KR960038970A - 고측부 스위치용 전하 펌프 회로 - Google Patents

고측부 스위치용 전하 펌프 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전하 펌프가 정전류 회로에 의해 접지 단자에 연결되고 접지 단자에 대해 부유하여 잡음의 발생을 감소시키는, 실리콘 칩내에 집적되는 고측부 모놀리식 스위칭 회로에 관한 것이다. 전하 펌프는 전하 펌프 출력 회로에 연결되는 게이트를 갖춘 보조 파워 MOSFET에 의해 Vcc 단자에 연결된다. 종래의 전하 펌프 다이오드는 공통 모놀리식 칩 안에 쉽게 집적될 수 있는 MOSFET 장치로서 실현된다. 전하 펌프에 걸쳐 설치된 클램핑 회로에 의해, 고전압 장치용으로 저전압, 소영역의 커패시터를 사용할 수 있다.

Description

고측부 스위치용 전하 펌프 회로
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제7도는 보조 MOSFET을 채용하여 제4도 및 제5도에 개략적으로 도시된 오프 스위치를 실시하는 제4도의 회로의 변형예의 도시도, 제9도는 변형된 개시 회로를 갖춘 제8도의 회로의 도시도.

Claims (21)

  1. 제1 및 제2 파워 전극 및 제어 전극을 갖춘 모스게이트된 파워 반도체 장치와, 제1 및 제2 파워 단자와 출력단자를 갖춘 전하 펌프 회로와, 입력 및 출력 단자를 갖춘 정전류 소오스 회로와, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 상기 제1파워 전극에 연결되고 전원에 연결될 수 있는 Vcc 입력 전압 단자와, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 상기 제2파워 전극에 연결되고 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치가 폐쇄되었을 때 상기 전원으로부터 전압을 공급받을 수 있는 접지 부하에 연결될 수 있는 부하 단자와, 상기 접지 부하에 연결될 수 있는 접지 단자를 포함하며, 상기 전하 펌프회로는 상기 Vcc 입력 전압보다 높은 상기 출력 단자에서 출력 전압을 생성할 수 있도록 동작하며, 상기 전하 펌프 신호의 상기 제1파워 단자는 상기 Vcc 입력 전압 단자와 연결되며, 상기 전하 펌프회로의 상기 제2파워 단자는 상기 정전류 회로의 입력단자에 연결되며, 상기 정전류 회로의 출력단자는 상기 접지 단자에 연결됨으로써, 상기 제2파워 단자는 부유전위를 가지며, 상기 전하 펌프회로의 출력 단자는 상기 모스케이트된 파워 반도체 장치의 상기 제어전극에 연결되어 상기 제2단자의 전압보다 높은 전압을 제공하여 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치를 온시키는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치는 파워 MOSFET인 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전하 펌프의 제1파워 단자를 상기 Vcc 입력 전압 단자에 연결하고 분리시키는 제1스위칭 수단과, 상기 제1스위칭 수단이 상기 펌프의 제1파워 단자를 상기 Vcc 입력 단자에서 각각 분리시키고 연결할 때 상기 모스게이트된 파워 장치의 제어 전극을 상기 접지 단자에 연결하고 분리시키는 제2스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전하 펌프 회로의 상기 제1 및 제2파워 단자 사이에 연결되어 그 사이의 전압을 제한하는 전압 클램프 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 클램프수단은 제너 다이오드를 구성되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전하 펌프회로는, 상기 전하 펌프 회로의 제1 및 제2파워단자에 연결되고 그로부터 동작하며 오실레이터 출력 단자를 갖춘 사각파 오실레이터와, 상기 오실레이터출력 단자에 연결되는 인버터 버퍼와, 전하 저장 커패시터와, 제1 및 제2다이오드로 구성되며, 상기 인버터 버퍼는 상기 커패시터 및 상기 제1다이오드와 함께 직렬로 상기 모스게이트된 파워 장치의 제어 전극에 연결되는 출력을 구비하며, 상기 제2다이오드는 상기 Vcc 입력 전압 단자로부터 상기 커패시터 및 제1다이오드 사이의 노드까지 연결됨으로써, 상기 인버터 버퍼의 출력이 낮을 때 상기 커패시터는 상기 Vcc 단자에서의 전압으로부 상기 제2다이오드를 통해 충전되며, 상기 인버터 버퍼의 출력이 높을 때 상기 커패시터의 전압과 상기 Vcc 단자의 전압이 합쳐진 전압이 상기 제1다이오드를 통해 직렬로 상기 모스게이트된 파워 장치의 제어단자에 인가된 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전류 회로는 상기 전하 펌프 회로의 제2파워 단자 및 상기 접지 단자에 각각 연결되는 드레인 및 소오스 전극을 갖춘 제1제어MOSFET과, 보조 전압 소오스 및 상기 접지 단자 사이에 연결되는 직렬상태의 항상 모드 MOSFET 및 공핍 모드 MOSFET로 구성되며, 상기 향상 모드 및 공핍 모드 MOSFET 사이의 노드는 각각의 게이트 및 상기 제1제어 MOSFET의 게이트에 연결되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 MOSFET과 함께 사용되어 상기 전하 펌프 회로의 제2파워 단자 및 상기 접지 단자 사이의 전압을 상기 제1제어 MOSFET을 파손시키지 않고 증가시키는 제2제어 MOSFET을 포함하는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  9. 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2파워 단자와 게이트 단자를 구비한 보조 파워 MOSFET을 포함하며, 상기 보조 파워 MOSFET의 제1 및 제2파워 단자는 상기 전하 펌프회로의 제1파워 단자 및 상기 Vcc 입력 전압 단자에 연결되며, 상기 보조 파워 MOSFET의 게이트 단자는 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 제어 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  10. 제9항에 있어서, 보조 공급 전압 소오스 및 상기 전하 펌프회로 사이에서 연결되어 상기 보조 파워 MOSFET이 전도되기 전에 상기 전하 펌프 회로를 개시하는 개시기 회로 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  11. 고측부 스위치 회로로서, 상기 회로는 제1 및 제2파워 전극 및 제어 전극을 갖춘 모스게이트된 파워 반도체 장치와, 제1 및 제2파워 단자와 출력 단자를 갖춘 전하 펌프 회로와, 입력 및 출력 단자를 갖춘 정전류 소오스 회로와, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 상기 제1파워 전극에 연결되고 전원에 연결될 수 있는 Vcc 입력 전압 단자와, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 상기 제2파워 전극에 연결되고 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치가 폐쇄되었을 때 상기 전원으로부터 전압을 공급받을 수 있는 접지 부하에 연결될 수 있는 부하 단자와, 상기 접지 부하에 연결될 수 있는 접지 단자를 포함하며, 상기 전하 펌프 회로는 상기 Vcc 입력 전압보다 높은 상기 출력 단자에서 출력 전압을 생성할 수 있도록 동작하며, 상기 전하 펌프 회로의 상기 제2파워 단자는 상기 접지 단자에 연결됨으로써, 상기 전하 펌프 회로의 출력 단자는 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 상기 제어 전극에 연결되어 상기 제2단자의 전압보다 높은 전압을 제공하여 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치를 온시키며, 상기 회로는 상기 모스게이트된 파워 장치의 제어 전극에 연결되어 접지 스위치가 폐쇄되었을 때 상기 제어 전극을 접지하는 접지 스위치와, 제1 및 제2파워 단자 및 게이트 단자를 갖춘 보조 파워 MOSFET을 포함하며, 상기 보조 파워 MOSFET의 제1 및 제2파워 단자는 상기 전하 펌프 회로의 상기제1파워 단자 및 상기 Vcc 입력 전압 단자에 각각 연결되고, 상기 보조 파워 MOSFET의 게이트 단자는 상기 모스 게이트된 파워 반도체 장치의 제어 전극에 연결됨으로써 상기 접지 스위치가 폐쇄되었을 때 상기 보조 파워 MOSFET의 게이트 단자가 접지되어 상기 보조 파워 MOSFET을 오프시켜서 상기 공급 전압으로부터 상기 전하 펌프 회로를 차단하는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  12. 제11항에 있어서, 보조 공급 전압 소오스 및 상기 전하 펌프회로 사이에서 연결되어 상기 보조 파워 MOSFET이 전도되기 전에 상기 전하 펌프 회로를 개시하는 개시기 회로 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  13. 제1항에 있어서, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치, 상기 전하 펌프 회로 및 상기 전류 소오스는 모놀리식 반도체 칩 안에 집적되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  14. 제3항에 있어서, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치, 상기 전하 펌프 회로, 상기 제1스위칭 수단 및 상기 전류 소오스는 모놀리식 반도체 칩 안에 집적되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  15. 제3항에 있어서, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치, 상기 전하 펌프 회로, 상기 전압 클램프 수단 및 상기 전류 소오스는 모놀리식 반도체 칩 안에 집적되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  16. 제8항에 있어서, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치, 상기 전하 펌프 회로, 상기 보조 파워 MOSFET 및 상기 전류 소오스는 모놀리식 반도체 칩 안에 집적되는 것을 특징으로 하는 고측부 스위치 회로.
  17. Vcc 입력 전압 단자와, 접지 단자와, 제어 단자를 갖춘 모스게이트된 파워 반도체 장치용 전하 펌프 회로에 있어서, 상기 전하 펌프회로는 출력단자를 갖춘 사각파 오실레이터와, 상기 오실레이터 출력단자에 연결되는 인버터 버퍼와, 상기 인버터 버퍼의 출력에 연결되는 전하 저장 커패시터와, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 제어 전극에 상기 커패시터를 연결하는 제1 커플링 회로 수단과, 상기 Vcc 입력 전압 단자를 상기 커패시터 및 상기 제1커플링 회로 수단 사이의 노드에 연결하는 제2커플링 회로 수단을 구성됨으로써, 상기 인버터 버퍼의 출력이 낮을 때 상기 커패시터는 상기 Vcc 단자에서의 전압으로부터 상기 제2커플링 수단을 통해 충전되며, 상기 인버터 버퍼의 출력이 높을 때 상기 커패시터의 전압과 상기 Vcc 단자의 전압이 합쳐진 전압이 상기 제1커플링 수단을 통해 직렬로 상기 모스게이트된 파워 장치의 제어 단자에 인가되며, 상기 제1커플링 수단은 상기 커패시터 및 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 제어 전극에 각각 연결되는 소오스 및 드레인 단자를 구비하고 상기 인버터 버터의 출력에 연결되는 기판을 구비하는 공핍 모드 MOSFET과, 상기 상기커패시터에서 공핍 모드 MOSFET의 게이트까지 연결되는 저항 회로 수단과, 상기 공핍 모드 MOSFET의 게이트에서 상기 접지 단자까지 연결되며 상기 오실레이터 출력 단자에 연결되는 게이트를 구비한 제2제어 MOSFET으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전하 펌프 회로.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2커플링 수단은 다이오드인 것을 특징으로 하는 전하 펌프 회로.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 저항 회로 수단은 상기 제1공핍 모드 MOSFET의 게이트에 연결되는 게이트와 상기 제1공핍 모드 MOSFET의 기판에 연결되는 기판을 갖춘 제2공핍 모드 MOSFET으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전하 펌프 회로.
  20. 제17항, 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제2커플링회로 수단은 제어 MOSFET으로 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 펌프 회로.
  21. Vcc 입력 전압 단자와, 접지 단자와, 제어 단자를 갖춘 모스게이트된 파워 반도체 장치용 전하 펌프 회로에 있어서, 상기 전하 펌프회로는 출력 단자를 갖춘 사각파 오실레이터와, 상기 오실레이터 출력 단자에 연결되는 인버터 버퍼와, 상기 인버터의 출력에 연결되는 전하 저장 커패시터와, 상기 모스게이트된 파워 반도체 장치의 제어전극에 상기 커패시터를 연결하는 제1커플링 회로 수단과, 상기 Vcc 입력 전압 단자를 상기 커패시터 및 상기 제1 커플링 회로 수단 사이의 노드에 연결하는 제2커플링 회로 수단을 구성됨으로써, 상기 인버터 버퍼의 출력이 낮을 때 상기 커패시터는 상기 Vcc 단자에서의 전압으로부터 상기 제2커플링 수단을 통해 충전되며, 상기 인버터 버퍼의 출력이 높을 때 상기 커패시터의 전압과 상기 Vcc 단자의 전압이 합쳐진 전압이 상기 제1커플링 수단을 통해 직렬로 상기 모스게이트된 파워 장치의 제어 단자에 인가되며, 상기 제2커플링 회로 수단은 제어 MOSFET을 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 펌프 회로.
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