驱动电路的制作方法
【专利摘要】一种驱动电路，用以驱动功率金属氧化物半导体（MOS）晶体管，包含：具有相串联的第一开关NMOS晶体管、电流源以及第一箝位PMOS晶体管的第一驱动支路、具有相串联的第二开关NMOS晶体管、电流供应PMOS晶体管以及第二箝位PMOS晶体管的第二驱动支路以及电容串。第一及第二开关NMOS晶体管的第一及第二开关栅极分别接收开关信号及反相的开关信号。第一及第二箝位PMOS晶体管的第一及第二箝位栅极接收参考电压。第二箝位PMOS晶体管的第二箝位源极输出驱动电压至功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极。电容串将反相的开关信号耦合至电流供应PMOS晶体管的电流供应栅极。
【专利说明】驱动电路【技术领域】
[0001]本揭示内容涉及一种电路驱动技术，且特别涉及一种驱动电路。
【背景技术】
[0002]电子产品已经成为现代人生活中不可或缺的一部分。在各式各样的电子装置中，需要可应用在这些装置中的半导体组件。半导体组件的特性主要是由制备该组件的工艺来决定。由于半导体组件通常较复杂，则其工艺亦变化较多。半导体组件中需要多种具有不同特性(特别是不同的操作电压)的晶体管。高压晶体管即是为了满足能在高压操作的环境而设计出的元件。
[0003]一般来说，高压晶体管所能承受的电压可高达10伏特以上，与一般晶体管承受的
3.3伏特或5伏特有极大的不同。为了面积及元件速度上的考虑，部分技术已将高压晶体管设计为仅源极与漏极可承受高压，而栅极则承受一般晶体管所能承受的电压(如5伏特)。然而，在这样的设计下，单纯用以驱动一般低压晶体管及单纯用以驱动高压晶体管的驱动电路，将因而无法以适当的 电压来驱动上述的高压晶体管元件。
[0004]因此，如何设计一个新的驱动电路，以驱动上述的高压晶体管元件，乃为此一业界亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]因此，本揭示内容的一个方面是在提供一种驱动电路，用以驱动功率金属氧化物半导体(metal-oxide semiconductor ；M0S)晶体管,包含:第一驱动支路、第二驱动支路以及电容串。第一驱动支路包含:第一开关N型金属氧化物半导体晶体管、电流源以及第一箝位(clamping)P型金属氧化物半导体晶体管。第一开关N型金属氧化物半导体晶体管具有第一开关栅极，用以接收开关信号。第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管具有第一箝位栅极，用以接收参考电压，其中第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管的第一箝位漏极连接于第一开关N型金属氧化物半导体晶体管的第一开关漏极，第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管的第一箝位源极连接于电流源。第二驱动支路包含:第二开关N型金属氧化物半导体晶体管、电流供应P型金属氧化物半导体晶体管以及第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管。第二开关N型金属氧化物半导体晶体管具有第二开关栅极，用以接收反相的开关信号。电流供应P型金属氧化物半导体晶体管具有连接于第一箝位源极的电流供应栅极以及连接于第一电位的电流供应源极。第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管具有第二箝位栅极，用以接收参考电压，其中第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的第二箝位漏极连接于第二开关N型金属氧化物半导体晶体管的第二开关漏极，第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的第二箝位源极连接于电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的电流供应漏极。其中第二箝位源极输出驱动电压至功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极。电容串包含相串联的多个电容，电容串的第一端用以接收反相的开关信号，电容串的第二端连接于电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的电流供应栅极，以将反相的开关信号耦合至电流供应栅极。
[0006]依据本揭示内容一实施例，其中第一电位为正电位。
[0007]依据本揭示内容另一实施例，其中功率金属氧化物半导体晶体管为高压金属氧化物半导体晶体管(high voltage M0S;HVM0S)。驱动电压与第一电位的电压差小于特定电压值。驱动电压的最小值为参考电压及第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的阈值(threshold)电压的和。
[0008]依据本揭示内容又一实施例，其中参考电压为第一电位与功率栅极的最高耐压值的差。
[0009]依据本揭示内容再一实施例，当控制信号为第一状态，使第一开关N型金属氧化物半导体晶体管导通以及使第二开关N型金属氧化物半导体晶体管关闭，电容串将反相的开关信号耦合至电流供应栅极以使电流供应P型金属氧化物半导体晶体管导通，进一步使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管导通以及使驱动电压上升以关闭功率金属氧化物半导体晶体管。当控制信号为第二状态，使第一开关N型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使第二开关N型金属氧化物半导体晶体管导通，电容串将反相的开关信号耦合至电流供应栅极以使电流供应P型金属氧化物半导体晶体管关闭，进一步使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管关闭以及该驱动电压下降以导通功率金属氧化物半导体晶体管。
[0010]本揭示内容的另一方面是在提供一种驱动电路，用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管，包含:第一驱动支路、第二驱动支路以及电容串。第一驱动支路包含:第一开关P型金属氧化物半导体晶体管、电流源以及第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管。第一开关P型金属氧化物半导体晶体管具有第一开关栅极，用以接收开关信号。第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管具有第一箝位栅极，用以接收参考电压，其中第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第一箝位漏极连接于第一开关N型金属氧化物半导体晶体管的第一开关漏极，第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第一箝位源极连接于电流源。第二驱动支路包含:第二开关P型金属氧化物半导体晶体管、电流供应N型金属氧化物半导体晶体管以及第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管。第二开关P型金属氧化物半导体晶体管具有第二开关栅极，用以接收反相的开关信号。电流供应N型金属氧化物半导体晶体管具有连接于第一箝位源极的电流供应栅极以及连接于第一电位的电流供应源极。第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管具有第二箝位栅极，用以接收参考电压，其中第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第二箝位漏极连接于第二开关P型金属氧化物半导体晶体管的第二开关漏极，第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第二箝位源极连接于电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的电流供应漏极。其中第二箝位源极输出驱动电压至功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极。电容串包含相串联的多个电容，电容串的第一端用以接收反相的开关信号，电容串的第二端连接于电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的电流供应栅极，以将反相的开关信号耦合至电流供应栅极。
[0011]依据本揭示内容一实施例，其中第一电位为负电位。
[0012]依据本揭示内容另一实施例，其中功率金属氧化物半导体晶体管为高压金属氧化物半导体晶体管(high voltage M0S;HVM0S)。驱动电压与第一电位的电压差小于特定电压值。驱动电压的最大值为参考电压及第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的阈值(threshold)电压的差。[0013]依据本揭示内容又一实施例，其中参考电压为第一电位与功率栅极的最高耐压值的和。
[0014]依据本揭示内容再一实施例，当控制信号为第一状态，使第一开关P型金属氧化物半导体晶体管导通以及使第二开关P型金属氧化物半导体晶体管关闭，电容串将反相的开关信号耦合至电流供应栅极以使电流供应N型金属氧化物半导体晶体管导通，进一步使第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管导通以及使驱动电压下降以关闭功率金属氧化物半导体晶体管。当控制信号为第二状态，使第一开关P型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使第二开关P型金属氧化物半导体晶体管导通，电容串将反相的开关信号耦合至电流供应栅极以使电流供应N型金属氧化物半导体晶体管关闭，进一步使第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使驱动电压上升以导通功率金属氧化物半导体晶体管。
[0015]应用本揭示内容的优点在于通过驱动电路的设计，可将用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管的驱动电压予以限制，避免其超过功率金属氧化物半导体晶体管所能承受的范围，而轻易地达到上述的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下:
[0017]图1为本揭示内容一实施例中，一种驱动电路的电路图；以及
[0018]图2为本揭示内容另一实施例中，一种驱动电路的电路图。
[0019]【主要元件符号说明】
[0020]1、2:驱动电路·10、20:第一驱动支路
[0021]100、200:电流源12、22:第二驱动支路
[0022]14、24:电容串
【具体实施方式】
[0023]请参照图1。图1为本揭示内容一实施例中，一种驱动电路I的电路图。驱动电路I用以驱动功率金属氧化物半导体(metal-oxide semiconductor ；M0S)晶体管MPO。
[0024]在本实施例中，功率金属氧化物半导体晶体管MPO为P型高压金属氧化物半导体晶体管。高压金属氧化物半导体晶体管(high voltage MOS ;HVM0S)为可承受高电压的晶体管，在一实施例中，是指可承受至约10伏特或以上的高压，有别于一般常见的耐压(如3.3伏特或5伏特)。在一些半导体制造技术中，可制造出具有可承受高压的源极与漏极，而栅极仅能承受较小电压(如5伏特)的功率金属氧化物半导体晶体管。以此方式设计的功率金属氧化物半导体晶体管，将可在面积较小的情形下，达到使功率金属氧化物半导体晶体管导通阻值(RDS (on))变小，进一步达到使功率金属氧化物半导体晶体管的传递延迟减小与上升时间(rising time)及下降时间(falling time)变小的效果。为使上述类型的功率金属氧化物半导体晶体管可以在驱动时避免驱动的电压超过栅极所能负荷的电压，需设计能够限制驱动电压的范围的驱动电路，以符合此类型的功率金属氧化物半导体晶体管的需求。
[0025]驱动电路I包含:第一驱动支路10、第二驱动支路12以及电容串14。第一驱动支路10包含:第一开关N型金属氧化物半导体晶体管丽1、电流源100以及第一箝位(clamping) P型金属氧化物半导体晶体管MPl。
[0026]第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MNl具有第一开关栅极Gl I，用以接收开关信号IN。第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MNl更具有第一开关源极S11，以连接至第二电位VSS。
[0027]第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MPl具有第一箝位栅极G12，用以接收参考电压Vm。其中，第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MPl的第一箝位漏极D12连接于第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MNl的第一开关漏极Dll，而第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MPl的第一箝位源极S12连接于电流源100。
[0028]第二驱动支路12包含:第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2、第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2以及电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP3。第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2具有第二开关栅极G21，用以接收反相的开关信I TV
[0029]电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP3具有连接于第一箝位源极S12的电流供应栅极G3以及连接于第一电位VGH的电流供应源极S3。第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2具有第二箝位栅极G22，用以接收参考电压Vm。其中第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2的第二箝位漏极D22连接于第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2的第二开关漏极D22，而第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2的第二箝位源极S22则连接于电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP3的电流供应漏极D3。其中，第二箝位源极S22输出驱动电压Vp至功率金属氧化物半导体晶体管MPO的功率栅极G0。
[0030]在一实施例中，上述的第一电位VGH为正电位，而第二电位VSS为小于第一电位VGH的电位。在一实施例中，第二电位VSS可为接地电位。
[0031]电容串14包含相串联的多个电容，且其第一端用以接收反相的开关信号&其第二端连接于电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP3的电流供应栅极G3，以将反相的开关信号I耦合至电流供应栅极G3。
[0032]因此，当开关信号IN为高态时，将使第一开关N型金属氧化物半导体晶体管丽I导通以及使第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2关闭。第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MNl的导通将使汲取电流源100产生的电流，且其汲取电流的能力将大于电流源100产生的电流量。因此，第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MPl的第一箝位源极S12的电压，亦即控制第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的电流供应栅极G3的电压将随之被拉低，进一步使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3导通。并且，电容串14可将反相的开关信号IN (即低态的信号)迅速地耦合至第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的电流供应栅极G3，加快第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的导通速度。
[0033]另一方面，第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2关闭后，由于第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3导通将提供电流至电流供应漏极D3，因此电流供应漏极D3的电压将逐渐上升。由于电流供应漏极D3即为第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2的第二箝位源极S22，因此电流供应漏极D3的电压将使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2导通。而电流供应漏极D3的电压同时亦为控制功率金属氧化物半导体晶体管MPO的功率栅极GO的驱动电压Vp，因此功率金属氧化物半导体晶体管MPO将在电流供应漏极D3的电压上升下关闭。
[0034]而当开关信号IN为低态时，将使第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MNl关闭以及使第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2导通。第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MNl的关闭将停止对电流源100的汲取，因此将使第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MPl的第一箝位源极S12的电压，亦即控制第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的电流供应栅极G3的电压将随之被拉升，进一步使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3关闭。并且，电容串14可将反相的开关信号IN (即高态的信号)迅速地耦合至第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的电流供应栅极G3，加快第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的关闭速度。
[0035]另一方面，第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2导通后，由于第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3关闭，第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2将汲取原本由第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3提供至电流供应漏极D3的电流，因此电流供应漏极D3的电压将逐渐下降。由于电流供应漏极D3即为第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2的第二箝位源极S22，因此最终电流供应漏极D3的电压将使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2无法再导通而关闭。
[0036]然而需注意的是，如第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2的阈值电压为Vth,由于其第二箝位栅极G22所接受的电压为参考电压Vm，则电流供应漏极D3的电压在降至参考电压Vm及第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的阈值电压Vth的和(即Vm+Vth)时，将使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP2关闭，进一步使第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2无法再汲取电流。因此，电流供应漏极D3的电压最低仅会降至Vm+Vth即无法再下降。
[0037]电流供应漏极D3的电压同时亦为控制功率金属氧化物半导体晶体管MPO的功率栅极GO的驱动电压Vp，因此功率金属氧化物半导体晶体管MPO将在电流供应漏极D3的电压下降下导通。由于电流供应漏极D3的电压最低仅会降至Vm+Vth，因此驱动电压Vp与第一电位VGH的电压差将小于一个特定电压值。在本实施例中，此特定电压值为VGH-(Vm+Vth)。
[0038]在一实施例中，参考电压Vm的值可设定为第一电位VGH与功率栅极GO的最高耐压值的差。如功率栅极GO的最高耐压值为5伏特，则参考电压Vm的值可设定为VGH-5。因此，驱动电压Vp与第一电位VGH的电压差所小于的特定电压值将为VGH-(VGH-5+Vth)=5-Vth。驱动电压Vp的值可由驱动电路I的设计而被箝位至5伏特以下。
[0039]因此，本揭示内容中用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管MPO的驱动电路I可以确保驱动电压Vp的值被限制在功率金属氧化物半导体晶体管MPO的功率栅极GO所能承受的电压范围中，而使功率金属氧化物半导体晶体管MPO能在驱动电路I的驱动下维持正常的运作。并且，电容串14的设置，更加速整体驱动电路I的反应时间，驱动电路的传递延迟时间可加速小于100纳秒。
[0040]请参照图2。图2为本揭示内容另一实施例中，一种驱动电路2的电路图。驱动电路2用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管MNO。类似地，在本实施例中，功率金属氧化物半导体晶体管MNO为N型高压金属氧化物半导体晶体管。
[0041]驱动电路2包含:第一驱动支路20、第二驱动支路22以及电容串24。第一驱动支路20包含:第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MP1、电流源200以及第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MNl。
[0042]第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl具有第一开关栅极G11，用以接收开关信号IN。第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl更具有第一开关源极S11，以连接至第二电位VDD。
[0043]第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl具有第一箝位栅极G12，用以接收参考电压Vm。其中，第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl的第一箝位漏极D12连接于第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl的第一开关漏极Dll，而第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl的第一箝位源极S12连接于电流源200。
[0044]第二驱动支路22包含:第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2、第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2以及电流供应N型金属氧化物半导体晶体管MN3。第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2具有第二开关栅极G21，用以接收反相的开关信号;^。
[0045]电流供应N型金属氧化物半导体晶体管MN3具有连接于第一箝位源极S12的电流供应栅极G3以及连接于第一电位VGL的电流供应源极S3。第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2具有第二箝位栅极G22，用以接收参考电压Vm。其中第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2的第二 箝位漏极D22连接于第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2的第二开关漏极D22，而第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2的第二箝位源极S22则连接于电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MN3的电流供应漏极D3。其中，第二箝位源极S22输出驱动电压Vp至功率金属氧化物半导体晶体管MNO的功率栅极G0。
[0046]在一实施例中，上述的第一电位VGL为负电位,而第二电位VDD为大于第一电位VGL的电位。
[0047]电容串24包含相串联的多个电容，且其第一端用以接收反相的开关信号I,其第二端连接于电流供应N型金属氧化物半导体晶体管MN3的电流供应栅极G3，以将反相的开关信号I耦合至电流供应栅极G3。
[0048]因此，当开关信号IN为低态时，将使第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl导通以及使第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2关闭。第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl的导通将提供大电流，且其提供电流的能力将大于电流源200汲取的电流量。因此，第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl的第一箝位源极S12的电压，亦即控制第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3的电流供应栅极G3的电压将随之被拉升，进一步使第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3导通。并且，电容串24可将反相的开关信号IN (即低态的信号)迅速地耦合至第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3的电流供应栅极G3，加快第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MP3的导通速度。
[0049]另一方面，第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2关闭后，由于第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3导通将对电流供应漏极D3汲取电流，因此电流供应漏极D3的电压将逐渐下降。由于电流供应漏极D3即为第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2的第二箝位源极S22，因此电流供应漏极D3的电压将使第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2导通。而电流供应漏极D3的电压同时亦为控制功率金属氧化物半导体晶体管MNO的功率栅极GO的驱动电压Vp，因此功率金属氧化物半导体晶体管MNO将在电流供应漏极D3的电压下降下关闭。
[0050]而当开关信号IN为高态时，将使第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl关闭以及使第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2导通。第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MPl的关闭将停止供应电流，而使电流源100持续汲取电流，因此将使第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl的第一箝位源极S12的电压，亦即控制第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3的电流供应栅极G3的电压将随之被拉低，进一步使第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MP3关闭。并且，电容串24可将反相的开关信号IN(即低态的信号)迅速地耦合至第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3的电流供应栅极G3，加快第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MP3的关闭速度。
[0051]另一方面，第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2导通后，由于第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN3关闭，第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2将提供电流至供应漏极D3，因此电流供应漏极D3的电压将逐渐上升。由于电流供应漏极D3即为第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2的第二箝位源极S22，因此最终电流供应漏极D3的电压将使第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN2无法再导通而关闭。
[0052]然而需注意的是，如第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管丽2的阈值电压为Vth,由于其第二箝位栅极G22所接受的电压为参考电压Vm，则电流供应漏极D3的电压在升至参考电压Vm及第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的阈值电压Vth的差(即Vm-Vth)时，将使第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MN2关闭，进一步使第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MP2无法再提供电流至电流供应漏极D3。因此，电流供应漏极D3的电压最高仅会升至Vm-Vth即无法再上升。
[0053]电流供应漏极D3的电压同时亦为控制功率金属氧化物半导体晶体管MNO的功率栅极GO的驱动电压Vp，因此功率金属氧化物半导体晶体管MNO将在电流供应漏极D3的电压上升下导通。由于电流供应漏极D3的电压最高仅会升至Vm-Vth，因此驱动电压Vp与第一电位VGH的电压差将小于一个特定电压值。在本实施例中，此特定电压值为(Vm-Vth)-VGL。
[0054]在一实施例中，参考电压Vm的值可设定为第一电位VGL与功率栅极GO的最高耐压值的和。如功率栅极GO的最高耐压值为5伏特，则参考电压Vm的值可设定为VGL+5。因此，驱动电压Vp与第一电位VGH的电压差所小于的特定电压值将为(VGL+5-Vth)-VGL=5-Vth0驱动电压Vp的值可由驱动电路I的设计而被箝位至5伏特以下。
[0055]因此，本揭示内容中用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管MNO的驱动电路2可以确保驱动电压Vp的值被限制在功率金属氧化物半导体晶体管MNO的功率栅极GO所能承受的电压范围中，而使功率金属氧化物半导体晶体管MNO能在驱动电路2的驱动下维持正常的运作。并且，电容串24的设置，更加速整体驱动电路2的反应时间，驱动电路的传递延迟时间可加速小于100纳秒。
[0056]虽然本揭示内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本揭示内容，本领域技术人员，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
【权利要求】
1.一种驱动电路，用以驱动一功率金属氧化物半导体晶体管，包含: 一第一驱动支路，包含: 一第一开关N型金属氧化物半导体晶体管，具有一第一开关栅极，用以接收一开关信号; 一电流源；以及 一第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管，具有一第一箝位栅极，用以接收一参考电压，其中该第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一第一箝位漏极连接于该第一开关N型金属氧化物半导体晶体管的一第一开关漏极，该第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一第一箝位源极连接于该电流源； 一第二驱动支路，包含: 一第二开关N型金属氧化物半导体晶体管，具有一第二开关栅极，用以接收反相的该开关信号； 一电流供应P型金属氧化物半导体晶体管，具有连接于该第一箝位源极的一电流供应栅极以及连接于一第一电位的一电流供应源极；以及 一第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管，具有一第二箝位栅极，用以接收该参考电压，其中该第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一第二箝位漏极连接于该第二开关N型金属氧化物半导体晶体管的一第二开关漏极，该第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一第二箝位源极连接于该电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的一电流供应漏极，其中该第二箝位源极输出一驱动电压至该功率金属氧化物半导体晶体管的一功率栅极；以及 一电容串，包含相串联的多个电容，该电容串的一第一端用以接收反相的该开关信号，该电容串的一第二端连接于该电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的该电流供应栅极，以将反相的该开关信号耦合至该电流供应栅极。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其中该第一电位为一正电位。
3.如权利要求1所述的驱动电路，其中该功率金属氧化物半导体晶体管为一高压金属氧化物半导体晶体管(high voltage MOS ;HVM0S)。
4.如权利要求3所述的驱动电路，其中该驱动电压与该第一电位的一电压差小于一特定电压值。
5.如权利要求4所述的驱动电路，其中该驱动电压的一最小值为该参考电压及该第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一阈值电压的和。
6.如权利要求5所述的驱动电路，其中该参考电压为该第一电位与该功率栅极的一最高耐压值的差。
7.如权利要求1所述的驱动电路，其中当该控制信号为一第一状态，使该第一开关N型金属氧化物半导体晶体管导通以及使该第二开关N型金属氧化物半导体晶体管关闭，该电容串将反相的该开关信号耦合至该电流供应栅极以使该电流供应P型金属氧化物半导体晶体管导通，进一步使该第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管导通以及使该驱动电压上升以关闭该功率金属氧化物半导体晶体管。
8.如权利要求7所述的驱动电路，其中当该控制信号为一第二状态，使该第一开关N型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使该第二开关N型金属氧化物半导体晶体管导通，该电容串将反相的该开关信号耦合至该电流供应栅极以使该电流供应P型金属氧化物半导体晶体管关闭，进一步使该第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使该驱动电压下降以导通该功率金属氧化物半导体晶体管。
9.一种驱动电路，用以驱动一功率金属氧化物半导体晶体管，包含: 一第一驱动支路，包含: 一第一开关P型金属氧化物半导体晶体管，具有一第一开关栅极，用以接收一开关信号； 一电流源；以及 一第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管，具有一第一箝位栅极，用以接收一参考电压，其中该第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一第一箝位漏极连接于该第一开关N型金属氧化物半导体晶体管的一第一开关漏极，该第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一第一箝位源极连接于该电流源； 一第二驱动支路，包含: 一第二开关P型金属氧化物半导体晶体管，具有一第二开关栅极，用以接收反相的该开关信号； 一电流供应N型金属氧化物半导体晶体管，具有连接于该第一箝位源极的一电流供应栅极以及连接于一第一电位的一电流供应源极；以及 一第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管，具有一第二箝位栅极，用以接收该参考电压，其中该第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一第二箝位漏极连接于该第二开关P型金属氧化物半导体晶体管的一第二开关漏极，该第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一第二箝位源极连接于该电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的一电流供应漏极，其中该第二箝位源极输出一驱动电压至该功率金属氧化物半导体晶体管的一功率栅极； 一电容串，包含相串联的多个电容，该电容串的一第一端用以接收反相的该开关信号，该电容串的一第二端连接于该电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的该电流供应栅极，以将反相的该开关信号耦合至该电流供应栅极。
10.如权利要求9所述的驱动电路，其中该第一电位为一负电位。
11.如权利要求9所述的驱动电路，其中该功率金属氧化物半导体晶体管为一高压金属氧化物半导体晶体管。
12.如权利要求11所述的驱动电路，其中该驱动电压与该第一电位的一电压差小于一特定电压值。
13.如权利要求12所述的驱动电路，其中该驱动电压的一最大值为该参考电压及该第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一阈值电压的差。
14.如权利要求13所述的驱动电路，其中该参考电压为该第一电位与该功率栅极的一最闻耐压值的和。
15.如权利要求9所述的驱动电路，其中当该控制信号为一第一状态，使该第一开关P型金属氧化物半导体晶体管导通以及使该第二开关P型金属氧化物半导体晶体管关闭，该电容串将反相的该开关信号耦合至该电流供应栅极以使该电流供应N型金属氧化物半导体晶体管导通，进一步使该第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管导通以及使该驱动电压下降以关闭该功率金属氧化物半导体晶体管。
16.如权利要求15所述的驱动电路，其中当该控制信号为一第二状态，使该第一开关P型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使该第二开关P型金属氧化物半导体晶体管导通，该电容串将反相的该开关信号耦合至该电流供应栅极以使该电流供应N型金属氧化物半导体晶体管导通，进一步使该第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管关闭以及使该驱动电压上升以导通该功率金属氧化物·半导体晶体管。
【文档编号】H03K19/08GK103580675SQ201210258397
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】李秋平 申请人:原景科技股份有限公司