KR102363644B1 - 반도체 스위칭 디바이스를 구동하는 디바이스 및 방법 - Google Patents

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Abstract

반도체 스위칭 디바이스용 드라이버는 공급 전압을 강압하여 제 1 구동 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 드라이버는 또한 공급 전압과 제 1 구동 전압 사이의 전위차와 동일한 제 2 구동 전압을 생성할 수 있다. 드라이버는 제어 신호의 제 1 상태 동안 반도체 스위칭 디바이스의 제어 게이트에 제 1 구동 전압을 공급할 수 있고, 제어 신호의 제 2 상태 동안 제 2 구동 전압의 역극성(reverse polarity)을 제공할 수 있다.

Description

반도체 스위칭 디바이스를 구동하는 디바이스 및 방법{DEVICES AND METHODS FOR DRIVING A SEMICONDUCTOR SWITCHING DEVICE}
컴퓨팅 시스템은 현대 사회의 발전에 상당한 기여를 하였으며, 유리한 결과를 얻기 위해 다수의 애플리케이션에 이용되고 있다. 데스크톱 PC(Personal Computer), 랩톱 PC, 태블릿 PC, 넷북, 스마트 폰, 서버 등과 같은 수많은 장치는 엔터테인먼트, 교육, 비즈니스 및 과학의 대부분의 분야에서 데이터의 통신 및 분석 비용을 절감하고 생산성을 향상시키는 것을 용이하게 하여왔다. 컴퓨팅 장치의 한 가지 공통적인 측면은 고속 통신, 전원 공급 장치 및 기타 여러 응용 분야에서 사용되는 고속 반도체 스위칭 디바이스이다.
반도체 장치의 고속 스위칭은 구성 요소 및 시스템 레벨 모두에서 문제를 일으킬 수 있다. 고전압 및 고전류의 빠른 상승 및 하강은 EMI(Electromagnetic Interference) 및/또는 EMC(Electromagnetic Compatibility) 문제를 일으킬 수 있다. 고속 스위칭은 회로의 기생 소자와 상호 작용하여 바람직하지 않은 영향을 줄 수 있다. 따라서, 고속 반도체 스위칭 디바이스와 함께 사용하기 위한 개선된 드라이버 회로가 계속해서 필요하다.
본 기술은 반도체 스위칭 디바이스용 드라이버에 관한 본 기술의 실시예를 설명하기 위해 사용되는 이하의 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.
측면들에서, 큰 전압 또는 전류를 스위칭할 수 있는 고속 반도체 스위칭 디바이스용 드라이버는 복수의 스위치들 및 단일 공급 전위로부터 동작하는 제어기를 포함할 수 있다. 공급 전위는 동일한 극성의 더 낮은 전압을 생성하기 위해 내부적으로 강하될 수 있다. 스위치는 공급 전압과 내부에서 생성된 저전압 간의 차로 커패시터를 충전하도록 구성될 수 있다. 드라이버의 출력은 생성된 저전압을 제공하여 반도체 스위칭 디바이스를 턴 온시키고, 공급 전압과 내부에서 생성된 저전압 사이의 차동 전압의 반대 극성을 제공하여 반도체 스위칭 디바이스를 턴 오프시킬 수 있다.
일 실시예에서, 드라이버는 공급 전압으로부터 제 1 구동 전압을 생성하도록 구성된 전압 조정기를 포함할 수 있으며, 제 1 구동 전압은 공급 전압보다 작거나 같다. 구동 제어기는 공급 전압과 제 1 구동 전압 간의 차를 제 2 구동 전압으로서 제공하도록 구성될 수 있다. 드라이버의 저장 소자는 제 2 구동 전압을 저장하도록 구성될 수 있다. 구동 제어기는 또한 제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 드라이버의 출력에서 제 1 구동 전압을 제공하도록 구성될 수 있고, 제어 신호의 제 2 상태에 응답하여 드라이버의 출력에서 제 2 구동 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
이 개요는 이하의 상세한 설명에서 더 설명되는 개념의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 발명 대상의 주요 특징 또는 필수 기능을 식별하기 위한 것이 아니며 청구된 발명 대상의 범위를 제한하는 데 사용되지도 않는다.
본 기술의 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시로서 첨부 도면의 도면에 도시되며, 동일한 참조 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 기술의 측면들에 따른 드라이버를 도시한다.
도 2는 본 기술의 측면들에 따른 드라이버를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 기술의 측면들에 따른 스위칭 디바이스 구동 방법을 도시한다.
이하에서는 본 기술의 실시예들이 상세히 언급될 것이며, 이들의 예는 첨부 도면에 나타낸다. 본 기술은 이들 실시예와 관련하여 설명될 것이지만, 이들은 본 발명을 이들 실시예로 제한하려는 것이 아니라는 점을 이해할 것이다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위 내에 포함될 수 있는 대안물, 변경물 및 등가물을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 본 기술에 대한 다음의 상세한 설명에서, 본 기술의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 본 기술은 이러한 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 다른 예들에서, 공지된 방법들, 절차들, 구성 요소들 및 회로들은 본 기술의 측면들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 세부적으로 설명되지 않았다.
다음의 본 기술의 일부 실시예는 루틴, 모듈, 논리 블록 및 하나 이상의 전자 장치 내에서의 데이터에 대한 연산의 다른 기호적 표현과 관련하여 제공된다. 설명 및 표현은 당업자가 그들의 작업 내용을 당업자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용되는 수단이다. 루틴, 모듈, 로직 블록 등은 본 명세서에서 일반적으로 원하는 결과를 유도하는 프로세스 또는 명령어의 일관된 시퀀스로 생각된다. 프로세스는 물리량의 물리적 처리를 포함하는 것이다. 일반적으로, 반드시 필요한 것은 아니지만, 이러한 물리적 처리는 전자 장치에서 저장, 전송, 비교 및 달리 처리될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 편리함을 위해, 그리고 일반적인 사용을 참조하여, 이들 신호를 본 기술의 실시예와 관련하여 데이터, 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 숫자, 문자열 등으로 지칭한다.
그러나, 이러한 모든 용어는 물리적인 처리 및 양을 언급하는 것으로 해석되어야 하며, 단지 편의적 라벨이며, 당 업계에서 일반적으로 사용되는 용어를 고려하여 더 해석되어야 함을 명심해야 한다. 다음의 논의로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이 달리 명시하지 않는 한, 본 기술의 논의 전체에서, "수신" 등과 같은 용어를 사용하는 논의는 데이터를 처리하고 변환하는 전자 컴퓨팅 장치와 같은 전자 장치의 동작 및 프로세스를 언급하는 것이라는 점을 이해할 것이다. 데이터는 전자 장치의 스위치, 논리 회로, 레지스터, 메모리 등 내의 물리적(예를 들어, 전자적) 양으로 표현되고, 전자 장치 내의 물리량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환된다.
이 출원에서, 이접 접속사(disjunctive)의 사용은 접속사(conjunctive)를 포함하는 것으로 의도된다. 정관사 또는 부정 관사의 사용은 숫자(cardinality)를 나타내는 것이 아니다. 특히, "그(the)" 객체 또는 "하나의(a)" 객체에 대한 참조는, 또한 그러한 객체의 가능한 복수형태 중 하나를 나타내기 위한 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다는 점을 이해해야 한다.
도 1을 참조하면, 본 기술의 측면들에 따른 드라이버가 도시된다. 드라이버는 전압 조정기(105), 저장 소자(110), 구동 제어기(115)를 포함할 수 있다. 전압 조정기(105)는 공급 전압(Vcc)(125)으로부터 제 1 구동 전압(Vgg)(120)을 생성하도록 구성될 수 있으며, 제 1 구동 전압(120)은 공급 전압(Vcc)(125)보다 작거나 같다.
구동 제어기(115)는 드라이버의 출력(130)에 제 1 구동 전압(Vgg)(120)을 제공하고, 제어 신호(140)의 제 1 상태에 응답하여 공급 전압(Vcc)(125)과 제 1 구동 전압(Vgg)(120) 간의 차를 제 2 구동 전압(Vrev)(135)으로서 저장 소자(110)에 제공한다. 구동 제어기(115)는 또한 출력(130)에서 제어 신호(140)의 제 2 상태에 응답하여 반대 극성의 제 2 구동 전압(Vrev)(135)을 제공하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 전압 조정기(105)는 실질적으로 일정한 값의 제 1 구동 전압(Vgg)(120)을 유지하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전압 조정기(105)는 실질적으로 일정한 값의 제 2 구동 전압(Vrev)(135)을 유지하도록 구성될 수 있다. 드라이버는 전압 조정기(105)로부터 제 2 구동 전압(Vgg)(120)에 연결된 필터 소자(145)를 선택적으로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 제어기(115)는 제 1 스위칭 소자(150), 제 2 스위칭 소자(155), 제 3 스위칭 소자(160), 및 제어기 로직(165)을 포함할 수 있다. 제 1 스위칭 소자(150)는 공급 전압(Vcc)(125) 및 저장 소자(110) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 스위칭 소자(155)는 제 1 구동 전압(Vgg)(120)과 드라이버의 출력(130) 사이에 연결될 수 있다. 제 3 스위칭 소자(160)는 저장 소자(110)와 드라이버의 접지 전위 사이에 연결될 수 있다. 제어기 로직(165)은 제어 신호(140)의 제 1 상태에서 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)를 닫고 제 3 스위칭 소자(160)를 개방하도록 구성될 수 있다. 제어기 로직(165)은 또한 제어 신호(140)의 제 2 상태에서 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)를 닫고 제 3 스위칭 소자(160)을 개방하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호(140)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호일 수 있다.
측면들에서, 드라이버는 스위칭 디바이스(195)를 구동하도록 구성될 수 있다. 드라이버의 출력(130)은 스위칭 디바이스(195)의 제어 단자에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 스위칭 디바이스(195)는 광대역 Gap(WBG) 전력 반도체일 수 있다. 다른 실시예에서, 스위칭 디바이스(195)는 고전자 이동성 트랜지스터(HEMT)일 수 있다. 다른 실시예에서, 스위칭 디바이스(195)는 갈륨 나이트라이드(GaN) 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 스위칭 디바이스(195)는 실리콘(Si) MOSFET일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 스위칭 디바이스(195)는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)일 수 있다. 드라이버는 제어 신호가 제 1 상태(예를 들어, 고전압)에 있을 때 제 1 구동 전압(예를 들어, 양의 전압(Vgg))을 스위칭 디바이스(195)의 제어 단자에 공급하고, 제어 신호가 제 2 상태(예를 들어, 저전압)에 있을 때 반대 극성의 제 2 구동 전압(예를 들어, 음의 전압(Vrev)(135))을 스위칭 디바이스(195)의 제어 단자에 공급한다.
일 예에서, 제어 신호(140)가 하이(high) 상태에 있을 때, 제어 로직(165)은 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)가 폐쇄(즉, 온)되고 제 3 스위칭 소자가 개방(즉, 오프)되게 할 수 있다. 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)가 폐쇄되면, 제 1 스위칭 소자(150)는 저장 소자(110)의 제 1 단자를 전원 전압(Vcc)(125)에 연결하고, 제 2 스위칭 소자(155)는 제 1 구동 전압(Vgg)(120)을 드라이버의 출력(130) 및 제 2 저장 소자(11)의 제 2 단자에 연결한다. 저장 소자(110)의 제 1 단자에 존재하는 공급 전압(Vcc)(125) 및 제 2 단자에 존재하는 제 1 구동 전압(Vgg)(120)에 의해, 저장 소자(110)는 제 2 구동 전압(Vrev)(135)으로 충전될 수 있다. 더욱이, 드라이버의 출력(130)은 제어 신호(140)가 하이(high)일 경우 양의 극성의 공급 전압(Vgg)(129)을 스위칭 디바이스(195)의 제어 게이트에 제공할 수 있다.
제어 신호(140)가 하이 상태에서 로우 상태로 스위칭할 때, 제어 로직(165)은 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)를 개방(즉, 턴 오프)하고, 잠시 후에 제 3 스위칭 소자(160)를 폐쇄(즉, 턴 온)한다. 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)가 개방되고 제 3 스위치 소자(160)가 폐쇄되는 사이의 작은 지연은 교차 전도를 방지할 수 있다. 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)가 개방되고 제 3 스위칭 소자(160)가 폐쇄되는 경우, 저장 소자(110)의 제 1 단자는 접지 전위에 연결되고 저장 소자(110)의 제 2 단자는 드라이버의 출력(130)에 연결된다. 결과적으로, 드라이버의 출력(130)은 제어 신호(140)가 로우일 때 스위칭 디바이스(195)의 제어 게이트에 음의(즉, 역방향) 극성의 제 2 구동 전압(Vrev)(135)을 제공할 수 있다. 스위칭 디바이스(195)의 제어 게이트에 출력되는 음의 극성의 구동 전압은 스위칭 디바이스(195)의 고속 턴 오프를 제공할 수 있다. 제어 신호(140)가 로우 상태에서 하이 상태로 스위칭할 때, 제어기 로직(165)은 제 3 스위칭 소자(160)를 개방하고, 잠시 후에 제 1 및 제 2 스위칭 소자(150, 155)는 폐쇄한다.
드라이버 제어기(115)는 저장 소자(110)를 제 1 구동 전압(Vgg)으로 사전-충전(pre-charge)하도록 구성된 충전 회로(170)를 선택적으로 포함할 수 있다. 충전 회로(170)는 전류원(175) 및 제 4 스위칭 소자(180)를 포함할 수 있다. 전류원(175)은 저장 소자(110)에 연결될 수 있다. 제 4 스위칭 소자(180)는 드라이버의 출력(130)에 연결될 수 있다. 제어기 로직(165)은 시동 또는 중단 동작 모드에서 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자들(150-160)을 개방하고 제 4 스위칭 소자 스위칭 소자(180)를 폐쇄하도록 더 구성될 수 있다. 제어기 로직(165)은 정상 동작 동안 전류원(175)을 디스에이블하고 제 4 스위칭 소자(180)를 개방하도록 구성될 수도 있다.
일례에서, 공급 전압(Vcc)(125)이 미리 결정된 동작 레벨(예를 들어, 시동 모드)보다 낮으면, 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(150-160)는 개방(즉, 턴 오프)되고, 제 4 스위칭 소자(180)는 폐쇄될 수 있다. 전류원(175)은 저장 소자(110)를 제 2 구동 전압으로 충전할 수 있다. 그 후, 구동 전압은 공급 전압(Vcc)(125)이 소정의 동작 레벨 내에 있을 때 전술한 바와 같이 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 전압 조정기(105) 및 구동 제어기(115)는 개별 회로일 수 있거나 함께 집적될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(150-160) 및 제어기 로직(165)은 집적 회로(IC)에 모놀리식으로 제조될 수 있다. 다른 구현에서, 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자들(150-160)은 제어기 로직(165)과 함께 패키징될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자들(150-160) 및 제어 로직(165)은 별개의 다이에서 제조되고 공통 패키지에 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(150-160)는 제어 로직(165)에 외부적으로 연결된 개별 구성요소일 수 있다. 일 실시예에서, 저장 소자(110)는 IC에 외부적으로 연결되거나, 함께 패키징된 제어기 로직(165) 및 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자들(150-160)에 외부적으로 연결된다. 필터 소자(145)가 포함되는 경우, 필터 소자(145)는 IC에 외부적으로 연결되거나, 또는 함께 패키지된 제어기 로직(165) 및 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(150-160)에 외부적으로 연결될 수 있다.
일반적으로, WBG 전력 반도체, HEMT, GaN MOSFET, Si MOSFET, IGBT 등은 고주파 전력 변환 회로, RF 프론트 엔드 송신기 등에서 이용될 수 있다. 스위칭 손실을 줄이고 동작 주파수를 증가시키기 위해, 이러한 디바이스는 매우 빠른 턴 온/오프 속도를 달성해야 한다. 전술한 드라이버는 제어 신호의 제 1 상태 동안 양의 공급 전압을 제공할 수 있고, WBG 전력 반도체, HEMT, GaN MOSFET, Si MOSFET, IGBT 등의 제어 게이트에 반대 극성의 제 2 구동 신호를 제공할 수 있어 스위칭 디바이스는 EMI 및/또는 EMC 및 회로 내의 다른 유해한 영향을 감소시키면서 큰 전압 또는 전류를 매우 빠르게 스위칭할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 기술의 양태에 따른 드라이버가 도시되어있다. 드라이버는 전압 조절기(205), 저장 소자(210) 및 구동 제어기(215)를 포함할 수 있다. 전압 조절기(205)는 공급 전압(Vcc)(225)으로부터 제 1 구동 전압(Vgg)(220)을 생성하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제 1 구동 전압(Vgg)(220)은 공급 전압(Vcc)(225)보다 작거나 같다.
구동 제어기(215)는 드라이버의 출력(230)에서 제 1 구동 전압(Vgg)(220)을 제공하고, 제어 신호(240)의 제 1 상태에 응답하여 공급 전압(Vcc)(225)과 제 1 구동 전압(230) 사이의 차를 제 2 구동 전압(Vrev)(235)으로서 저장 소자에 제공하도록 구성될 수 있다. 구동 제어기(215)는 또한 제어 신호(240)의 제 2 상태에 응답하여 드라이버의 출력(230)에서 반대 극성의 제 2 구동 전압(Vrev)(235)을 제공하도록 구성될 수 있다.
저장 소자는 제 2 구동 전압(Vrev)(235)을 저장하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 저장 소자는 제 2 구동 전압(Vrev)을 저장하도록 구성된 제 1 커패시터(210)일 수 있다. 일 실시예에서, 전압 조정기(205)는 제 1 구동 전압(Vgg)(220)을 실질적으로 일정한 값으로 유지하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전압 조정기(205)는 제 2 구동 전압(Vrev)(235)을 실질적으로 일정한 값으로 유지하도록 구성될 수 있다. 드라이버는 전압 조정기(205)로부터 제 2 구동 전압(220)에 연결된 필터 요소를 선택적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 필터 요소는 제 2 커패시터(245)일 수 있다.
일 실시예에서, 구동 제어기(215)는 제 1 스위칭 소자, 제 2 스위칭 소자, 제 3 스위칭 소자 및 제어기 로직을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 스위칭 소자는 제 1 및 제 2 P 형 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)(250, 255)일 수 있고, 제 3 스위칭 소자는 제 1 N 형 MOSFET(260)일 수 있으며, 제어기 로직은 인버터(265)일 수 있다. 제 1 P 형 MOSFET(250)은 공급 전압(Vcc)(225)에 연결된 소스, 제 1 커패시터(210)에 연결된 드레인 및 인버터(265)의 출력에 연결된 게이트를 포함할 수 있다. 제 2 P 형 MOSFET(255)은 제 1 구동 전압(Vgg)(220)에 연결된 소스, 드라이버의 출력(230)에 연결된 드레인 및 인버터(265)의 출력에 연결된 게이트를 포함할 수 있다. 제 1 N 형 MOSFET(260)은 제 1 커패시터(210)에 연결된 드레인, 드라이버의 접지 전위에 연결된 소스 및 인버터(265)의 출력에 연결된 게이트를 포함할 수 있다.
측면들에서, 드라이버는 반도체 스위칭 디바이스(295)를 구동하도록 구성될 수 있다. 스위칭 디바이스(295)는 WBG 전력 반도체, HEMT, GaN MOSFET, Si MOSFET, IGBT 또는 유사한 장치일 수 있다. 드라이버는 제어 신호(240)가 제 1 상태(예를 들어, 고전압)에 있을 때 제 1 구동 전압(예를 들어, 양의 전압(Vgg))을 스위칭 디바이스(295)의 제어 단자에 공급하고, 제어 신호(240)가 제 2 상태(예를 들어, 저전압)에 있을 때 스위칭 디바이스(295)의 제어 단자에 반대 극성의 제 2 구동 전압(예를 들어, 음의 전압(Vrev))을 공급하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 커패시터(210)의 커패시턴스는 반도체 스위칭 디바이스(295)의 내부 게이트 대 소스 커패시턴스보다 훨씬 클 수 있다. 또한, 커패시터(210)는 드라이버의 출력(230)과 제 1 스위칭 소자(250) 사이에 연결되어 반도체 스위칭 디바이스(295)의 오프 구간 동안 손실된 전하가 반도체 스위칭 디바이스(295)의 온 구간 동안 신속하게 보충될 수 있다.
일례에서, 제어 신호(240)가 하이일 때 인버터(265)는 제 1 및 제 2 P 형 MOSFET(250,255)을 바이어싱하여 턴 온(예를 들어, 도통)되게 하고, N 형 MOSFET(260)을 바이어싱하여 턴 오프되게 하도록 구성될 수 있다. 또한, 인버터(265)는 제어 신호(240)가 로우일 때 제 1 및 제 2 P 형 MOSFET(250, 255)을 바이어싱하여 턴 오프되게 하고 N 형 MOSFET(260)을 바이어싱하여 턴 온(예를 들어, 도통)되게 하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호(240)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호일 수 있다.
제 1 및 제 2 P 형 MOSFET(250, 255)이 온(예를 들어, 도통)이고 제 1 N 형 MOSFET(260)이 오프일 때, 제 1 P 형 MOSFET(250)은 제 1 커패시터(210)의 제 1 단자를 공급 전압(Vcc)(225)에 연결하고, 제 2 P 형 MOSFET(255)은 제 1 구동 전압(Vgg)(220)을 드라이버의 출력(230) 및 제 1 커패시터(210)의 제 2 단자에 연결한다. 공급 전압(Vcc)(225)이 제 1 커패시터(210)의 제 1 단자에 존재하고 제 1 구동 전압(Vgg)(220)이 제 2 단자에 존재하면, 제 1 커패시터(210)는 제 2 구동 전압(Vrev)(235)으로 충전될 수 있다. 또한, 드라이버의 출력(230)은 제어 신호가 하이일 때 반도체 스위칭 디바이스(295)의 제어 게이트에 양의 극성의 공급 전압(Vgg)(220)을 제공할 수 있다.
제어 신호(240)가 하이 상태에서 로우 상태로 스위칭할 때, 인버터(265)는 제 1 및 제 2 P 형 MOSFET(250, 255)을 턴 오프시키고 제 1 N 형 MOSFET(260)을 턴 온(예를 들면, 도통)시킨다. 제 1 및 제 2 P 형 MOSFET(250, 255)이 오프이고 제 1 N 형 MOSFET(260)이 온일 때, 제 1 커패시터(210)의 제 1 단자는 접지 전위에 연결되고 제 2 단자는 드라이버의 출력(230)에 연결된다. 결과적으로, 드라이버의 출력(230)은 제어 신호(240)가 로우일 때 반도체 스위칭 디바이스(295)의 제어 게이트에 음의(즉, 역방향) 극성의 제 2 구동 전압(Vrev)(235)을 제공할 수 있다. 반도체 스위칭 디바이스(295)의 제어 게이트에 출력되는 음의 극성의 구동 전압은 반도체 스위칭 디바이스(295)의 고속 턴 오프를 제공할 수 있다.
구동 제어기(215)는 제 1 커패시터(210)를 제 1 구동 전압(Vgg)으로 사전-충전(pre-charge)하도록 구성된 충전 회로(270)를 선택적으로 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 1 저항기(275)는 제 2 P 형 MOSFET(255)의 드레인과 드라이버의 출력(230) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 저항기(280)는 제 1 커패시터(210)의 제 2 단자와 드라이버의 출력(230) 사이에 연결될 수 있다. 전압 클램프(285)는 드라이버의 출력(230)과 접지 전위 사이에 연결될 수 있다. 작은 저항들(275, 280), 전압 클램프(285) 및 다른 구성 요소들은 드라이버의 스위칭 특성들의 보다 정확한 제어 및/또는 역 바이어스된 게이트 드라이브의 보다 정확한 제어를 위해 부가될 수 있다.
일 실시예에서, 전압 조정기(205) 및 구동 제어기(215)는 별개의 회로일 수 있거나 함께 통합될 수 있다. 일 실시예에서, P 및 N 형 MOSFET(250-260) 및 인버터(265)는 IC 내에 모놀리식으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, P 및 N 형 MOSFET(250-260)은 인버터(265)와 함께 패키징될 수 있다. 이러한 실시예에서, MOSFET(250-260) 및 인버터(265)는 별도의 다이 상에 제조될 수 있고, 이어서 공통 패키지에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 커패시터(210)는 IC에 외부적으로 연결되거나, 또는 이후에 공통 패키지에 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에서, MOSFET(250-260)은 인버터(265)에 외부적으로 연결된 별개의 구성 요소일 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 캐퍼시터(210)는 IC에 외부적으로 연결될 수 있거나 함께 패키징된 인버터(265) 및 MOSFET(250-260)에 외부적으로 연결될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 본 기술의 측면에 따른 스위칭 디바이스 구동 방법이 도시된다. 이 방법은 305에서 공급 단자에서 공급 전압(Vcc)을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 310에서, 제어 신호가 입력단에서 수신될 수 있다.
315에서, 공급 전압(Vcc)은 제 1 구동 전압(Vgg)까지 강하(step down)될 수 있다. 320에서, 제 2 구동 전압(Vrev)은 공급 전압(Vcc)과 제 1 구동 전압(Vgg) 사이의 전위차에 기초하여 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 공급 전압(Vcc)을 저장 소자의 제 1 단자에 연결하고 제 1 구동 전압(Vgg)을 저장 소자의 제 2 단자에 연결함으로써 제 2 구동 전압(Vrev)이 생성될 수 있다.
325에서, 제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 제 1 구동 전압(Vgg)이 출력될 수 있고, 제어 신호의 제 2 상태에 응답하여 반대 극성의 제 2 구동 전압(Vrev)이 출력될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 구동 전압을 출력하는 단계는 제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 제 1 구동 전압(Vgg)을 출력단에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 제어 신호의 제 2 상태에 응답하여 반대 극성의 제 2 구동 전압(Vrev)이 저장 소자의 제 2 단자에 의해 출력단으로 출력되고, 저장 소자의 제 1 단자에 의해 접지단으로 출력될 수 있다.
또한, 330에서 스위칭 디바이스 구동 방법은, 공급 전압(Vcc)이 동작 레벨 내에 있을 때 인에이블될 수 있다. 335에서 공급 전압(Vcc)이 동작 레벨보다 낮으면, 스위칭 디바이스 구동 방법은 디스에이블될 수 있다.
또한, 340에서 저장 소자는 스위칭 디바이스 구동 방법을 인에이블하기 전에 제 2 구동 전압으로 충전될 수 있다. 345에서, 저장 소자는 또한 제어 신호가 미리 정해진 양보다 많은 시간동안 제 2 상태에 있을 때 제 2 구동 전압으로 충전될 수 있다.
측면들에서, 드라이버 방법은 유리하게 스위칭 반도체 소자를 턴 온하기 위한 포지티브 게이트 전압 및 스위칭 반도체 소자를 턴 오프하기 위한 네거티브 게이트 전압을 제공한다. 또한, 드라이버 방법은 유리하게는 단일 공급 전위로부터 양 및 음의 게이트 전압을 생성한다.
본 기술의 특정 실시예에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이들은 포괄적이거나 본 발명을 개시된 정확한 형태로 한정하려는 것은 아니며, 전술한 암시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능하다는 것이 명백하다. 이 실시예는 본 기술의 원리 및 그 실제 응용을 가장 잘 설명하여 당업자가 본 기술 및 고려된 특정 용도에 적합한 다양한 실시예를 가장 잘 활용할 수 있도록 선택 및 설명되었다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구 범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.

Claims (31)

  1. 스위칭 디바이스 드라이버로서,
    공급 전압으로부터 제 1 구동 전압을 생성하도록 구성된 전압 조정기 - 상기 제 1 구동 전압은 상기 공급 전압보다 작음 - 와,
    제 2 구동 전압을 저장하도록 구성된 저장 소자와,
    상기 저장 소자를 상기 제 2 구동 전압으로 사전-충전하도록 구성된 충전 회로와,
    제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 상기 드라이버의 출력에서 상기 제 1 구동 전압을 제공하고 상기 공급 전압과 상기 제 1 구동 전압 사이의 차를 상기 제 2 구동 전압으로서 상기 저장 소자에 제공하며, 상기 제어 신호의 제 2 상태에 응답하여 상기 드라이버의 출력에서 반대 극성의 상기 제 2 구동 전압을 제공하도록 구성되는 구동 제어기를 포함하는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 제어기는,
    상기 공급 전압과 상기 저장 소자 사이에 연결된 제 1 스위칭 소자와,
    상기 제 1 구동 전압과 상기 드라이버의 출력 사이에 연결된 제 2 스위칭 소자와,
    상기 저장 소자와 상기 드라이버의 접지 전위 사이에 연결된 제 3 스위칭 소자와,
    상기 제어 신호의 상기 제 1 상태에서 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자를 폐쇄하고 상기 제 3 스위칭 소자를 개방하며, 상기 제어 신호의 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자를 개방하고 상기 제 3 스위칭 소자를 폐쇄하도록 구성되는 제어기 로직을 포함하는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장 소자는 제 1 커패시터를 포함하고, 상기 제 1 커패시터는 제 1 단자 및 제 2 단자를 갖는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 제어기는,
    상기 제어 신호를 수신하기 위한 입력을 포함하는 인버터를 포함하는 제어 로직과,
    상기 공급 전압에 연결된 소스, 상기 제 1 커패시터에 연결된 드레인 및 상기 인버터의 출력에 연결된 게이트를 포함하는 제 1 P-형 MOSFET를 포함하는 제 1 스위칭 소자와,
    상기 제 1 구동 전압에 연결된 소스, 상기 드라이버의 출력에 연결된 드레인 및 상기 인버터의 출력에 연결된 게이트를 포함하는 제 2 P-형 MOSFET를 포함하는 제 2 스위칭 소자와,
    상기 제 1 커패시터에 연결된 드레인, 접지 전위에 연결된 소스 및 상기 인버터의 출력에 연결된 게이트를 포함하는 제 1 N-형 MOSFET를 포함하는 제 3 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제 1 커패시터의 제 2 단자는 상기 드라이버의 출력에 연결되고, 상기 제 1 커패시터의 제 1 단자는 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자 모두의 드레인에 연결되는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호를 포함하는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 P-형 MOSFET의 상기 드레인과 상기 드라이버의 출력 사이에 연결된 제 1 저항기와,
    상기 제 1 커패시터의 제 2 단자와 상기 드라이버의 출력 사이에 연결된 제 2 저항기와,
    상기 드라이버의 출력과 상기 접지 전위 사이에 연결된 전압 클램프를 더 포함하는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  9. 삭제
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자에 연결된 상기 저장 소자의 제 1 단자에 연결된 전류원과,
    상기 드라이버의 출력에 연결된 제 4 스위칭 소자를 더 포함하고,
    상기 제어기 로직은 시동 또는 정지 모드에서 상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자를 개방하고 상기 제 4 스위칭 소자를 폐쇄하도록 더 구성되는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기 로직은 정상 동작 중에 상기 전류원을 디스에이블하고 상기 제 4 스위칭 소자를 개방하도록 더 구성되는
    스위칭 디바이스 드라이버.
  12. 스위칭 디바이스와,
    상기 스위칭 디바이스의 제어 단자에 연결된 게이트 단자, 및 상기 스위칭 디바이스의 소스에 연결된 접지 단자를 포함하는 드라이버를 포함하되,
    상기 드라이버는,
    공급 전압으로부터 제 1 구동 전압을 생성하도록 구성된 전압 조정기 - 상기 제 1 구동 전압은 상기 공급 전압보다 작음 - 와,
    제 2 구동 전압을 저장하도록 구성된 제 1 저장 소자와,
    상기 제 1 저장 소자를 상기 제 2 구동 전압으로 사전-충전하도록 구성된 충전 회로와,
    제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 상기 스위칭 디바이스의 상기 제어 단자에서 상기 제 1 구동 전압을 제공하고 상기 공급 전압과 상기 제 1 구동 전압 간의 차를 상기 제 2 구동 전압으로서 상기 제 1 저장 소자에 제공하고, 상기 제어 신호의 제 2 상태에 응답하여 상기 스위칭 디바이스의 상기 제어 단자에서 반대 극성의 상기 제 2 구동 전압을 제공하도록 구성되는 구동 제어기를 더 포함하는
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는 WBG(Wide Band Gap) 전력 반도체를 포함하는
    장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)를 포함하는
    장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는 갈륨 나이트 라이드(GaN) 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함하는
    장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는 실리콘(Si) MOSFET을 포함하는
    장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)를 포함하는
    장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동 제어기는,
    상기 공급 전압과 상기 제 1 저장 소자 사이에 연결된 제 1 스위칭 소자와,
    상기 제 1 구동 전압과 상기 드라이버의 게이트 단자 사이에 연결된 제 2 스위칭 소자와,
    상기 제 1 저장 소자와 접지 전위 사이에 연결된 제 3 스위칭 소자와,
    상기 제어 신호의 상기 제 1 상태에서 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자를 폐쇄하고 상기 제 3 스위칭 소자를 개방하며, 상기 제어 신호의 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자를 개방하고 상기 제 3 스위칭 소자를 폐쇄하는 제어기 로직을 포함하는
    장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자 및 상기 제어기 로직은 집적 회로(IC)에 모놀리식으로 제조되는
    장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 드라이버는 상기 제 2 스위칭 소자에 연결된 제 2 저장 소자를 더 포함하고, 상기 제 1 저장 소자 및 상기 제 2 저장 소자는 상기 집적 회로(IC)에 외부적으로 연결되는
    장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자는 상기 제어기 로직과 함께 패키징되는
    장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 저장 소자는 상기 제어기 로직, 상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자와 함께 패키징되는
    장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 저장 소자는 함께 패키징된 상기 제어기 로직, 상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자에 외부적으로 연결되는
    장치.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자, 상기 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 3 스위칭 소자는 상기 제어기 로직에 외부적으로 연결되는
    장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 저장 소자는 상기 제어기 로직에 외부적으로 연결되는
    장치.
  26. 스위칭 디바이스 구동 방법으로서,
    공급 단자에서 공급 전압을 수신하는 단계와,
    입력단에서 제어 신호를 수신하는 단계와,
    상기 공급 전압을 제 1 구동 전압으로 강하하는 단계와,
    상기 공급 전압과 상기 제 1 구동 전압 사이의 전위차에 기초하여 제 2 구동 전압을 생성하는 단계와,
    출력단에서 상기 제어 신호의 제 1 상태에 응답하여 상기 제 1 구동 전압을 출력하고 상기 제어 신호의 제 2 상태에 응답하여 반대 극성의 상기 제 2 구동 전압을 출력하는 단계와,
    스위칭 디바이스 드라이버의 구동을 인에이블하기 전에 제 1 저장 소자를 상기 제 2 구동 전압으로 충전하는 단계를 포함하는
    스위칭 디바이스 구동 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 전압을 생성하는 단계는, 상기 제어 신호의 상기 제 1 상태에 응답하여 상기 공급 전압을 제 1 저장 소자의 제 1 단자에 연결하고 상기 제 1 구동 전압을 상기 제 1 저장 소자의 제 2 단자에 연결하는 단계를 포함하는
    스위칭 디바이스 구동 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 전압을 출력하는 단계는 상기 제어 신호의 상기 제 1 상태에 응답하여 상기 제 1 구동 전압을 상기 출력단에 연결하는 단계를 포함하고,
    상기 반대 극성의 제 2 구동 전압을 출력하는 단계는 상기 제어 신호의 상기 제 2 상태에 응답하여 상기 제 1 저장 소자의 상기 제 2 단자를 상기 출력단에 연결하고 상기 제 1 저장 소자의 상기 제 1 단자를 접지 단자에 연결하는 단계를 포함하는
    스위칭 디바이스 구동 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 공급 전압이 동작 레벨의 범위 내에 있을 때 상기 스위칭 디바이스 드라이버의 구동을 인에이블하는 단계와,
    상기 공급 전압이 상기 동작 레벨의 범위 아래에 있을 때 상기 스위칭 디바이스 드라이버의 구동을 디스에이블하는 단계를 더 포함하는
    스위칭 디바이스 구동 방법.
  30. 삭제
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제어 신호가 미리 결정된 기간보다 길게 상기 제 2 상태에 있을 때 상기 제 1 저장 소자를 상기 제 2 구동 전압으로 충전하는 단계를 더 포함하는
    스위칭 디바이스 구동 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11569727B2 (en) * 2018-07-17 2023-01-31 Mitsubishi Electric Corporation Drive circuit and power conversion device
CN114625195B (zh) * 2020-12-14 2024-03-29 北京晶视智能科技有限公司 传送器
US11687105B2 (en) * 2021-06-30 2023-06-27 Novatek Microelectronics Corp. Driving device
CN114678766A (zh) * 2022-03-14 2022-06-28 北京宏景智驾科技有限公司 一种提高氮化镓驱动激光器电路激光峰值功率的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014128942A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 株式会社 日立製作所 半導体素子の駆動装置
WO2015072098A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ゲート駆動回路およびそれを用いた電力変換装置

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3070464D1 (en) 1979-10-26 1985-05-15 Stauffer Chemical Co Method of curing meats, preparation of curing solution and additive for meat curing solutions
JPS5668341U (ko) * 1979-10-30 1981-06-06
US5644265A (en) * 1995-05-01 1997-07-01 International Business Machines Corporation Off-chip driver for mixed voltage applications
US5613229A (en) 1995-05-17 1997-03-18 Motorola, Inc. Voltage and current mode power regulator
CA2171052C (en) * 1995-09-29 2001-05-15 Colin Harris A tristatable output driver for use with 3.3 or 5 volt cmos logic
US5680300A (en) * 1995-12-22 1997-10-21 Analog Devices, Inc. Regulated charge pump DC/DC converter
US5705919A (en) * 1996-09-30 1998-01-06 Linear Technology Corporation Low drop-out switching regulator architecture
CN1171505C (zh) * 2000-09-27 2004-10-13 松下电器产业株式会社 磁控管驱动电源
DE10236532C1 (de) * 2002-08-09 2003-08-14 Semikron Elektronik Gmbh Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Leistungstransistoren
US7023672B2 (en) 2003-02-03 2006-04-04 Primarion, Inc. Digitally controlled voltage regulator
US7091752B2 (en) * 2003-09-30 2006-08-15 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for simplifying the control of a switch
WO2005091486A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Mks Instruments, Inc. Control circuit for switching power supply
JP2005266330A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Pioneer Electronic Corp プラズマディスプレイ表示装置及びその駆動方法
US7365596B2 (en) * 2004-04-06 2008-04-29 Freescale Semiconductor, Inc. State retention within a data processing system
JP4453476B2 (ja) * 2004-08-05 2010-04-21 ソニー株式会社 シフト回路、シフトレジスタ回路および表示装置
US7928953B2 (en) * 2005-03-29 2011-04-19 Panasonic Corporation Display driver circuit
US7307458B1 (en) * 2005-05-27 2007-12-11 National Semiconductor Corporation Voltage mode serial interface driver with PVT compensated impedance
ES2384902T3 (es) * 2005-08-01 2012-07-13 Agie Charmilles Sa Procedimiento y generador para mecanizado por electroerosión
JP2007336694A (ja) 2006-06-15 2007-12-27 Mitsubishi Electric Corp 絶縁ゲート型半導体素子の駆動回路
DE102007051793B4 (de) 2007-10-30 2009-08-27 Texas Instruments Deutschland Gmbh LED-Treiber mit adaptivem Algorithmus für Speicherkondensatorvorladung
TWI343703B (en) * 2007-12-21 2011-06-11 Novatek Microelectronics Corp Low power differential signaling transmitter
US7639045B2 (en) * 2008-05-23 2009-12-29 Intersil Americas Inc. Bi-directional buffer and method for bi-directional buffering that reduce glitches due to feedback
US8026704B2 (en) * 2008-06-06 2011-09-27 Infineon Technologies Austria Ag System and method for controlling a converter
US8542847B2 (en) * 2008-07-17 2013-09-24 Analog Devices A/S Controlled overlap driver circuit
US8854019B1 (en) * 2008-09-25 2014-10-07 Rf Micro Devices, Inc. Hybrid DC/DC power converter with charge-pump and buck converter
DE102008049677B4 (de) * 2008-09-30 2014-09-18 Infineon Technologies Ag Spannungsversorgung in einer Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterschaltelement
US8228962B2 (en) 2009-01-23 2012-07-24 Iptronics A/S Low power drive circuit
US8324840B2 (en) * 2009-06-04 2012-12-04 Point Somee Limited Liability Company Apparatus, method and system for providing AC line power to lighting devices
JP5347806B2 (ja) * 2009-07-29 2013-11-20 ソニー株式会社 抵抗変化型メモリデバイスおよびその動作方法
US20120044722A1 (en) * 2010-02-23 2012-02-23 Slobodan Cuk Isolated switching converter
US8310329B1 (en) * 2010-05-28 2012-11-13 Edward Herbert Interleaved common mode transformer with common mode capacitors
US8195102B2 (en) * 2010-06-02 2012-06-05 Nxp B.V. System and method for transmitting a baseband real signal with a non-constant envelope using a polar transmitter
JP5263316B2 (ja) * 2011-02-15 2013-08-14 株式会社デンソー 半導体スイッチング素子の駆動回路
US8508298B2 (en) * 2011-03-10 2013-08-13 Silicon Laboratories Inc. Amplifier using master-slave control scheme
JP2013070263A (ja) 2011-09-22 2013-04-18 Renesas Electronics Corp 電力変換回路、多相ボルテージレギュレータ、及び電力変換方法
CN105210258B (zh) * 2013-03-15 2019-04-23 设计通量技术公司 用于产生可动态重配置的储能装置的方法和设备
CN105027441B (zh) * 2013-04-08 2018-10-23 富士电机株式会社 功率器件的驱动电路
US9520251B2 (en) * 2013-04-26 2016-12-13 Ferfics Limited RF switch with inter-domain ESD protection
US9270180B2 (en) * 2013-05-03 2016-02-23 Texas Instruments Deutschland Gmbh DC-DC converter with adaptive minimum on-time
US9379695B2 (en) * 2013-12-30 2016-06-28 Infineon Technologies Ag Circuit and method for operating a half-bridge
US10305298B2 (en) * 2014-03-17 2019-05-28 Glx Power Systems, Inc. Method and apparatus for creating a dynamically reconfigurable energy storage device
US9755625B2 (en) * 2014-04-30 2017-09-05 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Pulse generator and driving circuit comprising the same
US9800235B2 (en) * 2014-06-04 2017-10-24 Texas Instruments Incorporated Adaptive edge-rate boosting driver with programmable strength for signal conditioning
KR102315888B1 (ko) * 2014-06-09 2021-10-21 삼성디스플레이 주식회사 게이트 회로 및 이를 이용한 표시 장치
JP6378003B2 (ja) * 2014-08-27 2018-08-22 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、電池監視システム、及び半導体装置の起動方法
US9559683B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-31 Infineon Technologies Austria Ag System and method for a switch having a normally-on transistor and a normally-off transistor
KR102140250B1 (ko) * 2014-09-22 2020-07-31 주식회사 디비하이텍 출력 버퍼, 이를 포함하는 소스 드라이버 및 디스플레이 장치
US9973091B2 (en) * 2015-01-14 2018-05-15 Semiconductor Components Industries, Llc Precise and dynamic control of synchronous rectification switch voltage in a switched mode power supply
JP6477442B2 (ja) 2015-11-24 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 スイッチング回路及び電力変換回路
TWI586063B (zh) * 2015-12-17 2017-06-01 華碩電腦股份有限公司 電源供應裝置
US9793892B2 (en) * 2016-03-10 2017-10-17 Peregrine Semiconductor Corporation High speed and high voltage driver
US10615617B2 (en) * 2017-02-07 2020-04-07 Infineon Technologies Ag Supply voltage selection circuitry
US10416035B2 (en) * 2017-05-30 2019-09-17 Mija Industries, Inc. Power management system for pressure monitoring
US10326620B2 (en) * 2017-05-31 2019-06-18 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for background calibration of multi-phase parallel receivers
US10348293B2 (en) * 2017-06-19 2019-07-09 Psemi Corporation Timing controller for dead-time control
US10938327B2 (en) * 2017-09-29 2021-03-02 Intel Corporation Self-starting AC harvester

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014128942A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 株式会社 日立製作所 半導体素子の駆動装置
WO2015072098A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ゲート駆動回路およびそれを用いた電力変換装置

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Publication number Publication date
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