JP6480184B2 - パワートランジスタのゲートドライバ - Google Patents
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Description
Claims (15)
- 出力端子を介してラウドスピーカ負荷に接続可能な負荷駆動組み立て部品を有するD級オーディオアンプであって、
前記負荷駆動組み立て部品は、
第1DC供給電圧と出力端子の間に形成された上部支脈及び前記出力端子と第2DC供給電圧の間に形成された下部支脈により、カスケード接続された状態で結合されている複数のパワートランジスタと、
前記上部支脈及び前記下部支脈の間において電気的に結合されている出力端子と、
ゲートドライバの第1充電経路の第1ノードに対して及び第2充電経路の第1ノードのそれぞれに対して電気的に接続されたゲート端子を有する複数のパワートランジスタのそれぞれと、
前記パワートランジスタ用の第1供給電圧を供給するために前記第1充電経路の第2ノードに対して電気的に結合されているドレイン端子を有する複数のパワートランジスタのそれぞれと、
変調した入力信号を供給するために、複数のゲートドライバのそれぞれに結合された複数の組み立て部品入力端子と、
を有し、
それぞれのゲートドライバは、
第1電圧源と前記パワートランジスタのゲート端子の間において電気的に接続された、前記ゲート端子を第1ゲート電圧に充電するための第1充電経路と、
第2電圧源と前記パワートランジスタの前記ゲート端子の間において電気的に接続された、前記ゲート端子を前記第1ゲート電圧から前記第1ゲート電圧を上回る第2ゲート電圧に充電するための第2充電経路と、
前記パワートランジスタをオフ状態又は非導通状態に切り替えるように適合された制御可能な放電経路であって、前記制御可能な放電経路は、前記パワートランジスタの前記ゲート端子と前記パワートランジスタのソース端子の間において接続可能である放電経路と、
を有し、
前記第2電圧源の電圧は、前記第1電圧源の電圧を上回る、D級オーディオアンプ。 - 前記それぞれのゲートドライバの前記第1電圧源(VS)は、前記パワートランジスタのドレイン電圧である、請求項1に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記それぞれのゲートドライバは、前記第1充電経路を通じた前記パワートランジスタの前記ゲート端子に対する充電電流の供給を制御すると共に、前記第2充電経路及び任意に制御可能な放電経路のオフ状態及びオン状態を通じた前記パワートランジスタの前記ゲート端子に対する充電電流の供給を制御するように適合されたコントローラ又はシーケンス制御装置を有する、請求項1又は2に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記コントローラ又は前記シーケンス制御装置は、前記パワートランジスタの前記のゲート電圧を所定の閾値電圧と比較することにより、前記第1充電経路及び前記第2充電経路を通じた前記パワートランジスタの前記ゲート端子に対する前記充電電流の供給を制御するように適合されている、請求項3に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記コントローラ又は前記シーケンス制御装置は、前記第1充電経路に電気的に結合された前記パワートランジスタのドレイン電圧から前記所定の閾値電圧を導出するように適合されている、請求項4に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記コントローラ又は前記シーケンス制御装置は、
前記第1ゲート電圧に到達するように、所定の充電期間にわたって前記第1充電経路を通じて前記パワートランジスタの前記ゲート端子に対する充電電流を供給し、
その後に、所定の期間にわたって前記第2充電経路を通じた前記パワートランジスタの前記ゲート端子に対する充電電流を供給する、
ように適合されている、請求項3に記載のD級オーディオアンプ。 - 前記それぞれのゲートドライバの前記第1充電経路及び前記第2充電経路のそれぞれは、前記コントローラ又は前記シーケンス制御装置によって制御される制御可能な直列接続FETトランジスタを含む、請求項3〜6のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記コントローラ又は前記シーケンス制御装置は、前記ゲート電圧が前記所定の閾値電圧に到達する時点まで、前記第2電圧源からの前記充電電流の供給を中断するように適合されている、請求項4に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記それぞれのゲートドライバの前記第2電圧源の電圧は、前記パワートランジスタの導通状態又はオン状態の間に、前記パワートランジスタの少なくとも1つのゲート−ソース電圧降下分だけ、前記第1電圧源の電圧を上回っている、請求項1〜8のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記それぞれのゲートドライバの前記第1充電経路は、100ナノ秒未満で、前記ゲート端子を前記第1ゲート電圧に充電するように適合されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記第2電圧源の電圧レベルは、前記ゲートドライバの動作の間に、常に、少なくとも2.5ボルトだけ、前記第1電圧源(VS)の電圧レベルを上回っている、請求項1〜10のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記負荷駆動組み立て部品は、前記上部支脈のカスケード接続されたパワートランジスタのペア(SW1,SW2)の間に位置した第1ノードと前記下部支脈のカスケード接続されたパワートランジスタのペアの間に位置した第2ノードの間において所定のDC電圧差を設定するように構成されたDC電圧源を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記複数のパワートランジスタは、シリコン、窒化ガリウム、又は炭化珪素等の半導体基板上に正確に置かれたNMOS又はIGBT等の少なくとも1つのNチャネル電界効果トランジスタを含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記複数のゲートドライバの前記第2電圧源は、前記第2電圧源の共通のチャージポンプコンデンサに対して電気的に接続している、請求項1〜13のいずれか一項に記載のD級オーディオアンプ。
- 前記負荷駆動組み立て部品は、半導体基板に統合された、請求項1〜14のいずれか一項に記載の負荷駆動組み立て部品を有する、D級オーディオアンプ。
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