JP7238646B2 - 駆動回路及び半導体モジュール - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る半導体モジュールを示す回路図である。この半導体モジュールは、例えば交流電力を直流電力に変換した後、再び交流電力に変換する際に用いられる。スイッチング素子SW1,SW2がカスコード接続されている。スイッチング素子SW1,SW2は例えばIGBT、MOSFET、SiCMOSFET等のパワーデバイスであり、商用電源から昇圧して生成した電圧を電源とする。
図3は、実施の形態2に係る半導体モジュールを示す回路図である。図4は、実施の形態2に係る第2の駆動部のプリアンプを示す回路図である。INV2は、互いに並列に接続されたPMOSトランジスタPMOS2とNMOSトランジスタNMOS3を有する。実施の形態1とは異なり、INV2の電源は電源3ではなく、駆動回路1の電源2である。INV2の出力と基準電位であるGNDとの間に抵抗R1,R2が直列に接続された分圧回路が設けられている。抵抗R1,R2の接続点がNMOS2のゲートに接続されている。その他の構成は実施の形態1と同様である。
図6は、実施の形態3に係る半導体モジュールを示す回路図である。駆動回路1は、スイッチング素子SW1のゲートにたまった電荷を放電してスイッチング素子SW1のターンオフ操作を行う。実施の形態1とは第2の駆動回路DR2の構成が異なる。
図8は、実施の形態4に係る半導体モジュールを示す回路図である。実施の形態3とは異なり、INV3の基準電位は電源4の出力電位ではなく、駆動回路1のGNDである。INV3の出力と駆動回路1の電源2との間に抵抗R3,R4が直列に接続された分圧回路が設けられている。抵抗R3,R4の接続点がPMOS3のゲートに接続されている。その他の構成は実施の形態3と同様である。
Claims (6)
- 入力信号を入力する第1のプリアンプと、
前記第1のプリアンプの出力とスイッチング素子のゲートとの間に互いに並列に接続され、前記第1のプリアンプの出力信号に応じて前記スイッチング素子のゲートにゲート電流を供給する第1及び第2の駆動部とを備え、
前記第2の駆動部は、NMOSトランジスタと、前記NMOSトランジスタを駆動する第2のプリアンプと、前記第2のプリアンプの高電位側の電源とを有し、
前記第2のプリアンプのハイ出力の電圧は、前記スイッチング素子のしきい値電圧と前記NMOSトランジスタのしきい値電圧を足した合計電圧よりも低く、
前記電源の電圧は、前記合計電圧及び駆動回路の電源電圧よりも低く、
前記スイッチング素子のターンオン操作において前記第1及び第2の駆動部の両方が前記スイッチング素子のゲートにゲート電流を供給し始め、前記第1の駆動部は前記スイッチング素子のゲート電圧が前記スイッチング素子のしきい値電圧に達しても前記ゲート電流を供給し続け、前記第2の駆動部は前記ゲート電圧が前記しきい値電圧に達する前に前記ゲート電流の供給を止めることを特徴とする駆動回路。 - 入力信号を入力する第1のプリアンプと、
前記第1のプリアンプの出力とスイッチング素子のゲートとの間に互いに並列に接続され、前記第1のプリアンプの出力信号に応じて前記スイッチング素子のゲートにゲート電流を供給する第1及び第2の駆動部とを備え、
前記第2の駆動部は、NMOSトランジスタと、前記NMOSトランジスタを駆動する第2のプリアンプと、前記第2のプリアンプの出力と基準電位との間に直列に接続された第1及び第2の抵抗とを有し、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点が前記NMOSトランジスタのゲートに接続され、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点の電圧は、前記スイッチング素子のしきい値電圧と前記NMOSトランジスタのしきい値電圧を足した合計電圧よりも低く、
前記スイッチング素子のターンオン操作において前記第1及び第2の駆動部の両方が前記スイッチング素子のゲートにゲート電流を供給し始め、前記第1の駆動部は前記スイッチング素子のゲート電圧が前記スイッチング素子のしきい値電圧に達しても前記ゲート電流を供給し続け、前記第2の駆動部は前記ゲート電圧が前記しきい値電圧に達する前に前記ゲート電流の供給を止めることを特徴とする駆動回路。 - 入力信号を入力する第1のプリアンプと、
前記第1のプリアンプの出力とスイッチング素子のゲートとの間に互いに並列に接続され、前記第1のプリアンプの出力信号に応じて前記スイッチング素子のゲートにゲート電流を供給する第1及び第2の駆動部とを備え、
前記第2の駆動部は、PMOSトランジスタと、前記PMOSトランジスタを駆動する第2のプリアンプと、前記第2のプリアンプの低電位側の電源とを有し、
前記第2のプリアンプのロー出力の電圧は、前記スイッチング素子のしきい値電圧から前記PMOSトランジスタのしきい値電圧を引いた差電圧よりも高く、
前記電源の電圧は、前記差電圧及び駆動回路のGND電位よりも高く、
スイッチング素子のターンオフ操作において前記第1及び第2の駆動部の両方が前記スイッチング素子のゲートにたまった電荷を放電し始め、前記第1の駆動部は前記スイッチング素子のゲート電圧が前記スイッチング素子のしきい値電圧に達しても前記電荷を放電し続け、前記第2の駆動部は前記ゲート電圧が前記しきい値電圧に達する前に前記電荷の放電を止めることを特徴とする駆動回路。 - 入力信号を入力する第1のプリアンプと、
前記第1のプリアンプの出力とスイッチング素子のゲートとの間に互いに並列に接続され、前記第1のプリアンプの出力信号に応じて前記スイッチング素子のゲートにゲート電流を供給する第1及び第2の駆動部とを備え、
前記第2の駆動部は、PMOSトランジスタと、前記PMOSトランジスタを駆動する第2のプリアンプと、前記第2のプリアンプの出力と高電位側の電源との間に直列に接続された第1及び第2の抵抗とを有し、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点が前記PMOSトランジスタのゲートに接続され、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点の電圧は、前記スイッチング素子のしきい値電圧から前記PMOSトランジスタのしきい値電圧を引いた差電圧よりも高く、
スイッチング素子のターンオフ操作において前記第1及び第2の駆動部の両方が前記スイッチング素子のゲートにたまった電荷を放電し始め、前記第1の駆動部は前記スイッチング素子のゲート電圧が前記スイッチング素子のしきい値電圧に達しても前記電荷を放電し続け、前記第2の駆動部は前記ゲート電圧が前記しきい値電圧に達する前に前記電荷の放電を止めることを特徴とする駆動回路。 - 前記スイッチング素子と、
請求項1~4の何れか1項に記載の駆動回路とを備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 前記スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする請求項5に記載の半導体モジュール。
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