专利名称：用于通过dv/dt升压改善噪声抗扰的电路的制作方法
相关申请参照本申请要求2001年7月2日提交的标题为“DV/DT BOOSTER FOR NOISE IMMUNITY”的美国临时专利申请No.60/301827的权利和优先权，在此全文并入以供参考。
背景技术：
发明领域本发明涉及用于高频电平移动操作的电平移动电路，尤其涉及提供对高频电平移动操作的普通模式变化的抗扰的电路。
相关技术描述已知用于使小控制信号的电位移动到更高或更低电压电平的电平移动电路，它常常被设置在功率集成电路芯片中。常规的功率集成电路芯片是本发明的受让人International Rectifier Corporation出售的IR2151。IR2151是高电压、高速MOS门控IC，它具有用于驱动半桥结构中设置的高侧和低侧功率晶体管(通常是功率MOSFET或绝缘的栅极双极晶体管(“IGBT”))的独立的高侧和低侧输出。在这种功率集成电路中使用电平移动电路用于将高侧功率晶体管的控制电压的电压电平提升到接近高电压干线(rail)的电平。
诸如IR2151功率IC中所使用的电平移动电路通常是基于脉冲的电路，其中输入控制信号在控制信号的上升和下降沿处被转换成脉冲以提供锁存器的“设定”和“重设”，它接着控制高侧功率晶体管的栅极。通过电平移动这些脉冲而不是控制信号，仅暂时开启电平移动电路，由此消耗较少的功率。
转让给本发明的受让人并结合在此的美国专利No.5514981揭示了用于防止误操作的基于脉冲的电平移动电路的“重设支配”方案，其中所述误操作即逻辑输入没有要求就因为噪声“假信号”或伪脉冲而产生输出。本应用的
图1示出美国专利No.5514981的基于脉冲的电平移动电路，其中输入信号的上升和下降沿使得脉冲发生器1产生设定和重设脉冲，它们被提供给各高压电平晶体管2、3，在通过脉冲滤波器模块9之后，分别设定和重设RS锁存器4。RS锁存器4的输出5构成低压控制信号的高压当量(equivalent)，并用于控制输出晶体管6、7的开关，它们顺次在中间针脚HO处产生信号来选通(gate)连接到IC的高侧功率晶体管。
与诸如图1所示的基于脉冲的电平移动电路有关的一个问题是脉冲是恒定宽度和幅度的，这既影响从输入到输出的传播延迟也影响功率消耗，潜在地限制了工作频率。
为了克服上述限制，提出了一种可选的电平移动电路，如2001年10月26日提交的美国No.09/984084中所揭示的(IR-1934)，它不根据从输入信号产生的脉冲而工作，因此不受脉冲特性限制。参考图2，这个非脉冲电平移动电路包括开关电路(即，晶体管20和22以及倒相器24)，响应输入信号中高值和低值之间的转变，响应输入信号VIN中的低到高转变开启第一电流通路而响应输入信号中高到低转变开启第二电流通路。这是通过用两个反相信号驱动晶体管20和22的栅极实现的晶体管20接收IN，它是来自源极VIN的没有倒相的输入信号；晶体管22接收IN*，它是由倒相器24产生的输入信号VIN的倒相的形式。
图2所示的非脉冲电平移动电路的移动电路由增强型晶体管30和32构成并在节点34和36处提供输出信号OUT和OUT*。移动电路响应第一和第二通路中流过的电流，由此根据输入信号中的转变移动输出信号(OUT和OUT*)的电平并关闭由开关电路图开启的通路。
与图1的现有技术的电平移动电路中晶体管2、3有关并与图2的非基于脉冲的电平移动电路中晶体管20和22有关的寄生电容主要与dv/dt问题有关。当Vs节点上产生dv/dt时，除非提供足够的电流来给这些寄生电容充电否则就会产生IC的误操作。
通过采用本发明的电路，可以减少或消除对脉冲滤波器模块9的需要，这进一步降低了IC的传播延迟。
发明概述通过感应必需提供给与dv/dt情况期间电平移动晶体管有关的寄生电容的电流量并以及时的方式注入该电流以防止IC的误操作，本发明的电路有利地克服了上述现有技术的缺陷。
通过以下本发明的描述并参考附图将使本发明的其它特点和优点变得明显。
具体实施例方式
参考图3，示出了本发明的电路图。假定电平移动电路已完成转化输入信号并处于稳定状态。在本发明的电路中，晶体管101是总为OFF的伪(dummy)晶体管。根据连接到哪个电平移动电路，晶体管101的结构准确地类似于与现有技术的模块2、3的晶体管(或)与图2的晶体管20和22。晶体管101的用途是模拟与这些晶体管有关的实际寄生电容。
假定在节点“VS”上有上升的dv/dt。节点“Vs”上的电压将快速增加，这意味着“Vs”上的DC(VBS)电压“VB”也将增加。“VB”的增加将使得感应电流流经晶体管102，并从晶体管101的寄生电容感应该电流的量。流经晶体管102的电流通过晶体管103反射，并在节点“升压”处可得。这个感应电流的持续时间取决于dv/dt脉冲的持续时间以及电阻器104和晶体管105提供的RC延迟。
节点“升压”处的电流被注入图1的晶体管2、3的漏极节点。这将防止由于dv/dt情况造成的输出状态的误触发。
在图2的电路中，图3的“升压”节点处的电流被注入节点34或36，这取决于晶体管20或22是否是OFF。如果晶体管20是OFF，则表示节点34是高电平，电流从“升压”节点注入节点34以确保即使在dv/dt情况期间该节点还保持在高电平。如果该节点是低电平，则将导致关于输入VIN的输出错误状态。
因此，本发明使用瞬态噪声或dv/dt信号来向电平移动电路提供“升压”电流以防止在噪声或dv/dt情况产生时的误操作。
虽然关于其特定实施例描述了本发明，但许多其它的变化和修改以及其它使用对于本技术领域内熟练的技术人员来说是明显的。因此，本发明不限于这里的特定揭示内容。
权利要求
1.一种用于抑制由于噪声瞬态引起的电平移动电路的误操作的电路，其特征在于，所述电路包括第一晶体管，它耦合到电平移动电路的电压源，并耦合以便在所述电压源上出现噪声瞬态时通过电流；以及输出端，它耦合到第一晶体管将与所述第一晶体管中的所述电流成比例的电流作为注入信号提供给电平移动电路的至少一个电平移动晶体管以防止由于噪声瞬态引起的电平移动电路的误触发。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括电容元件，它模拟电平移动电路中晶体管的寄生电容；所述第一晶体管，它与所述电容元件串联耦合并具有耦合到受噪声瞬态影响的电平移动电路的电压源的控制输入，还包括另一晶体管，耦合到所述第一晶体管作为电流反射器，用于反射第一晶体管中流过的电流；以及所述输出端将反射第一晶体管中电流的所述另一晶体管中流过的电流作为注入信号提供到电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管以防止由于噪声瞬态引起的电平移动电路的误触发。
3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电容元件包括第二晶体管。
4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，还包括耦合到所述第一和所述另一晶体管的延迟电路，它用于延迟流经所述第一和另一晶体管的电流并确定注入信号的持续时间。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述延迟电路包括RC电路。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述RC电路包括串联耦合的电阻器和附加晶体管。
7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电阻器和附加晶体管的共用连接被耦合到所述第一和另一晶体管的控制输入。
8.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一、第二、另一和附加晶体管包括FET。
9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述注入信号被提供给电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管的漏极节点。
10.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述注入信号被提供给电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管的漏极节点，所述漏极节点处于高电平状态以确保在噪声瞬态期间节点保持在高电平。
11.一种用于抑制由噪声瞬态引起的电平移动电路的误操作的电路，其特征在于，所述电路包括第一晶体管，其控制输入耦合到受噪声瞬态影响的电平移动电路的电压源；第二晶体管，与第一晶体管串联耦合并模拟电平移动电路中晶体管的寄生电容；第三晶体管，耦合到第一晶体管作为电流反射器用于反射第一晶体管中流过的电流；以及输出端，将反射第一晶体管中电流的所述第三晶体管中流过的电流作为注入信号提供并耦合到电平移动电路中的至少一个电平移动晶体管以防止由噪声瞬态引起的电平移动电路的误触发。
12.如权利要求11所述的电路，其特征在于，还包括耦合到所述第一和第三晶体管的延迟电路，用于延迟流经所述第一和第三晶体管的电流并确定注入信号的持续时间。
13.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述延迟电路包括RC电路。
14.如权利要求13所述的电路，其特征在于，所述RC电路包括串联耦合的电阻器和第四晶体管。
15.如权利要求14所述的电路，其特征在于，所述电阻器和第四晶体管的共用连接被耦合到第一和第三晶体管的控制输入。
16.如权利要求14所述的电路，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四晶体管包括FET。
17.如权利要求11所述的电路，其特征在于，所述注入信号被提供给电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管的漏极节点。
18.如权利要求11所述的电路，其特征在于，所述注入信号被提供给电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管的漏极节点，所述漏极节点处于高电平状态以确保在噪声瞬态期间所述节点保持在高电平。
19.一种用于抑制由噪声瞬态引起的电平移动电路的误操作的方法，其特征在于，所述方法包括提供第一晶体管，其控制输入耦合到受噪声瞬态影响的电平移动电路的电压源并响应电压源上出现的噪声瞬态使电流通过第一晶体管；以及响应第一晶体管中的所述电流将注入信号提供到电平移动电路的至少一个电平移动晶体管以防止由噪声瞬态引起的电平移动电路的误触发。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括提供电容元件，它模拟电平移动电路晶体管的寄生电容；提供另一晶体管，它耦合到第一晶体管作为电路反射器用来反射第一晶体管中流过的电流；以及将反射第一晶体管中电流的所述另一晶体管中流过的电流作为注入信号提供并耦合到电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管以防止由噪声瞬态引起的电平移动电路的误触发。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括延迟流经所述第一和另一电容器的电流并确定注入信号的持续时间。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，提供电容元件的步骤包括使用FET作为电容元件。
23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，提供注入信号的步骤包括将注入信号提供到电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管的漏极节点。
24.如权利要求19所述的方法，其特征在于，提供注入信号的步骤包括将注入信号提供到电平移动电路的所述至少一个电平移动晶体管的漏极节点，所述节点处于高电平状态以确保在噪声瞬态期间所述节点保持在高电平。
全文摘要
一种用于抑制由于噪声瞬态引起的电平移动电路的误操作的电路，所述电路包括第一晶体管，它耦合到电平移动电路的电压源并耦合以便在所述电压源上出现噪声瞬态时通过电流；和输出端，它耦合到第一晶体管将与所述第一晶体管中的所述电流成比例的电流作为注入信号提供给电平移动电路的至少一个电平移动晶体管以防止由于噪声瞬态引起的电平移动电路的误触发。
文档编号H03K19/0185GK1550068SQ02817138
公开日2004年11月24日 申请日期2002年7月1日 优先权日2001年7月2日
发明者M·格拉索, M·苏巴拉马尼亚, M 格拉索, 屠 砟嵫 申请人:国际整流器有限公司