专利名称：功率晶体管减少电感反激期间的电压瞬变的转换速率控制装置和方法
技术领域：
本发明总体涉及半导体器件，更具体地涉及电源开关。
背景技术：
在电源开关中，当切断驱动电感负载(inductive load)的晶体管 时，该晶体管的漏极电压突然增加。漏极电压的突然变化通常引起输 出线上的传导发射或辐射发射通向电感负载。传导发射和/或辐射发射 通常在耦合至或最接近于电源开关的其它电子器件中引起干扰，这会 使得整个系统执行低于预期。
因此，需要提供当晶体管切断时减少来自电源开关的传导发射量 或辐射发射量的装置和方法。另外，期望提供当晶体管被切断时更改 电源开关中电压的转换时间的装置和方法。此外，结合附图和本发明 背景技术，从本发明的随后描述和所附权利要求，本发明的其它期望 特征和特性将变得显而易见。
下文中将结合以下附图描述本发明，其中相同的附图标记表示相 同的元件，且其中-
图1是现有技术电源开关的图2A是具有减少的传导发射或辐射发射的电源开关的一个实施 例的图2B是图2A中具有保护电路的电源开关的图2C是图2A中包括可调转换速率的电源开关的一个实施例的
图；图3A是具有减少的传导发射或辐射发射的电源开关的另一实施 例的图3B是图3A中具有保护电路的电源开关的图； 图3C是图3A中包括可调转换速率的电源开关的一个实施例的 图；以及
图4是用以减少电源开关中的传导发射或辐射发射的方法的流程图。
具体实施例方式
以下详细描述实质上仅仅是说明性的，而非旨在限制可能实施方 式的范围或应用。此外，并不存在由前述技术领域、背景技术、发明 内容或以下详细描述所介绍的任何明确或暗含理论划界的意图。
此处借助功能块组件和/或逻辑块组件以及不同的处理步骤来描 述不同的实施例。应当了解，可经由配置用以实现具体功能的任意数 目的硬件、软件和/或固件组件来实现这样的块组件。出于简明原因， 此处并未详尽论述有关半导体处理、封装，以及半导体器件的常规技 术和系统。
如上所述，常规电源开关不能满足许多方面。例如，参照图1A， 电源开关100包括具有栅极112、漏极114以及源极116的晶体管110。 此外，晶体管110本身包括栅-漏电容器(Cgd) 113和栅-源电容器(Cgs) 115。
栅极112经由节点120被耦合至电流源122和电流源124。另外， 电流源122耦合至电压源Vcc，而电流源124耦合至地。
电源开关IOO通常包括与电源电压Vdc串联耦合的电感负载130， 其中电感负载130还耦合至漏极114。此外，电源开关IOO包括耦合至 漏极节点142和箝位电路150的二极管140，其中箝位电路150还耦合至栅极节点102。如图所示，箝位电路150为包括一个或多个齐纳二极
管155的齐纳箝位电路。另外，电源开关100还提供耦合到地的源极 116。
在操作中，在接通电流源122 (I。n)时晶体管110被导通，这将 导致栅极电压(Vgate)(即，栅极112处的电压电势和源极116处的电 压电势之间的差值)以从0伏特开始增加。当Vg^达到晶体管110的 阈值电压(Vth)时，漏极电压(VdMin)开始降低并且直到达到O伏特， 栅极电流(Igate)开始流动以对Cgd113和Cgs115充电。其中漏极电压
的转换速率d(Vdrain)/dt与Igate/Cgd成比例。此夕卜，当Vd曲达到0伏特时， Vgate开始增加到Vth以上，这将导致输出电流(I。ut)开始经由漏-源路
径流过电感元件130和晶体管110。
通过切断电流源122并接通电流源124(1。ff)而切断晶体管110。这
导致Vgate开始降低。 一旦Vgate降低到Vth， Vd腦当晶体管110开始切 断时开始增加。通过迫使Vd^n超过电源电压(Vde)直到其突然达到其 最大电压(即，箝位电路阈值电压)，电感元件130继续使负载电流 (IlQad)流过，这使得Vgate保持在Vth。这允许晶体管110使来自电感 元件130的I!。ad流过，直到其减少到0。当Vd^大于Vde时，电感元 件130中的电流开始减少(即，Vinduct。r = L(di/dt))。特别地，当电感 元件130上的电压反转，电流减少。
当V^in接近箝位电路阈值电压时，箝位电路150中的电流突然从 流动0电流变为流动Igate。此外，当V^in接近最大电压时，V^in在该 点处出现突然变化(即，从电压增加突然变为基本恒定的电压)。如 上所述，这些电压和电流的突然变化导致具有干扰其它电子器件的电 势的至少一些传导发射或辐射发射。
参照图2A，示出具有减少的传导发射和/或辐射发射的电源开关
200的一个示例性实施例。在一个实施例中，电源开关200包括具有栅极212、漏极214 (以及固有的栅-漏电容器213)和源极216 (以及固 有的栅-源电容器215)的晶体管210 (例如，场效应晶体管等)。
另外，电源开关200包括耦合至晶体管210并耦合至电流源222 和224的节点220。其中电流源222和224基本上尺寸相同，使得可适 当地导通和切断晶体管210。此外，电源开关200包括耦合至漏极214、 电感元件(例如，电感器)230以及二极管240的漏极节点242。在不 同示例性实施例中，电感元件230包括大约5mH(毫亨)至大约100mH 范围内的电感。此外，二极管240耦合至包括至少一个齐纳二极管255 的箝位电路250，其中箝位电路250还耦合至栅极节点202。齐纳二极 管255可以是本技术领域中公知的或者是将来开发的能够执行与齐纳 二极管功能相似的齐纳二极管或器件。此外，齐纳二极管255可包括
任意适用的电压阈值(Vzth)。
根据一个示例性实施例，箝位电路250包括与齐纳二极管255串 联耦合的电阻元件260。在一个实施例中，电阻元件260为电阻器。另 外，开关200的不同实施例认为电阻元件260可以是能够对箝位电路 250增加电阻的任意硬件器件。
根据一个示例性实施例，电阻元件260包括大约5kQ (千欧)至 大约100kfi范围内的电阻。特别地，电阻元件260的电阻(R)依赖于 箝位电路250的期望输出电压和栅极212的下拉电流。换句话说，根 据以下公式
Vclamp = Vz + Vgs + Vdl0de + (Igate)(R)，其中Vz是齐纳二极管255的
电压，Vgs是栅-源电压，V^。de是二极管240的电压，Igate是由电流源
224提供的下拉电流，以及R是电阻元件260的电阻。
在操作中，电源开关200与上述讨论的电源开关100相类似地执
行。但是，通过增加Vdr^从增加到达到其最大电压的转变和/或I。ut从
增加到减少的转变所花的时间，对箝位电路250增加的电阻元件260减少来自电源开关200的传导发射或辐射发射。具体地，电源开关200 使得电流在V^m达到最大电压之前开始在箝位电路250中流动。此外， 当电压升高到Vz + Vgs + Vdl。de时，电阻元件260开始传导电流。当Vd,
等于Vz + Vgs + Vdi。de + (Igate)(R)时达到最大电压。通过增加电阻元件
260来缓解(或缓和)接近于最大电压的Vdwn的突然转变，因而减少 突然电压变化导致的传导发射和/或辐射放射。在本发明的一个实施例 中，该转变(或转换速率)形成类似于co^函数的函数。
图2B是具有保护电路的电源开关200的实施例的图。在图2B所 示的实施例中，箝位电路250还包括与电阻元件260并联耦合的附加 齐纳二极管258。
齐纳二极管258可以是能够执行本技术领域所公知的或者将来开 发的齐纳二极管功能的任意齐纳二极管或器件。在一个示例性实施例 中，齐纳二极管258具有比电阻元件260的电压大的阈值电压，使得 损坏性过流在例如短暂的静电放电(EDS)脉冲期间不会流过电阻元件 260。此外，齐纳二极管258在输出经受大电流和/或高电压瞬变事件(例 如，ESD脉冲)时允许足够的Ig^流过箝位电路250。
图2C是包括可调转换速率的电源开关200的一个实施例的图。根 据一个示例性实施例，电源开关200还包括与电流源222并联耦合的 至少一个附加电流源226。此外，电流源开关227耦合至电流源226， 使得当开关227被接通时，附加电流从电流源226被提供到晶体管210, 且当开关227被切断时，附加电流不会被提供到晶体管210。此外，电 流源开关225耦合至电流源222，使得当开关225接通时，来自电流源 224的电流与开关227类似地被接通/切断。同样地，开关225和开关 227的每个可以是本技术领域中公知的或是将来开发的能够执行这种 切换功能的任意器件。如图2C所示，根据另一实施例，可以有与电流 源222和电流源开关225并联的N个附加电流源和电流源开关，其中 N为根据给定电源开关实施方式的要求而选择的整数。此外，电源开关200还包括与电流源224并联耦合的至少一个附 加电流源221。另外，电流源221和224中的每个包括分别耦合到其的 电流源开关228和223。在一个示例性实施例中，电流源224基本上与 电流源222尺寸相同，且电流源221基本上与电流源226尺寸相同， 使得当电流源222和/或电流源226 (分别使用开关225禾B/或开关227) 提供电流时，可经由电流源224和/或221 (分别使用开关228禾P/或开 关223))恰当地切断晶体管210。换句话说，1。 和1。ff基本上为相同 的电流量。特别地，开关228和223的每个可以是本领域中公知的或 者将来开发的能够执行这种切换功能的任意器件。此外，如图2C所示， 根据另一实施例，可以有与电流源224和223并联的N个附加电流源 和N个附加电流源开关，其中N为根据给定电源开关实施方式的要求 而选择的整数。
另外，箝位电路250包括与齐纳二极管255和电阻元件260串联 耦合的至少一个附加电阻元件262。此外，电阻元件开关261和电阻元 件开关263被分别耦合在电阻元件260和电阻元件262首尾，使得当 开关261接通时电流绕过电阻元件260，而当开关261被切断时电流流 过电阻元件260。类似地，当开关263被接通时电流绕过电阻元件262， 而当开关263被切断时电流流过电阻元件262。同样地，开关261和开 关263的每个可以是本领域中公知的或者将来开发的能够执行这种开 关功能的任意器件。因此，当由电流源226提供附加电流(即，当开 关227接通时)，且开关261和开关263接通时，电源开关200可以 具有与图2A中所示的实施例不同的转换速率。此外，如图2C所示， 根据另一实施例，可以有与齐纳二极管255串联耦合的N个附加电阻 元件(以及对应的电阻元件开关)，其中N为根据给定电源开关实施 方式的要求而选择的整数。
因此，在各种实施例中，电源开关200可包括任意数目、任意尺 寸的附加电流源(以及电流源开关)，以将任意期望的电流量提供到晶体管210 (并适当切断晶体管210)，且也可以包括任意数目的附加
电阻元件(以及电阻元件开关)，以将任意的电阻量提供到箝位电路
250，使得电源开关200可以包括任意期望数目的转换速率。根据另一 示例性实施例，电源开关200包括三个电流源和电流源开关(S卩，I。n)、 三个附加电流源和附加电流源开关(即，I。ff)以及三个电阻元件和电 阻元件开关，使得电源开关200包括例如慢、中等和快的转换速率。
现参照图3A，示出电源开关300的另一实施例。在一个实施例中， 电源开关300包括具有栅极310、漏极314 (以及固有的栅-漏电容器 313)和源极316 (以及固有的栅-源电容器315)的晶体管310。另外， 电源开关300包括分别与以上所论述的节点220、栅极节点202和电流 源222相似的节点320、栅极节点302和电流源322。此外，电源开关 300包括耦合至源极的电流源324，其中，电流源324基本上与电流源 322尺寸相同，使得可恰当地导通和切断晶体管310。
另外，电源开关300包括耦合至晶体管310和源极节点372的电 感元件360。在各种实施例中，电感元件360包括大约5mH至大约 100mH范围内的电感。此外，源极节点372被耦合至二极管370，且 二极管370被耦合至箝位电路380，其中，箝位电路380还被耦合至栅 极节点302。在一个实施例中，箝位电路380为包括至少一个齐纳二极 管385的齐纳箝位电路。此外，在一个实施例中，箝位电路380包括 与齐纳二极管385串联耦合的电阻元件387。
根据一个示例性实施例，电阻元件387包括大约5kfi至大约100M2 范围内的电阻。特别地，电阻元件387的电阻(R)依赖于箝位电路380 的期望输出电压和栅极312的下拉电流。换句话说，根据以下公式
V— = Vz + Vgs + Vdi。de + (Igate)(R)，其中Vz是齐纳二极管385的 电压，Vgs是栅-源电压，Vdi。de是二极管370的电压，Igate是由电流源
324提供的下拉电流，而R是电阻元件387的电阻。图3B是具有保护电路的电源开关300的图。在图3B所示的实施 例中，箝位电路380包括与电阻元件387并联耦合的附加齐纳二极管 389。
齐纳二极管389可以是能够执行本技术领域所公知的或者将来开 发的齐纳二极管功能的任意齐纳二极管或器件。在一个示例性实施例 中，齐纳二极管389包括比电阻元件387的电压大的阈值电压，使得 损坏性过流在例如短暂的静电放电(EDS)脉冲期间不会流过电阻元件 387。此外，齐纳二极管389在输出经受大电流和/或高电压瞬变事件(例
如，ESD脉冲)时允许足够的Igate流过箝位电路380。
图3C是包括可调转换速率的电源开关300的一个实施例的图。根 据一个示例性实施例，电源开关300还包括与电流源322并联耦合的 至少一个附加电流源326。此外，电流源开关327耦合至电流源326， 使得当开关327接通时，从电流源326提供的附加电流可以提供到晶 体管310，而当开关327切断时，附加电流不提供到晶体管310。此外， 电流源开关325耦合至电流源322，使得当开关325接通时，从电流源 322提供的电流可以与开关327类似地被接通/切断。同样地，开关225 和开关227的每个可以是本技术领域中公知的或是将来开发的能够执 行这种开关功能的任意器件。如图3C所示，根据另一实施例，可以有 与电流源322和电流源开关325并联的N个附加电流源和N个附加电 流源开关，其中N为根据给定电源开关实施方式的要求而选择的整数。
另外，电源开关300还包括与电流源324并联耦合的至少一个附 加电流源321。此外，电流源321和324的每个包括分别与耦合到其的 电流源开关328和323。在一个示例性实施例中，电流源324基本上与 电流源322尺寸相同，而电流源321基本上与电流源326尺寸相同， 使得当电流源322和/或326 (分别使用开关325和/或327)提供电流 时，可通过电流源324和/或321 (分别使用开关328和/或323)分别
恰当地切断晶体管310。换句话说，1。n和1。ff基本上为相同的电流量。特别地，开关328和323的每个可以是本领域中公知的或者将来开发 的能够执行这种开关功能的任意器件。此外，如图3C所示，根据另一 实施例，可以有与电流源324和电流源开关323并联的N个附加电流 源和N个附加电流源开关，其中N为根据给定电源开关实施方式的要 求而选择的整数。
此外，箝位电路380包括与齐纳二极管385和电阻元件3S7串联 耦合的至少一个附加电阻元件390。而且，电阻元件开关386和电阻元 件开关391被分别耦合在电阻元件387和390首尾，使得当开关386 接通时电流绕过电阻元件387，且当开关386被切断时电流流过电阻元 件387。类似地，当开关391接通时电流绕过电阻元件390，而当开关 391被切断时电流流过电阻元件390。因此，当由电流源326提供附加 电流(即，当开关327接通时)，且开关386和391接通时，电源开 关300可以具有与图3A中所示的实施例不同的转换速率。同样地，开 关386和391的每个可以是本领域中公知的或者将来开发的能够执行 这种开关功能的任意器件。此外，如图3C所示，根据另一实施例，可 以有与齐纳二极管385串联耦合的N个附加电阻元件(以及对应的电 阻元件开关)，其中N为根据给定电源开关实施方式的要求而选择的 整数。
因此，在各种实施方式中，电源开关300可包括任意数目、任意 尺寸的附加电流源(以及电流源开关)，以将任意期望的电流量提供 到晶体管310 (并恰当地切断晶体管310)，且也可包括任意数目的附 加电阻元件(以及电阻元件开关)，以将任意的电阻量提供到箝位电 路380，使得电源开关300可包括任意期望数目的转换速率。根据另一 示例性实施例，电源开关300包括三个电流源和电流源开关(即，I。n)、 三个附加电流源和附加电流源开关(即，I。ff)以及三个电阻元件和电 阻元件开关，使得电源开关300包括例如慢、中等和快的转换速率。
图4是用以减少例如电源开关(例如，电源开关200或300)中的传导发射或辐射发射的方法400的流程图。根据一个示例性实施例，
方法400开始于确定电源开关的晶体管(例如，晶体管210或310)的 期望输出(框410)以及识别电源开关的期望转换速率(框420)。
接着，方法400包括调节电源开关的转换速率(框430)。在一 个示例性实施例，调节转换速率包括操纵从一个或多个电流源(例如， 电流源224、 226、 324或326)到晶体管的输入电流(框440)和/或操 纵耦合至该晶体管的箝位电路(例如，箝位电路250或380)的电压(框 450)，其中操纵输入电流包括接通或切断一个或多个电流源(框445) 以增加或减少提供到晶体管的电流量，以及操纵电压包括接通或切断 箝位电路中的一个或多个电阻元件(框455)以增加或减少该箝位电路 中的电压量。
另外，方法400包括对于不同的转换速率重复框420至455 (框 460)。在一个示例性实施例中，不同的转换速率是较快的转换速率(框 464)，而在另一实施例中，不同的转换速率为较慢的转换速率(框468)。
总的说来，公开了用以在电感反激期间更改转换速率的装置。在 一个实施例中，该装置包括晶体管，该晶体管包括栅极、源极以及漏 极，其中电感负载耦合至漏极。此外，该装置包括耦合至栅极的多个 电流源，其中第一电流源导通该晶体管，以及第二电流源切断该晶体 管。另外，该装置包括耦合至栅极和漏极的箝位电路。该箝位电路包 括当电流流过该箝位电路时增加该箝位电路电压的第一电阻元件，其 中增加的电压使该装置包括不同的转换速率。
根据一个实施例，该箝位电路包括第一齐纳二极管，且该第一齐 纳二极管与第一电阻元件串联耦合。在另一实施例中，该箝位电路包 括预定电压以降低装置的转换速率。在又一实施例中，该预定电压由 至少一个齐纳二极管的预定电压、第一电流源的预定电流与第一电阻 元件的预定电阻的乘积以及栅极和源极上的预定电压中的至少一个确定。此外，在示例性实施例中，预定电阻由晶体管的期望电压输出和期望栅极下拉电流中的至少一个确定。在该装置的另一实施例中，该箝位电路还包括与第一电阻元件并联耦合的第二齐纳二极管。
在另一示例性实施例中，该装置还包括耦合至栅极并且与第一电流源并联耦合的第三电流源以及耦合在第三电流源和栅极之间的第一开关，其中第一开关接通和/或切断第三电流源。在又一实施例中，该箝位电路还包括与第一电阻元件串联耦合的第二电阻元件以及耦合至箝位电路的第二开关，其中第二开关的第一侧耦合在第二电阻元件的一侧上而第二开关的第二侧耦合在第二电阻元件的相对侧上，使得当第二开关断开时电流不流过第二电阻元件，而当第二开关闭合时电流流过第二电阻元件。
另外，本公开还论述了用以在电感反激期间更改转换速率的第二装置。在一个实施例中，第二装置包括晶体管，该晶体管包括栅极、源极以及漏极，其中电感负载耦合至源极。在一个实施例中，该装置包括耦合至栅极的多个电流源，其中第一电流源导通该晶体管，而第二电流源切断该晶体管。另外，该装置包括耦合至栅极和地的箝位电路，该箝位电路包括当电流流过该箝位电路时增加该箝位电路电压的第一电阻元件，其中增加的电压使该装置包括不同的转换速率。
根据一个实施例，该箝位电路包括第一齐纳二极管，且该第一齐纳二极管与第一电阻元件串联耦合。在另一实施例中，该箝位电路包
括预定电压以降低该装置的转换速率。在又一实施例中，该预定电压由至少一个齐纳二极管的预定电压、第一电流源的预定电流与第一电阻元件的预定电阻的乘积以及栅极和源极上的预定电压中的至少一个确定。此外，在示例性实施例中，预定电阻由晶体管的期望电压输出和期望栅极下拉电流中的至少一个确定。在该装置的另一实施例中，该箝位电路还包括与第一电阻元件并联耦合的第二齐纳二极管。在另一实施例中，该装置还包括耦合至栅极并且与第一电流源并联耦合的第三电流源以及耦合在第三电流源和栅极之间的第一开关，其中第一开关接通和/或切断第三电流源。在又一实施例中，该箝位电路还包括与第一电阻元件串联耦合的第二电阻元件以及耦合至箝位电路的第二开关，其中第二开关的第一侧耦合在第二电阻元件的一侧上而第二开关的第二侧耦合在第二电阻元件的相对侧上，使得当第二开关断开时电流不流过第二电阻元件，而当第二开关闭合时电流流过第二电阻元件。
另外，本公开还论述了一种用以在电感反激期间更改转换速率的方法。在一个实施例中，该方法包括识别功率晶体管的期望转换速率以及调节箝位电路的电压以获得期望转换速率。该功率晶体管包括晶体管和对该晶体管提供述入电流量的至少一个电流源、电感负载以及耦合到晶体管的箝位电路，其中该箝位电路包括与至少一个电阻元件
串联耦合的至少一个齐纳二极管。根据一个示例性实施例，调节电压包括对箝位电路增加电阻和从箝位电路减少电阻中的一个。
在另一示例性实施例中，该方法还包括调节提供到晶体管的输入电流量。根据一个实施例，调节输入电流量包括增加和减少来自至少一个附加电流源的输入电流。
尽管在前述详细的说明中已介绍了至少一个示例性实施例，但是应当理解的是存在大量的改变。还应当理解，此处所描述的示例实施例或实施方式不旨在以任何方式限定本发明的范围、适用性或者构造。而是，前述详细的说明将为本领域技术人员提供便利的指南，以便实现所述实施例或实施方式。应当理解，在不脱离所附权利要求和其法定等同物所阐述的本发明的范围的情况下，可对元件的功能和布置可
作出各种改变。
权利要求
1. 一种特征在于电感反激转换速率更改的装置，包括晶体管，包括栅极、源极以及漏极；电感负载，耦合至所述漏极；多个电流源，耦合到所述栅极，其中所述多个电流源的第一电流源可配置用来导通所述晶体管，而所述多个电流源的第二电流源可配置用来切断所述晶体管；以及箝位电路，耦合在所述栅极和所述漏极之间，其中所述箝位电路包括第一电阻元件，所述第一电阻元件可配置用来响应于流过所述箝位电路的电流来增加所述箝位电路的电压，以及其中响应于所述箝位电路的增加电压，所述装置操作以包括与经由不存在所述第一电阻元件而提供的转换速率不同的更改的转换速率。
2. 根据权利要求l所述的装置，其中所述箝位电路还包括第一齐 纳二极管，所述第一齐纳二极管与所述第一电阻元件串联耦合。
3. 根据权利要求2所述的装置，其中所述箝位电路可配置有预定 电压，以降低所述装置的转换速率。
4. 根据权利要求3所述的装置，其中所述预定电压由至少一个齐 纳二极管的预定电压、所述第一电流源的预定电流与所述第一电阻元 件的预定电阻的乘积以及所述栅极和所述源极上的预定电压中的至少 一个确定。
5. 根据权利要求4所述的装置，其中所述预定电阻由所述晶体管 的期望电压输出和期望栅极下拉电流中的至少一个确定。
6. 根据权利要求2所述的装置，其中所述箝位电路还包括第二齐 纳二极管，所述第二齐纳二极管与所述第一电阻元件并联耦合。
7. 根据权利要求l所述的装置，还包括第三电流源，耦合至所述栅极并与所述第一电流源并联耦合； 第一开关，耦合至所述第三电流源，其中所述第一开关可配置用 来接通/切断所述第三电流源；第四电流源，耦合至所述栅极并与所述第二电流源并联耦合；以及第二开关，耦合至所述第四电流源，其中所述第二开关可配置用 来接通/切断所述第四电流源。
8. 根据权利要求7所述的装置，其中所述箝位电路还包括 第二电阻元件，与所述第一电阻元件串联耦合；以及 第三开关，耦合至所述箝位电路，其中所述第三开关的第一侧耦合至所述第二电阻元件的一侧，而所述第三开关的第二侧耦合至所述 第二电阻元件的相对侧，其中响应于所述第三开关处于断开状态，禁 止电流流过所述第二电阻元件，以及其中响应于所述第三开关处于闭 合状态，使电流能够流过所述第二电阻元件。
9. 一种特征在于电感反激转换速率更改的装置，包括 晶体管，包括栅极、源极以及漏极；电感负载，耦合至所述源极；多个电流源，耦合至所述栅极，其中所述多个电流源的第一电流 源可配置用来导通所述晶体管，而所述多个电流源的第二电流源可配 置用来切断所述晶体管；以及箝位电路，耦合在所述栅极和地之间，其中所述箝位电路包括第 一电阻元件，所述第一电阻元件可配置用来响应于流过所述箝位电路 的电流来增加所述箝位电路的电压，以及其中响应于所述箝位电路的 增加电压，所述装置操作用以包括与经由不存在所述第一电阻元件而 提供的转换速率不同的更改的转换速率。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中所述箝位电路还包括第一 齐纳二极管，所述第一齐纳二极管与所述第一电阻元件串联耦合。
11. 根据权利要求9所述的装置，其中所述箝位电路可配置有预 定电压，以降低所述装置的转换速率。
12. 根据权利要求11所述的装置，其中所述预定电压由至少一个齐纳二极管的预定电压、所述第一电流源的预定电流与所述第一电阻 元件的预定电阻的乘积以及所述栅极和所述源极上的预定电压中的至 少一个确定。
13. 根据权利要求12所述的装置，其中所述预定电阻由所述晶体 管的期望电压输出和期望栅极下拉电流中的至少一个确定。
14. 根据权利要求IO所述的装置，其中所述箝位电路还包括与所 述第一电阻元件并联耦合的第二齐纳二极管。
15. 根据权利要求9所述的装置，还包括第三电流源，耦合至所述栅极并与所述第一电流源并联耦合； 第一开关，耦合至所述第三电流源，其中所述第一开关可配置用 来接通/切断所述第三电流源。
16. 根据权利要求15所述的装置，其中所述箝位电路还包括 第二电阻元件，与所述第一电阻元件串联耦合；以及 第二开关，耦合至所述箝位电路，其中所述第二开关的第一侧耦合在所述第二电阻元件的一侧上，而所述第二开关的第二侧耦合至所 述第二电阻元件的相对侧，其中响应于所述第二开关处于断开状态， 禁止电流流过所述第二电阻元件，以及其中响应于所述第二开关处于 闭合状态，使电流能够流过所述第二电阻元件。
17. —种减少电感反激期间电压瞬变的方法，所述方法包括 识别功率晶体管的期望转换速率，所述功率晶体管包括 晶体管，以及至少一个电流源、电感负载以及耦合至所述晶体管的箝位电路， 其中所述至少一个电流源将输入电流量提供到所述晶体管，其中所述 箝位电路包括与至少一个电阻元件串联耦合的至少一个齐纳二极管； 以及调节所述箝位电路的电压以获得所述期望转换速率。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中调节所述电压包括对所述箝位电路增加电阻和从所述箝位电路减 少电阻中的一种。
19. 根据权利要求17所述的方法，还包括调节提供到所述晶体管的所述输入电流量。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中调节所述输入电流量包括 增加和减少来自至少一个附加电流源的输入电流中的一个。
全文摘要
公开了在晶体管(210)被切断时减少来自电源开关(200)的传导发射量/辐射发射量的装置和方法。另外，公开了当电源开关被切断时减少电源开关中的转换速率的装置和方法。该装置包括晶体管(210)，晶体管(210)包括耦合至晶体管的电感负载(230)，该装置还包括耦合至晶体管的栅极的多个电流源(222，224)以及根据电感负载的位置而耦合至晶体管的栅极和漏极、或者栅极和地的箝位电路(250)，其中箝位电路包括电阻元件(260)，以当电流流过箝位电路时增加箝位电路的电压，以及其中增加的电压致使装置包括不同转换速率。
文档编号H03K5/12GK101461137SQ200780020522
公开日2009年6月17日 申请日期2007年4月6日 优先权日2006年6月2日
发明者保罗·T·班尼特, 兰德尔·C·格雷, 马修·D·汤普森 申请人:飞思卡尔半导体公司