダイオードおよび第2のダイオードと並列に設けられ、前記ゲートから前記端子に向かう方向に電流を流す第3のダイオードをさらに備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の駆動回路。
- 前記第1のダイオードと前記第2のダイオードとの間に直列に設けられたインダクタをさらに備え、
前記第2の信号源は、前記インダクタと前記第2のダイオードとの接続部に、前記第2のキャパシタを介して接続される請求項1〜4のいずれか1つに記載の駆動回路。 - 前記第2の信号源と前記第2のキャパシタとの間に倍圧回路をさらに備えた請求項1〜5のいずれか1つに記載の駆動回路。
- 前記第1の信号源の出力インピーダンスは、前記トランジスタの入力インピーダンスよりも大きい請求項1〜6のいずれか1つに記載の駆動回路。
- ノーマリオン型トランジスタのオンオフを制御する信号を出力する第1の信号源と、
前記トランジスタをオフ状態にするための信号を出力する第2の信号源と、
前記トランジスタのゲートと、前記トランジスタのソースに接続された端子と、の間にあって、前記ゲートから前記端子に向かう方向に電流を流す第1のダイオードと、
前記ゲートと前記第1のダイオードとの間にあって、前記第1のダイオードに直列に接続され、前記ゲートから前記第1のダイオードに向かう方向に電流を流す第2のダイオードと、
前記第2のダイオードの両端に接続され、オン状態において前記第2のダイオードをバイパスするスイッチと、
前記第1の信号源と、前記第1のダイオードと前記第2のダイオードとの接続部と、の間の第1のキャパシタと、
前記トランジスタのゲート電圧に基づいて前記第2の信号源に前記信号を出力させ、前記トランジスタを前記オフ状態にする制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第2の信号源に制御信号を出力させ、前記スイッチをオフさせる駆動回路。 - 前記第1のダイオードと、前記ゲートと、の間にあって、前記第2のダイオードに直列に接続されたインダクタをさらに備え、
前記スイッチは、前記インダクタの前記第2のダイオードとは反対側の端と、前記第2のダイオードの前記インダクタとは反対側の端と、に接続され、前記オン状態において前記第2のダイオードと前記インダクタの両方をバイパスする請求項8記載の駆動回路。 - 前記第1の信号源は、前記スイッチがオン状態にある時、前記トランジスタのオンオフを制御し、前記スイッチがオフ状態にある時、前記トランジスタのゲート電圧を制御する請求項8または9に記載の駆動回路。
- 前記制御部は、前記第1の信号源および前記第2の信号源の少なくともいずれか1つを含む請求項1〜10のいずれか1つに記載の駆動回路。
- ノーマリオン型の第1トランジスタと、
前記第1トランジスタを駆動する請求項1〜11記載の駆動回路と、
前記第1トランジスタのドレイン側に設けられた出力回路と、
前記出力回路の出力電圧を監視する出力電圧監視部と、
を備え、
前記駆動回路の前記制御部は、前記出力電圧監視部の出力の基づいて前記第1の信号源に前記第1トランジスタをオンオフさせる制御信号を出力させる半導体装置。 - 前記第1トランジスタおよび前記出力回路は、非絶縁型昇圧チョッパ回路を構成する請求項12記載の半導体装置。
- 前記第1トランジスタ、前記駆動回路および前記出力回路は、フライバック方式のスイッチング電源を構成する請求項12記載の半導体装置。
- 前記制御部は、起動時において前記第1トランジスタをオフ状態とし、
前記出力電圧が目標電圧よりも低くなった時に、前記第1トランジスタを動作させて出力電圧を上昇させ、
前記出力電圧が前記目標電圧に達した時に、前記第1トランジスタをオフ状態にする請求項12〜14のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1トランジスタのソースと、前記端子と、の間において、前記第1トランジスタに直列に接続されたノーマリオフ型の第2トランジスタと、
前記第2トランジスタをオンさせる制御信号を出力する第3の信号源と、
をさらに備えた請求項12〜15のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第2トランジスタのソースドレイン間に設けられた保護ダイオードをさらに備えた請求項16記載の半導体装置。
- 前記制御部は、起動時において前記第3の信号源に前記制御信号の出力を停止させ、前記第2トランジスタをオフ状態とする請求項16または17に記載の半導体装置。
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