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JPH07123222B2 - Gate drive circuit - Google Patents
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JPH07123222B2 - Gate drive circuit - Google Patents

Gate drive circuit

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Publication number
JPH07123222B2
JPH07123222B2 JP61096944A JP9694486A JPH07123222B2 JP H07123222 B2 JPH07123222 B2 JP H07123222B2 JP 61096944 A JP61096944 A JP 61096944A JP 9694486 A JP9694486 A JP 9694486A JP H07123222 B2 JPH07123222 B2 JP H07123222B2
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JP
Japan
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effect transistor
field effect
terminal
drive circuit
gate drive
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JP61096944A
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JPS62254518A (en
Inventor
京也 坂本
治郎 森継
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松下精工株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H03K17/691Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インバータ装置、スイッチングレギュレータ
等に使われる電界効果トランジスタ等のゲートを駆動す
るゲート・ドライブ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate drive circuit for driving a gate of a field effect transistor or the like used in an inverter device, a switching regulator or the like.

[従来の技術] 電界効果トランジスタの使用に当たっては、ゲート駆動
の良否が、動作損失や素子破壊など信頼性に大きな影響
を及ぼすので、最適な駆動方法が望まれていた。
[Prior Art] In using a field-effect transistor, the quality of gate drive has a great influence on reliability such as operation loss and element destruction, and therefore an optimum drive method has been desired.

従来、この種のゲート・ドライブ回路は、第2図に示す
ような構成であった。第2図において、7はパルス・ト
ランスで、その1次側に入力端子15a,15bがあり、2次
側の一端は、第1電界効果トランジスタ8のソース端子
と接続され、他端は、第2電界効果トランジスタ9のソ
ース端子と第1電界効果トランジスタ8のゲート端子と
に接続されている。そして、前記第1電界効果トランジ
スタ8のドレイン端子16は、第2電界効果トランジスタ
9のゲート端子に接続されている。従来のゲート・ドラ
イブ回路12は、これらのパルス・トランス7、第1電界
効果トランジスタ8及び第2電界効果トランジスタ9か
ら成っており、実用回路では、ゲート・ドライブ回路12
における第1電界効果トランジスタ8のドレイン端子16
が抵抗10を介して第3電界効果トランジスタ11のゲート
端子に接続され、前記第3電界効果トランジスタ11のソ
ース端子は、第2電界効果トランジスタ9のドレイン端
子17に接続され、ドレイン端子16及びドレイン端子17か
ら導かれる回路の一部がゲート・ドライブ回路の出力端
子18a,18bとなっている。
Conventionally, this type of gate drive circuit has a configuration as shown in FIG. In FIG. 2, a pulse transformer 7 has input terminals 15a and 15b on its primary side, one end on the secondary side is connected to the source terminal of the first field effect transistor 8, and the other end is 2 is connected to the source terminal of the field effect transistor 9 and the gate terminal of the first field effect transistor 8. The drain terminal 16 of the first field effect transistor 8 is connected to the gate terminal of the second field effect transistor 9. The conventional gate drive circuit 12 is composed of these pulse transformer 7, first field effect transistor 8 and second field effect transistor 9. In the practical circuit, the gate drive circuit 12 is used.
The drain terminal 16 of the first field effect transistor 8 in
Is connected to the gate terminal of the third field effect transistor 11 via a resistor 10, the source terminal of the third field effect transistor 11 is connected to the drain terminal 17 of the second field effect transistor 9, and the drain terminal 16 and the drain A part of the circuit led from the terminal 17 serves as the output terminals 18a and 18b of the gate drive circuit.

このような構成回路によって、パルス・トランス7の1
次側から制御パルス信号を2次側へ伝送し、第1電界効
果トランジスタ8及び第2電界効果トランジスタ9を交
互にオン・オフすることにより、第3電界効果トランジ
スタ11を駆動していた。
With such a configuration circuit, one of the pulse transformer 7
The third field effect transistor 11 is driven by transmitting the control pulse signal from the secondary side to the secondary side and alternately turning on and off the first field effect transistor 8 and the second field effect transistor 9.

[発明が解決しようとする課題] このような従来の構成回路では、第3図に示すように、
電界効果トランジスタ13には一般に内蔵ダイオード14が
あるため、パルス・トランス7からの信号により、第2
電界効果トランジスタ9を導通させるとき、第1電界効
果トランジスタ8の内蔵ダイオード電位降下分(約0.7
V)だけ信号が減衰する。
[Problems to be Solved by the Invention] In such a conventional configuration circuit, as shown in FIG.
Since the field effect transistor 13 generally has a built-in diode 14, the signal from the pulse transformer 7 causes the second diode
When the field effect transistor 9 is turned on, the internal diode potential drop of the first field effect transistor 8 (about 0.7
V) signal is attenuated only.

またオフ時には、第1電界効果トランジスタ8の内蔵ダ
イオードの逆回復時間による信号伝送の遅れが生じ、第
2電界効果トランジスタ9のゲート端子が、第1電界効
果トランジスタ8のドレイン端子16を通じて、パルス・
トランス7の2次側へ接続されているため、配線が長く
なり、オン・オフ時には、漂遊インダクタンスにより、
信号がリンギングを起こしたりして動作が不安定であっ
た。更には、インバータ装置にこのゲート・ドライブ回
路12を用いた場合、第3電界効果トランジスタ11の高速
スイッチング時における第1電界効果トランジスタ内蔵
のダイオードによる信号の減衰、遅延による動作損失の
増大と、上下相の同時オンによる第3電界効果トランジ
スタ11の破損などの問題があって、信頼性の低下という
欠点を有していた。
At the time of off, the signal transmission is delayed due to the reverse recovery time of the built-in diode of the first field-effect transistor 8, and the gate terminal of the second field-effect transistor 9 is pulsed through the drain terminal 16 of the first field-effect transistor 8.
Since it is connected to the secondary side of the transformer 7, the wiring becomes long, and due to stray inductance during on / off,
The operation was unstable due to signal ringing. Furthermore, when this gate drive circuit 12 is used in the inverter device, when the third field effect transistor 11 is switched at high speed, the diode built in the first field effect transistor attenuates the signal, the operation loss increases due to the delay, and There is a problem such as damage of the third field effect transistor 11 due to simultaneous turn-on of phases, and there is a drawback that reliability is lowered.

本発明は、このような問題点を解決するもので、電界効
果トランジスタの内蔵ダイオードに影響を無くし、第3
電界効果トランジスタの駆動上、その動作損失の低減と
信頼性の向上とを図ったゲート・ドライブ回路を提案す
るものである。
The present invention solves such a problem and eliminates the influence on the built-in diode of the field effect transistor.
The present invention proposes a gate drive circuit that reduces operational loss and improves reliability in driving a field effect transistor.

[課題を解決するための手段] この問題点を解決するために、本発明のゲート・ドライ
ブ回路では、入力端子を1次側に有するパルス・トラン
スの2次側の一端を第1電界効果トランジスタのソース
端子と第2電界効果トランジスタのゲート端子とに接続
し、前記パルス・トランスの2次側の他端を前記第1電
界効果トランジスタのゲート端子と前記第2電界効果ト
ランジスタのソース端子とに夫々接続したものである。
[Means for Solving the Problem] In order to solve this problem, in the gate drive circuit of the present invention, one end of the secondary side of the pulse transformer having the input terminal on the primary side is the first field effect transistor. Of the pulse transformer and the other end of the secondary side of the pulse transformer to the gate terminal of the first field effect transistor and the source terminal of the second field effect transistor. They are connected to each other.

[作用] この構成により、第3電界効果トランジスタの駆動に当
たって、第1電界効果トランジスタの内蔵ダイオードが
影響せず、従って、第3電界効果トランジスタの駆動を
高速且つ安定して行なうことができ、スイッチング損失
の減少と信頼性の向上とを図ることとなる。
[Operation] With this configuration, when the third field effect transistor is driven, the built-in diode of the first field effect transistor is not affected, and therefore, the third field effect transistor can be driven at high speed and stably, and switching can be performed. This will reduce loss and improve reliability.

[実施例] 以下本発明の一実施例を第1図に基づき説明する。第1
図において、1はパルス・トランスで、1次側と2次側
が絶縁され、信号の伝送を行なう。このパルス・トラン
ス1の1次側の入力端子19a,19bに対し、2次側の一端
は、第1電界効果トランジスタ2のソース端子と第2電
界効果トランジスタ3のゲート端子とに接続してあり、
またパルス・トランス1の2次側の他端は、第1電界効
果トランジスタ2のゲート端子と第2電界効果トランジ
スタ3のソース端子との双方に接続してある。このよう
な、パルス・トランス1と、その2次側に第1電界効果
トランジスタ2及び第2電界効果トランジスタ3とをも
って構成した回路が、本発明のゲート・ドライブ回路6
である。ゲート・ドライブ回路6の第1電界効果トラン
ジスタ2のドレイン端子20は、抵抗4の一端に接続さ
れ、第2電界効果トランジスタ3のドレイン端子21は、
第3電界効果トランジスタ5のソース端子と接続される
一方、抵抗4の他端は第3電界効果トランジスタ5のゲ
ート端子に接続される。従って、第1電界効果トランジ
スタ2のドレイン端子20及び第2電界効果トランジスタ
3のドレイン端子21から導かれる回路の一部が夫々本発
明のゲート・ドライブ回路の出力端子22a及び同22bとな
っている。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. First
In the figure, reference numeral 1 is a pulse transformer for insulating the primary side and the secondary side and transmitting signals. With respect to the primary side input terminals 19a and 19b of the pulse transformer 1, one end on the secondary side is connected to the source terminal of the first field effect transistor 2 and the gate terminal of the second field effect transistor 3. ,
The other end on the secondary side of the pulse transformer 1 is connected to both the gate terminal of the first field effect transistor 2 and the source terminal of the second field effect transistor 3. Such a circuit constituted by the pulse transformer 1 and the first field effect transistor 2 and the second field effect transistor 3 on the secondary side thereof is the gate drive circuit 6 of the present invention.
Is. The drain terminal 20 of the first field effect transistor 2 of the gate drive circuit 6 is connected to one end of the resistor 4, and the drain terminal 21 of the second field effect transistor 3 is
While being connected to the source terminal of the third field effect transistor 5, the other end of the resistor 4 is connected to the gate terminal of the third field effect transistor 5. Therefore, a part of the circuit led from the drain terminal 20 of the first field effect transistor 2 and the drain terminal 21 of the second field effect transistor 3 becomes the output terminals 22a and 22b of the gate drive circuit of the present invention, respectively. .

以上のように構成された回路について、次に動作を説明
する。まずパルス・トランス1の1次側に信号(電圧±
Eのパルス信号)を入力すると、電磁誘導により、信号
が2次側へ誘起される。この誘起された信号は、第2電
界効果トランジスタ3のソース端子に対するゲート端子
の電圧がオン電圧より高くなるとき、つまりVIN+Eの
とき、第2電界効果トランジスタ3が導通する。このと
き、パルス・トランス1の2次側の他端と第3電界効果
トランジスタ5のソース端子とが同電位となり、一方パ
ルス・トランス1の2次側の一端から第1電界効果トラ
ンジスタ2の内蔵ダイオードを経て、抵抗4を介して第
3電界効果トランジスタ5が充電され、これにより、第
3電界効果トランジスタ5は導通する。
The operation of the circuit configured as described above will be described next. First, a signal (voltage ±
When a pulse signal of E) is input, the signal is induced to the secondary side by electromagnetic induction. The induced signal causes the second field effect transistor 3 to conduct when the voltage of the gate terminal with respect to the source terminal of the second field effect transistor 3 becomes higher than the ON voltage, that is, V IN + E. At this time, the other end on the secondary side of the pulse transformer 1 and the source terminal of the third field effect transistor 5 have the same potential, while the other end on the secondary side of the pulse transformer 1 has the first field effect transistor 2 built-in. The third field effect transistor 5 is charged via the resistor 4 via the diode, and the third field effect transistor 5 is thereby rendered conductive.

次にVIN=−Eのとき、第2電界効果トランジスタ3は
オフとなり、第1電界効果トランジスタ2は導通する。
このため、パルス・トランス1の一端と抵抗4の一端と
が同電位となり、またパルス・トランス1の他端と第3
電界効果トランジスタ5のソース端子とが第2電界効果
トランジスタ3の内蔵ダイオードを通じてつながり、第
3電界効果トランジスタ5のゲート端子から抵抗4を通
じて放電され、第3電界効果トランジスタ5はオフとな
る。
Next, when V IN = −E, the second field effect transistor 3 is turned off and the first field effect transistor 2 is turned on.
Therefore, one end of the pulse transformer 1 and one end of the resistor 4 have the same potential, and the other end of the pulse transformer 1 and the third end
The source terminal of the field effect transistor 5 is connected through the built-in diode of the second field effect transistor 3, the gate terminal of the third field effect transistor 5 is discharged through the resistor 4, and the third field effect transistor 5 is turned off.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、電界効果トランジスタ
の内蔵ダイオードに影響を及ぼさないようにすること
で、パルス・トランスからの信号を減衰させずに伝送
し、また高速信号に対しても追従性をよくし得る。ゲー
ト・ドライブ回路の2つの電界効果トランジスタのゲー
ト端子を夫々パルス・トランスの2次側へ直接接続した
ことにより、配線を短くでき、漂遊インダクタンスを低
減して、信号のリンギングを無くし、確実な動作を行な
わせることができた。また、ゲート電圧がパルス信号の
波高値に到るまで減衰せずに充電できるので、スイッチ
ング損失が減少し、インバータ装置にこのゲート・ドラ
イブ回路を使用したときも、第3電界効果トランジスタ
のゲート電圧の減衰に基づくノイズ耐量の低下による第
3電界効果トランジスタの破損を防止でき、結果的に信
頼性の向上を図ることができ、実用上大きな効果が得ら
れる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by preventing the built-in diode of the field effect transistor from being affected, the signal from the pulse transformer is transmitted without being attenuated, and the high speed signal is transmitted. Also, it is possible to improve followability. By directly connecting the gate terminals of the two field-effect transistors in the gate drive circuit to the secondary side of the pulse transformer, the wiring can be shortened, stray inductance can be reduced, and signal ringing can be eliminated to ensure reliable operation. Could be done. In addition, since the gate voltage can be charged without being attenuated until it reaches the peak value of the pulse signal, the switching loss is reduced, and even when this gate drive circuit is used in the inverter device, the gate voltage of the third field effect transistor is reduced. It is possible to prevent the third field effect transistor from being damaged due to a reduction in noise resistance due to the attenuation, and as a result, it is possible to improve reliability and obtain a practically large effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の一実施例におけるゲート・ドライブ
回路の接続図、第2図は、従来のゲート・ドライブ回路
を示す接続図、第3図は、電界効果トランジスタの等価
回路図である。 1……パルス・トランス 2……第1電界効果トランジスタ 3……第2電界効果トランジスタ 6……ゲート・ドライブ回路 19a……入力端子 19b……入力端子 20……第1電界効果トランジスタのドレイン端子 21……第2電界効果トランジスタのドレイン端子 22a……出力端子 22b……出力端子
FIG. 1 is a connection diagram of a gate drive circuit in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a connection diagram showing a conventional gate drive circuit, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a field effect transistor. . 1 ... Pulse transformer 2 ... First field-effect transistor 3 ... Second field-effect transistor 6 ... Gate drive circuit 19a ... Input terminal 19b ... Input terminal 20 ... Drain terminal of first field-effect transistor 21 …… Drain terminal of the second field effect transistor 22a …… Output terminal 22b …… Output terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パルス・トランスの1次側を入力端子と
し、 パルス・トランスの2次側の一端を第1電界効果トラン
ジスタのソース端子と第2電界効果トランジスタのゲー
ト端子とに接続し、 前記パルス・トランスの2次側の他端を前記第1電界効
果トランジスタのゲート端子と前記第2電界効果トラン
ジスタのソース端子とに接続し、 第1電界効果トランジスタのドレイン端子と第2電界効
果トランジスタのドレイン端子とを夫々出力端子となし
た ゲート・ドライブ回路。
1. A primary side of a pulse transformer is used as an input terminal, and one end of a secondary side of the pulse transformer is connected to a source terminal of a first field effect transistor and a gate terminal of a second field effect transistor, The other end of the secondary side of the pulse transformer is connected to the gate terminal of the first field effect transistor and the source terminal of the second field effect transistor, and the drain terminal of the first field effect transistor and the second field effect transistor A gate drive circuit that uses the drain terminal as the output terminal.
JP61096944A 1986-04-28 1986-04-28 Gate drive circuit Expired - Lifetime JPH07123222B2 (en)

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