利用半導體襯底中的電阻的電平移動電路制造技術

本發明專利技術提供了無論電阻值的大小如何，不影響延遲時間的一種電平移動電路。這個電平移動電路具有如下：第一和第二電阻（Rpar1，Rpar2）；第一和第二串聯電路（221，222），其中第一和第二開關元件（HVN1，HVN2）串聯連接；上升檢測電路（321，322），將來自第一和第二串聯電路的輸出信號的上升電位與預定閾值進行比較，且如果超過閾值，則輸出第一和第二輸出信號作為恒定時間段的脈沖；和第三和第四開關元件（PM1、PM2），分別與該第一和第二電阻并聯連接。第三和第四開關元件的柵極端子連接至上升檢測電路。第一和第二輸出信號分別使得第三和第四開關元件進入導通狀態。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及以半橋電源為代表的電平移動電路的故障防止方法、縮短延時方法、電流損耗減少方法、和電路面積減小方法。
技術介紹
在半橋電路等中，其中串聯連接了開關元件且由高電位電源所驅動，使用電平移動電路從而使得高電位側的開關元件由低電位信號所驅動。圖1示出使用迄今已知的電平移動電路的半橋電路100的配置圖。圖1中所示的半橋電路100由輸出電路110、高電位側驅動電路120、和低電位側驅動電路130構成。輸出電路110連接至高電位側驅動電路120和低電位側驅動電路130。而且，經同步信號從外部輸入至高電位側驅動電路120和低電位側驅動電路130的每一個。輸出電路110由開關元件XD1、開關元件XD2、電源E、和負載LI構成。在輸出電路110中，開關元件XDl與開關元件XD2串聯連接，負載LI與開關元件XD2并聯連接，且高壓電源E經由開關元件XDl向負載LI提供電源。開關元件XDl是高電位側開關元件，且例如可以是η-溝道或p-溝道MOS晶體管、p-型或η-型IGBT (絕緣柵雙極晶體管)等。開關元件XD2是低電位側開關元件，且例如可以是η-溝道MOS晶體管、或η-型IGBT等。下文中，將假設開關元件XDl和開關元件XD2是η-溝道MOS晶體管。高電位側驅動電路120由電平移動電路、高側驅動器123、和電源El (下文中其輸出電壓也被表達成El)構成。電平移動電路是高電位側驅動電路120除了高側驅動器123和電源El之外的部分，且由鎖存故障保護電路121、鎖存電路122、第一串聯電路124、第二串聯電路125、反饋電阻器R3、R4、R5、和R6(其電阻值也分別被取為R3、R4、R5、和R6 )、p-溝道MOS晶體管(下文表達為PM) I和PM2、二極管Dl和二極管D2、以及反相器INV構成。第一串聯電路124由串聯連接的電平移動電阻器Rl (其電阻值也被取為Rl)和高擊穿電壓η-溝道MOSFET (下文表達為HVN)1構成，且經由第一連接點Vsetb (其電位也被取為Vsetb)向鎖存故障保護電路121輸出電平移動輸出信號setdrn (下文表達為setdrn信號)。此處，第一串聯電路124包括第一電平移動輸出端子(對應于第一連接點Vsetb),用于向鎖存故障保護電路121輸出該setdrn信號，且該第一電平移動端子連接至該鎖存故障保護電路121。第二串聯電路125由串聯連接的電平移動電阻器R2 (其電阻值也被取為R2)和HVN2構成，且經由HVN2和第二連接點Vrstb (其電位也被取為Vrstb)向鎖存故障保護電路121輸出電平移動輸出信號resdrn(下文表達為resdrn信號)。此處,第二串聯電路125包括第二電平移動輸出端子(對應于第二連接點Vrstb)，用于向鎖存故障保護電路121輸出該resdrn信號，且該第二電平移動端子連接至該鎖存故障保護電路121。PMl并聯連接至構成第一串聯電路124的電阻器Rl。PM2并聯連接至構成第二串聯電路125的電阻器R2。反饋電阻器R3和R5的連接點連接至PM2的柵極端子，且反饋電阻器R4和R6的連接點連接至PMl的柵極端子。反饋電路由反相器INV、反饋電阻器R3、R4、R5、和R6、PM1、和PM2構成。而且，關于電平移動電阻器Rl和R2和反饋電阻器R3、R4、R5、和R6的電阻值，取為 R1=R2、R3=R4、和 R5=R6。該setdrn信號和resdrn信號被輸入至鎖存故障保護電路121。鎖存故障保護電路121是當由于HVNl和HVN2源極-漏極寄生電容器Cdsl和Cds2而發生被稱為dv/dt噪聲的錯誤信號時，即當電位Vsetb和電位Vrstb均處于L (低)電平時，以高阻抗輸出以使鎖存電路122不被影響的電路。鎖存電路122連接至鎖存故障保護電路121和高側驅動器123。鎖存電路122是來自鎖存故障保護電路121的輸出向其輸入的電路，且該電路在該輸入是L或H電平時存儲并輸出該輸入的值，并當該輸入是高阻抗時，保持并輸出在該輸入達到高阻抗前剛好所存儲的值。鎖存電路122的輸出端子經由反饋電阻器R4和R6連接至第二連接點Vrstb，這是構成第二串聯電路125的電平移動電阻器R2和HVN2的連接點。而且，通過使用反相器INV將鎖存電路122的輸出反相，獲得鎖存電路122的輸出的逆。輸出反相輸出的反相器INV的輸出端子經由反饋電阻器R3和R5連接至第一連接點Vsetb，這是構成第一串聯電路124的電平移動電阻器Rl和HVNl的連接點。高側驅動器123連接至高電位側開關元件XDl和鎖存電路122，并根據鎖存電路122的輸出來輸出信號HO，藉此控制開關元件XDl的導通和截止。高側驅動器123的輸出端子連接到開關元件XDl的柵極端子。鎖存故障保護電路121、鎖存電路122、高側驅動器123、和電源El的低電位側電源端子連接至開關元件XDl和XD2的連接點vs (下文中，其電位也被表達為vs)。而且，鎖存故障保護電路121、鎖存電路122、和高側驅動器123接收來自電源El的電源。盡管未示出，以同樣的方式，反相器INV的低電位側電源端子也連接至連接點vs，并從電源El接收電源。第一串聯電路124和第二串聯電路125各自的一端連接至與電源El的高電位側端子連接的電源線Vb(下文中，其電位也被表達為Vb)，而其另一端連接至地電位(GND)。作為被輸入至高電位側驅動電路120的電平移動電路的置位(set)信號，被輸入至HVNl的柵極，而作為被輸入至高電位側驅動電路120的電平移動電路的復位(reset)信號，被輸入至HVN2的柵極。二極管Dl和D2的陽極連接至開關元件XDl和XD2的連接點，且二極管D2的陰極連接至第一連接點Vsetb，且二極管Dl的陰極連接至第二連接點Vrstb。二極管Dl和D2用于鉗位電壓Vsetb和Vrstb以使它們不下跌到電位vs或低于電位vs，因此通過確保沒有過電壓輸入來保護鎖存故障保護電路121。反饋電阻器R5和R6經由用于鎖存電路122中的CMOS電路或邏輯反相CMOS電路(INV)的PMOS或NMOS連接至vb電位或vs電位，但是為了簡潔，沒有在鎖存電路122中示出PMOS和NM0S，且同樣，下文也不示出。低電位側驅動電路130由低側驅動器131和電源E2 (下文中，其電位也被表達為E2)構成，該驅動器131控制低電位側開關元件XD2的導通和截止，電源E2向低側驅動器131提供電源。低側驅動器131由來自電源E2的電源供電，放大輸入低側驅動器131的信號S，并將其輸入至開關元件XD2的柵極端子。根據這個配置，當信號S處于H (高)電平時開關元件XD2被導通(通電)，且當信號S處于L (低)電平時開關元件XD2被截止(切斷)。即，信號S是直接控制開關元件XD2的導通或截止的信號。在被輸入高電位側驅動電路120的set信號和reset信號中，set信號是指示開關元件XDl的導通狀態周期開始(截止狀態周期的結束)的時序的信號，而reset信號是指示截止狀態周期開始(導通狀態周期的結束)的時序的信號。以互補方式來導通和截止開關元件XDl和XD2，以使在除了下文所述的寂靜時間中，當一個處于導通狀態時另一個處于截止狀態，且當開關元件XD2本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.11.25 JP 2010-2625951.一種電平移動電路，其特征在于，所述電路包括: 第一串聯電路，其中半導體襯底中的第一電阻器、連接至用于輸入第一電平移動輸入信號的輸入端子的第一開關兀件、和用于輸出第一電平移動輸出信號的第一電平移動輸出端子串聯連接； 第二串聯電路，其中半導體襯底中的第二電阻器、連接至用于輸入第二電平移動輸入信號的輸入端子的第二開關兀件、和用于輸出第二電平移動輸出信號的第二電平移動輸出端子串聯連接； 上升檢測器電路，連接至所述第一串聯電路和第二串聯電路且向所述上升檢測器輸入的是分別從所述第一串聯電路和第二串聯電路輸出的所述第一電平移動輸出信號和第二電平移動輸出信號，所述上升檢測器電路將所述第一電平移動輸出信號和第二電平移動輸出信號的上升電位與預定閾值比較，并當超過所述閾值時，輸出作為恒定時間段的脈沖輸出的第一輸出信號和第二輸出信號； 第三開關元件，并聯連接至所述第一電阻器，其中所述第三開關元件的源極端子連接至電源電位，所述第三開關元件的漏極端子連接至所述第一電平移動輸出端子，且所述第三開關元件的柵極端子連接至所述上升檢測器電路；和 第四開關元件，并聯連接至所述第二電阻器，其中所述第四開關元件的源極端子連接至電源電位，所述第四開關元件的漏極端子連接至所述第二電平移動輸出端子，且所述第四開關元件的柵極端子連接至所述上升檢測器電路，其中 所述第三開關元件由來自所述上升檢測器電 路的所述第一輸出信號所導通，且所述第四開關元件由來自所述上升檢測器電路的所述第二輸出信號所導通。2.如權利要求1所述的電平移...

【專利技術屬性】
技術研發人員：赤羽正志，
申請(專利權)人：富士電機株式會社，
類型：
國別省市：