驱动电路及其中的电流控制电路的制作方法
【专利摘要】一种电流控制电路，用以控制驱动电路，藉使前述驱动电路相应地驱动功率金属氧化物半导体晶体管。前述电流控制电路包含电流镜、箝位P型金属氧化物半导体晶体管以及峰值电流控制支路。其中，峰值电流控制支路包含电容、电阻以及控制N型金属氧化物半导体晶体管。当前述电容接收的开关信号为电压电平状态时，前述控制N型金属氧化物半导体晶体管导通，而由电流镜的第一电流支路提供峰值电流，而其第二电流支路相应地输出控制电流至驱动电路的控制端点，藉使前述驱动电路输出至前述功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极的驱动电压下降，以开启前述功率金属氧化物半导体晶体管。
【专利说明】驱动电路及其中的电流控制电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明是有关于一种电子电路，且特别是有关于一种驱动电路及其中的电流控制电路。
【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制程来决定。由于半导体组件通常较复杂，则其制程亦变化较多。半导体组件中需要多种具有不同特性的晶体管。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]此外，为符合现代人的需求，电子产品逐渐被设计成轻薄短小的型态，以方便人们携带。考虑到电子产品在其大小及元件速度之间的取舍，如何在维持面积小的情形下，设计出能拥有相同、甚至更快的开关速度的功率金属氧化物半导体晶体管，为本领域技术人员探讨的问题之一。
【发明内容】
[0004]本
【发明内容】
的一技术方面是关于一种电流控制电路，用以控制驱动电路，藉使前述驱动电路相应地驱动功率金属氧化物半导体晶体管。前述电流控制电路包含电流镜、箝位P型金属氧化物半导体晶体管以及峰值电流控制支路。进一步而言，峰值电流控制支路包含电容、电阻以及控制N型金属氧化物半导体晶体管。前述电流镜的第一电流支路以及前述第二电流支路的一端电性耦接于公共端点，前述公共端点用以接收第一电位。前述箝位P型金属氧化物半导体晶体管的前述控制端用以接收参考电压，而其第一端电性耦接于前述电流镜的前述第一电流支路。
[0005]此外，前述峰值电流控制支路中电容的第一端用以接收开关信号，并由其第二端输出耦合信号。前述电阻的前述第一端电性耦接于前述电容的前述第二端，而其第二端用以接收第二电位。前述控制N型金属氧化物半导体晶体管的控制端电性耦接于前述电容的前述第二端，而其第二端电性耦接于前述箝位P型金属氧化物半导体晶体管的第二端。
[0006]当前述电容的前述第一端接收的前述开关信号为电压电平状态时，前述控制N型金属氧化物半导体晶体管导通，而由前述电流镜的前述第一电流支路提供峰值电流，前述电流镜的前述第二电流支路相应地输出控制电流至前述驱动电路的控制端点，藉使前述驱动电路输出至前述功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极的驱动电压下降，以开启前述功率金属氧化物半导体晶体管。
[0007]根据本发明一实施例，前述电流镜的前述第一电流支路在特定时间内提供前述峰值电流。
[0008]根据本发明另一实施例，前述特定时间小于约20奈秒。
[0009]根据本发明再一实施例，前述峰值电流控制支路的前述电阻会对前述耦合信号进行放电。[0010]根据本发明又一实施例,前述第一电位为正电位,而前述第二电位小于前述第一电位。
[0011]根据本发明另再一实施例，前述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。
[0012]本
【发明内容】
的另一技术方面是关于一种驱动电路，其用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管。前述驱动电路包含电流控制电路、第一驱动支路以及第二驱动支路。进一步而言，前述电流控制电路包含电流镜、第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管以及峰值电流控制支路。前述第一驱动支路包含电流源、第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管以及第一开关N型金属氧化物半导体晶体管。前述第二驱动支路包含电流供应P型金属氧化物半导体晶体管、第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管以及第二开关N型金属氧化物半导体晶体管。其中，峰值电流控制支路包含电容、电阻以及控制N型金属氧化物半导体晶体管。
[0013]此外，前述电流控制电路中电流镜的第一电流支路以及第二电流支路的一端电性耦接于公共端点，前述公共端点用以接收第一电位。前述第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收参考电压，而其第一端电性耦接于前述电流镜的前述第一电流支路。前述第一驱动支路中第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收前述参考电压，而其第一端电性耦接于控制端点以及前述电流源。前述第一开关N型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收反相开关信号，而其第一端电性耦接于前述第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的前述第二端。
[0014]前述第二驱动支路中电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的控制端电性耦接于前述控制端点，而其第一端用以接收前述第一电位。前述第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收前述参考电压，其第一端电性耦接于前述电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的第二端，而其第一端输出驱动电压至前述功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极。前述第二驱动支路中第二开关N型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收前述开关信号，而其第一端电性耦接于前述第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管的
A-Ap ~.上山
弟一觸。
[0015]此外，前述峰值电流控制支路中峰值电流控制支路的电容的第一端用以接收开关信号，并由其第二端输出耦合信号。前述电阻的第一端电性耦接于前述电容的前述第二端，前述电阻的第二端用以接收第二电位。前控制N型金属氧化物半导体晶体管的控制端电性耦接于前述电容的第二端，而其第一端电性耦接于前述箝位P型金属氧化物半导体晶体管的第二端。
[0016]承上所叙，当前述电容的前述第一端接收的前述开关信号为电压电平状态时，前述控制N型金属氧化物半导体晶体管导通，前述电流镜的前述第一电流支路提供峰值电流，前述电流镜的前述第二电流支路相应地输出控制电流至前述驱动电路的控制端点，藉使前述驱动电路输出至前述功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极的驱动电压下降，以开启前述功率金属氧化物半导体晶体管。
[0017]根据本发明一实施例，前述电流镜的前述第一电流支路在特定时间内提供前述峰值电流。
[0018]根据本发明另一实施例，前述特定时间小于约20奈秒。
[0019]根据本发明再一实施例，前述峰值电流控制支路的前述电阻会对前述耦合信号进行放电。
[0020]根据本发明又一实施例,前述第一电位为正电位,而前述第二电位小于前述第一电位。
[0021]根据本发明另再一实施例，前述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。
[0022]本
【发明内容】
的又一技术方面是关于一种电流控制电路，其用以控制驱动电路，藉使驱动电路相应地驱动功率金属氧化物半导体晶体管。前述电流控制电路包含电流镜、箝位N型金属氧化物半导体晶体管以及峰值电流控制支路。进一步而言，前述峰值电流控制支路包含电容、电阻以及控制P型金属氧化物半导体晶体管。前述电流镜的第一电流支路以及第二电流支路的一端电性耦接于公共端点，前述公共端点用以接收第一电位。前述箝位N型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收参考电压，而其第一端电性耦接于前述电流镜的第一电流支路。
[0023]此外，前述峰值电流控制支路中电容的第一端用以接收开关信号，并由其第二端输出耦合信号。前述电阻的第一端电性耦接于前述电容的前述第二端，而其第二端用以接收第二电位。前述控制P型金属氧化物半导体晶体管的控制端电性耦接于前述电容的前述第二端，而其第一端电性耦接于前述箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第二端。当前述电容的前述第一端接收的前述开关信号为电压电平状态时，前述控制P型金属氧化物半导体晶体管导通，而由前述电流镜的前述第一电流支路提供电流，前述电流镜的前述第二电流支路相应地由控制端点汲取电流，藉使前述驱动电路输出至前述功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极的驱动电压上升，以开启前述功率金属氧化物半导体晶体管。
[0024]根据本发明一实施例，前述电流镜的前述第一电流支路在特定时间内提供前述峰值电流。
[0025]根据本发明另一实施例，前述特定时间为小于约20奈秒。
[0026]根据本发明又一实施例，前述电流控制电路还包含电压供应N型金属氧化物半导体晶体管，其包含第一端以及第二端，前述第一端电性耦接于前述峰值电流控制支路的控制P型金属氧化物半导体晶体管的第二端，而前述第二端用以接收高电压电位。
[0027]根据本发明再一实施例，前述峰值电流控制支路的前述电阻会对前述电容的前述第二端进行充电。
[0028]根据本发明又一实施例，前述第一电位为负电位，而前述第二电位大于前述第一电位。
[0029]根据本发明另再一实施例，前述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。
[0030]本
【发明内容】
的再一技术方面是关于一种驱动电路，其用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管。前述驱动电路包含电流控制电路、第一驱动支路以及第二驱动支路。进一步而言，前述电流控制电路包含电流镜、第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管以及峰值电流控制支路。前述第一驱动支路包含电流源、第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管以及第一开关P型金属氧化物半导体晶体管。前述第二驱动支路包含电流供应N型金属氧化物半导体晶体管、第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管以及第二开关P型金属氧化物半导体晶体管。其中，前述峰值电流控制支路包含电容、电阻以及控制P型金属氧化物半导体晶体管。
[0031]此外，前述电流控制电路中电流镜的第一电流支路以及第二电流支路的一端电性耦接于公共端点，前述公共端点用以接收第一电位。前述第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收参考电压，而其第一端电性耦接于前述电流镜的前述第一电流支路。前述第一驱动支路中第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收前述参考电压，而其第一端电性耦接于控制端点以及前述电流源。前述第一开关P型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收反相开关信号，而其第一端电性耦接于前述第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第二端。
[0032]前述第二驱动支路中电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的控制端电性耦接于前述控制端点，而其第一端用以接收前述第一电位。前述第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收前述参考电压，其第一端电性耦接于前述电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的第二端，而其第一端输出驱动电压至前述功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极。前述第二驱动支路中第二开关P型金属氧化物半导体晶体管的控制端用以接收前述开关信号，而其第一端电性耦接于前述第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管的
A-Ap ~.上山
弟一觸。
[0033]此外，前述电流控制电路中峰值电流控制支路的电容的第一端用以接收开关信号，并由其第二端输出耦合信号。前述电阻的第一端电性耦接于前述电容的前述第二端，而其第二端用以接收第二电位。前述控制P型金属氧化物半导体晶体管的控制端电性耦接于前述电容的前述第二端，而其第一端电性耦接于前述第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的第二端。
[0034]承上所述，当前述电容的前述第一端接收的前述开关信号为电压电平状态时，前述控制P型金属氧化物半导体晶体管导通，前述电流镜的前述第一电流支路提供峰值电流，前述电流镜的前述第二电流支路相应地由控制端点汲取电流，藉使前述第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管的前述第一端输出至前述功率金属氧化物半导体晶体管的前述功率栅极的前述驱动电压上升，以开启前述功率金属氧化物半导体晶体管。
[0035]根据本发明一实施例，前述电流镜的前述第一电流支路在特定时间内提供前述峰值电流。
[0036]根据本发明另一实施例，前述特定时间为小于约20奈秒。
[0037]根据本发明又一实施例，前述驱动电路还包含电压供应N型金属氧化物半导体晶体管，其包含第一端以及第二端，前述第一端电性耦接于前述电流控制电路的控制P型金属氧化物半导体晶体管的第二端，而前述第二端用以接收高电压电位。
[0038]根据本发明再一实施例，前述峰值电流控制支路的前述电阻会对前述电容的第二端进行充电。
[0039]根据本发明又一实施例，前述第一电位为正电位，而前述第二电位大于前述第一电位。
[0040]根据本发明另再一实施例，前述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。
[0041]因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例通过提供一种驱动电路及其中的电流控制电路，藉以改善功率晶体管的传递延迟(propagation delay)现象,并进一步将传递延迟现象缩小至50奈秒以内。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下:
[0043]图1为本发明一实施例中，一种驱动电路的电路示意图；以及
[0044]图2为本发明另一实施例中，一种驱动电路的电路不意图。
[0045][主要元件标号说明]
[0046]100、200:驱动电路120、220:驱动级
[0047]110、210:电流控制电路122、222:第一驱动支路
[0048]112、212:电流镜123、223:电流源
[0049]114、214:峰值电流控制支路 124、224:第二驱动支路
【具体实施方式】
[0050]为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的图式及以下所述各种实施例，图式中相同的号 码代表相同或相似的元件。但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。
[0051]其中图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。
[0052]另外，关于本文中所使用的『耦接』或『连接』，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
[0053]图1是依照本发明一实施例绘示一种驱动电路的示意图，其用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管ΜΡ0。如图所示，驱动电路100包含电流控制电路110与驱动级120，驱动级120又包含第一驱动支路122以及第二驱动支路124。
[0054]于本实施例中，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，于一实施例中，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)。于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。
[0055]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，更进一步改善其传递延迟(propagation delay)现象,本发明实施例设计一驱动电路,通过其整体电路架构的配置方式所衍生的电性操作，可符合此类型的功率金属氧化物半导体晶体管的需求，并将功率金属氧化物半导体晶体管的传递延迟现象缩小至50奈秒以内。以下将详细说明本发明实施例的驱动电路的结构与电性操作方式，以使本发明的目的及功效更易于理解。
[0056]首先，于整体操作概念上，是由电流控制电路110接收开关信号，并根据开关信号以输出控制电流至驱动级120，藉使驱动级120相应地驱动功率金属氧化物半导体晶体管MPO。
[0057]上述电流控制电路110包含电流镜112、第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3以及峰值电流控制支路114。如图1所示，进一步而言，电流镜112包含第一 P型金属氧化物半导体晶体管MPl以及第二 P型金属氧化物半导体晶体管MP2，其中第一 P型金属氧化物半导体晶体管MPl位于第一电流支路上，而第二 P型金属氧化物半导体晶体管MP2位于第二电流支路上。此外，峰值电流控制支路114包含电容Cl、电阻Rl以及控制N型金属氧化物半导体晶体管MNl。
[0058]于结构上，电流控制电路110的电流镜112的第一电流支路以及第二电流支路的一端电性耦接于公共端点NI，此公共端点NI用以接收第一电位VGH。电流控制电路110的第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3的控制端用以接收一参考电压VM，而其第一端电性耦接于电流镜112的第一电流支路。 [0059]在电流控制电路110的峰值电流控制支路114中，电容Cl的第一端用以接收开关信号IN，并由其第二端输出耦合信号。电阻Rl的第一端电性耦接于电容Cl的第二端，而其第二端用以接收第二电位VSS。控制N型金属氧化物半导体晶体管MNl的控制端电性耦接于电容Cl的第二端，而其第一端电性耦接于第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP3第
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[0060]在此需说明的是，本发明实施例中各式金属氧化物半导体晶体管的控制端可为栅极，其第一端及第二端则可依照实际电路配置的需求，而选择性地为源极或漏极。
[0061]于电性操作上，当电流控制电路110中峰值电流控制支路114的电容Cl的第一端接收的开关信号IN为一高态时，控制N型金属氧化物半导体晶体管MNl导通，电流镜112的第一电流支路提供峰值电流，而电流镜的第二电流支路相应地输出控制电流至驱动级120的控制端点N2，藉使驱动级120输出至功率金属氧化物半导体晶体管MPO的控制端的驱动电压下降，以开启功率金属氧化物半导体晶体管ΜΡ0。
[0062]需进一步说明的是，电流控制电路110中电流镜112的第一电流支路在一特定时间内提供峰值电流。在一实施例中，前述特定时间小于约20奈秒，因此，本发明实施例的驱动电路100的电流控制电路110可在极短的时间内，迅速产生峰值电流，并于同时间内相应地输出控制电流至驱动级120，以达到迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管MPO的目的。然而，本实施例并非用以限定本发明，本领域技术人员当可选择性地采用适当的参数，而其概念与本发明相同者，即落入本发明的范围中。
[0063]在一实施例中，当上述峰值电流衍生出迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管MPO的效果后，电流控制电路110中峰值电流控制支路114的电阻Rl会对电容Cl的第二端进行放电，从而关闭控制N型金属氧化物半导体晶体管MN1，此时，上述峰值电流也将一并消失，是以于迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管MPO之后，由于控制N型金属氧化物半导体晶体管MNl被关闭，电流控制电路110上将不会有无谓的电能耗损。
[0064]上述驱动级120的第一驱动支路122包含电流源123、第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP4以及第一开关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MP4的控制端用以接收参考电压VM，其第一端电性耦接于控制端点N2以及电流源123，而得以接收电流控制电路110中电流镜112的第二电流支路输出的控制电流。第一开关N型金属氧化物半导体晶体管MN2的控制端用以接收一反相开关信号W而其第
一端电性耦接于第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP4的第二端。
[0065]再者，上述驱动级120的第二驱动支路124包含电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP5、第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP6以及第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN3。电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP5的控制端电性耦接于控制端点N2，而其第一端用以接收第一电位VGH。第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP6的控制端用以接收参考电压VM，其第一端电性耦接于电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP5的第二端，且其第一端输出驱动电压至功率金属氧化物半导体晶体管MPO的控制端。第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN3的控制端用以接收开关信号IN，而其第一端电性耦接于第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP6的第二端。
[0066]在本实施例中，于电性操作上，当电流控制电路110中峰值电流控制支路114的电容Cl的第一端接收的开关信号IN为一高态时，控制N型金属氧化物半导体晶体管MNl导通，且驱动级120中第二驱动支路124的第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN3导通，电流镜112的第一电流支路提供峰值电流，而电流镜112的第二电流支路相应地输出控制电流至控制端点N2，控制端点N2的电压抬升。由于控制端点N2的电压即为电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP5的控制端接收的电压，因而电流供应P型金属氧化物半导体晶体管MP5将在控制端点N2的电压抬升下关闭。
[0067]此时，第二驱动支路124的第二开关N型金属氧化物半导体晶体管MN3的第一端会汲取输出电压Vp，藉使第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管MP6的第一端输出至功率金属氧化物半导体晶体管MPO的控制端的驱动电压Vp下降，以开启功率金属氧化物半导体晶体管MPO。
[0068]在一实施例中，上述第一电位VGH为正电位,而第二电位VSS小于第一电位VG。于一实施例中，第二电位VSS可为接地电位。
[0069]图2是依照本发明一实施例绘示一种驱动电路的示意图，其用以驱动功率金属氧化物半导体晶体管ΜΝ0。如图所示，驱动电路200包含电流控制电路210与驱动级220，驱动级220又包含第一驱动支路222以及第二驱动支路224。
[0070]于本实施例中，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，而高压金属氧化物半导体晶体管的特性已详述于图1中，在此不做赘述。
[0071]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，更进一步改善其传递延迟(propagation delay)现象,本发明实施例设计一驱动电路,通过其整体电路架构的配置方式所衍生的电性操作，可符合此类型的功率金属氧化物半导体晶体管的需求，并将功率金属氧化物半导体晶体管的传递延迟现象缩小至50奈秒以内。以下将详细说明本发明实施例的驱动电路的结构与电性操作方式，以使本发明的目的及功效更易于理解。
[0072]首先，于整体操作概念上，是由电流控制电路210接收开关信号，并根据开关信号以输出控制电流至驱动级220，藉使驱动级220相应地驱动功率金属氧化物半导体晶体管MNO。
[0073]上述电流控制电路210包含电流镜212、第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl以及峰值电流控制支路214。如图2所示，进一步而言，电流镜212包含第一 N型金属氧化物半导体晶体管MN2以及第二 N型金属氧化物半导体晶体管MN3，其中第一 N型金属氧化物半导体晶体管MN2位于第一电流支路上，而第二 N型金属氧化物半导体晶体管MN3位于第二电流支路上。此外，峰值电流控制支路214包含电容Cl、电阻Rl以及控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl。
[0074]于结构上，电流控制电路210的电流镜212的第一电流支路以及第二电流支路的一端电性耦接于公共端点NI，此公共端点NI用以接收第一电位VEE。电流控制电路210的第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl的控制端用以接收参考电压VM，而其第一端电性耦接于电流镜212的第一电流支路。
[0075]在电流控制电路210的峰值电流控制支路214中，电容Cl的第一端用以接收开关信号IN，并由其第二端输出耦合信号。电阻Rl的第一端电性耦接于电容Cl的第二端，而其第二端用以接收第二电位VDDX。控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl的控制端电性耦接于电容Cl的第二端，而其第一端电性耦接于第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管MNl的
A-Ap ~.上山
弟一觸。
[0076]于电性操作上，当电流控制电路210中峰值电流控制支路214的电容Cl的第一端接收的开关信号IN为一低态时，电容Cl输出耦合信号以使控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl导通，此时，电流镜212的第一电流支路提供峰值电流，而电流镜的第二电流支路相应地由驱动级220的控制端点N2汲取电流，藉使驱动级220输出至功率金属氧化物半导体晶体管MNO的控制端的驱动电压上升，以开启功率金属氧化物半导体晶体管ΜΝ0。
[0077]需进一步说明的是，电流控制电路210中电流镜212的第一电流支路在一特定时间内提供峰值电流。在一实施例中，前述特定时间小于约20奈秒，因此，本发明实施例的驱动电路200的电流控制电路210可在极短的时间内，迅速产生峰值电流，并于同时间内相应地由驱动级220汲取电流，以达到迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管MNO的目的。然而，本实施例并非用以限定本发明，本领域技术人员当可选择性地采用适当的参数，而其概念与本发明相同者，即落入本发明的范围中。
[0078]在一实施例中，当上述峰值电流衍生出迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管MNO的效果后，电流控制电路210中峰值电流控制支路214的电阻Rl会对电容Cl的第二端进行充电，从而关闭控制P型金属氧化物半导体晶体管MP1，此时，上述峰值电流也将一并消失，是以于迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管MNO之后，由于控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl被关闭，电流控制电路210上将不会有无谓的电能耗损。
[0079]在另一实施例中，电流控制电路210还包含电压供应N型金属氧化物半导体晶体管MN7，电压供应N型金属氧化物半导体晶体管MN7包含第一端以及第二端。前述第二端用以接收高电压电位VGH，第一端电性耦接于峰值电流控制支路214的控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl的第二端，而其控制端可接受一外部电位VDD。举例而言，第二电位VDDX可为VDD-Vth (阈值电压)。
[0080]在此设计架构下，当控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl导通时，电流镜212第一支路上的第一 N型金属氧化物半导体晶体管MN2的第二端，由高电压电位VGH汲取电流，而非向第二电位VDDX汲取电流以产生前述峰值电流。如此，可使整体电路运作更加稳定。
[0081]上述驱动级220的第一驱动支路222包含电流源223、第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管MN4以及第一开关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MN4的控制端用以接收参考电压VM，其第一端电性耦接于控制端点N2以及电流源223。第一开关P型金属氧化物半导体晶体管MP2的控制端用以接收一反相开关信号I，而其第一端电性耦接于第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ4的第二端。
[0082]再者，上述驱动级220的第二驱动支路224包含电流供应N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ6、第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ5以及第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP3。电流供应N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ6的控制端电性耦接于控制端点Ν2，而其第一端用以接收第一电位VEE。第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ5的控制端用以接收参考电压VM，其第一端电性耦接于电流供应N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ6的第二端，且其第一端输出驱动电压至功率金属氧化物半导体晶体管MNO的控制端。第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP3的控制端用以接收开关信号IN，而其第一端电性耦接于第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ5的第二端。
[0083]在本实施例中，于电性操作上，当电流控制电路210中峰值电流控制支路214的电容Cl的第一端接收的开关信号IN为低态时，电容Cl输出耦合信号以使控制P型金属氧化物半导体晶体管MPl导通，且驱动级220中第二驱动支路224的第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP3导通，电流镜212的第一电流支路产生峰值电流，而电流镜212的第二电流支路相应地由控制端点Ν2汲取电流，控制端点Ν2的电压下降。由于控制端点Ν2的电压即为电流供应N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ6的控制端接收的电压，因而电流供应N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ6将在控制端点Ν2的电压下降下关闭。
[0084]此时，第二驱动支路224的第二开关P型金属氧化物半导体晶体管MP3的第一端会提供电压，藉使第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管ΜΝ5的第一端输出至功率金属氧化物半导体晶体管MNO的控制端的驱动电压Vp上升，以开启功率金属氧化物半导体晶体管MNO。
[0085]在一实施例中，上述第一电位VEE为负电位，而第二电位VDDX大于第一电位VEE。
[0086]由上述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例通过提供一种驱动电路及其中的电流控制电路，藉以改善功率晶体管的传递延迟(propagationdelay)现象，并进一步将传递延迟现象缩小至50奈秒以内。再者，于迅速开启功率金属氧化物半导体晶体管之后，由于电流控制电路中峰值电流控制支路的控制金属氧化物半导体晶体管会被关闭，因此，电流控制电路上将不会有无谓的电能耗损。
[0087]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种电流控制电路，用以控制一驱动电路，藉使该驱动电路相应地驱动一功率金属氧化物半导体晶体管，包含: 一电流镜，包含一第一电流支路以及一第二电流支路，其中该第一电流支路以及该第二电流支路的一端电性耦接于一公共端点，该公共端点用以接收一第一电位； 一箝位P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端、一第一端以及一第二端，其中该控制端用以接收一参考电压，该第一端电性耦接于该电流镜的该第一电流支路； 一峰值电流控制支路，包含: 一电容，包含一第一端，其中该第一端用以接收一开关信号； 一电阻，包含一第一端以及一第二端，其中该第一端电性稱接于该电容的一第二端，该第二端用以接收一第二电位；以及 一控制N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端电性耦接于该电容的该第二端，该第一端电性耦接于该箝位P型金属氧化物半导体晶体管的该第二端， 其中当该电容的该第一端接收的该开关信号为一电压电平状态时，该控制N型金属氧化物半导体晶体管导通，该电流镜的该第一电流支路提供一峰值电流，该电流镜的该第二电流支路相应地输出一控制电流至该驱动电路的一控制端点，藉使该驱动电路输出至该功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极的一驱动电压下降，以开启该功率金属氧化物半导体晶体管。
2.根据权利要求1所述的电流控制电路，其中该电流镜的该第一电流支路在一特定时间内提供该峰值电流。
3.根据权利要求2所述的电流控制电路，其中该特定时间小于约20奈秒。
4.根据权利要求1所述的电流控制电路，其中该峰值电流控制支路的该电阻会对该耦合信号进行放电。
5.根据权利要求1所述的电流控制电路，其中该第一电位为一正电位，而该第二电位小于该第一电位。
6.根据权利要求1所述的电流控制电路，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。
7.—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: 一电流控制电路，包含: 一电流镜，包含一第一电流支路以及一第二电流支路，其中该第一电流支路以及该第二电流支路的一端电性耦接于一公共端点，该公共端点用以接收一第一电位； 一第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收一参考电压，该第一端电性耦接于该电流镜的该第一电流支路； 一峰值电流控制支路，包含: 一电容，包含一第一端，其中该第一端用以接收一开关信号； 一电阻，包含一第一端以及一第二端，其中该第一端电性稱接于该电容的一第二端，该第二端用以接收一第二电位；以及 一控制N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端电性耦接于该电容的该第二端，该第一端电性耦接于该第一箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一第二端； 一第一驱动支路，包含: 一电流源； 一第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收该参考电压，该第一端电性耦接于一控制端点以及该电流源；以及 一第一开关N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收一反相开关信号，该第一端电性耦接于该第二箝位P型金属氧化物半导体晶体管的一第二端； 一第二驱动支路，包含: 一电流供应P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端电性耦接于该控制端点，该第一端用以接收该第一电位； 一第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收该参考电压，该第一端电性耦接于该电流供应P型金属氧化物半导体晶体管的一第二端，该第一端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 一第二开关N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收该开关信号，该第一端电性耦接于该第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管的._?笛——τ:^弟一)?而， 其中当该电容的该第一端接收的该开关信号为一电压电平状态时，该控制N型金属氧化物半导体晶体管导通，该电流镜的该第一电流支路提供一峰值电流，该电流镜的该第二电流支路相应地输出一控制电流至该`控制端点，藉使该第三箝位P型金属氧化物半导体晶体管的该第一端输出至该功率金属氧化物半导体晶体管的该功率栅极的该驱动电压下降，以开启该功率金属氧化物半导体晶体管。
8.根据权利要求7所述的驱动电路，其中该电流镜的该第一电流支路在一特定时间内提供该峰值电流。
9.根据权利要求8所述的驱动电路，其中该特定时间为小于约20奈秒。
10.根据权利要求7所述的驱动电路，其中该峰值电流控制支路的该电阻会对该电容的该第二端进行放电。
11.根据权利要求7所述的驱动电路，其中该第一电位为一正电位，而该第二电位小于该第一电位。
12.根据权利要求7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。
13.一种电流控制电路，用以控制一驱动电路，藉使该驱动电路相应地驱动一功率金属氧化物半导体晶体管，包含: 一电流镜，包含一第一电流支路以及一第二电流支路，其中该第一电流支路以及该第二电流支路的一端电性耦接于一公共端点，该公共端点用以接收一第一电位； 一箝位N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收一参考电压，该第一端电性耦接于该电流镜的该第一电流支路；以及一峰值电流控制支路，包含:一电容，包含一第一端，其中该第一端用以接收一开关信号； 一电阻，包含一第一端以及一第二端，其中该第一端电性稱接于该电容的一第二端，该第二端用以接收一第二电位；以及 一控制P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端电性耦接于该电容的该第二端，该第一端电性耦接于该箝位N型金属氧化物半导体晶体管的._?笛——第二端； 其中当该电容的该第一端接收的该开关信号为一电压电平状态时，该控制P型金属氧化物半导体晶体管导通，而由该电流镜的该第一电流支路提供电流，该电流镜的该第二电流支路相应地由该驱动电路的一控制端点汲取电流，藉使该驱动电路输出至该功率金属氧化物半导体晶体管的功率栅极的一驱动电压上升，以开启该功率金属氧化物半导体晶体管。
14.根据权利要求13所述的电流控制电路，其中该电流镜的该第一电流支路在一特定时间内提供该峰值电流。
15.根据权利要求14所述的电流控制电路，其中该特定时间为小于约20奈秒。
16.根据权利要求13所述的电流控制电路，还包含一电压供应N型金属氧化物半导体晶体管，其中该电压供应N型金属氧化物半导体晶体管包含一第一端以及一第二端，该第一端电性耦接于该峰值电流控制支路的该控制P型金属氧化物半导体晶体管的一第二端，而该第二端用以接收一高电压电位。
17.根据权利要求13所述的电流控制电路，其中该峰值电流控制支路的该电阻会对该电容的该第二端进行充电。
18.根据权利要求13所述的电流控制电路，其中该第一电位为一负电位，而该第二电位大于该第一电位。
19.根据权利要求13所述的电流控制电路，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。
20.一种驱动电路，用以驱动一功率金属氧化物半导体晶体管，包含: 一电流控制电路，包含: 一电流镜，包含一第一电流支路以及一第二电流支路，其中该第一电流支路以及该第二电流支路的一端电性耦接于一公共端点，该公共端点用以接收一第一电位； 一第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收一参考电压，该第一端电性耦接于该电流镜的该第一电流支路； 一峰值电流控制支路，包含: 一电容，包含一第一端，其中该第一端用以接收一开关信号； 一电阻，包含一第一端以及一第二端，其中该第一端电性稱接于该电容的一第二端，该第二端用以接收一第二电位；以及 一控制P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端电性耦接于该电容的该第二端，该第一端电性耦接于该第一箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一第二端； 一第一驱动支路，包含: 一电流源；一第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收该参考电压，该第一端连接于一控制端点以及该电流源；以及 一第一开关P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收一反相开关信号，该第一端电性耦接于该第二箝位N型金属氧化物半导体晶体管的一第二端； 一第二驱动支路，包含: 一电流供应N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端电性耦接于该控制端点，该第一端用以接收该第一电位； 一第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收该参考电压，该第一端电性耦接于该电流供应N型金属氧化物半导体晶体管的一第二端，该第一端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 一第二开关P型金属氧化物半导体晶体管，包含一控制端以及一第一端，其中该控制端用以接收该开关信号，该第一端电注耦接于该第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管的._?笛——τ:^弟一)?而， 其中当该电容的该第一端接收的该开关信号为一电压电平状态时，该控制P型金属氧化物半导体晶体管导通，该电流镜的该第一电流支路提供一峰值电流，该电流镜的该第二电流支路相应地由该控制端点汲取电流，藉使该第三箝位N型金属氧化物半导体晶体管的该第一端输出至该功率金属氧化物半导体晶体管的该功率栅极的该驱动电压上升，以开启该功率金属氧化物半导体晶体管。
21.根据权利要求20所述的驱动电路，其中该电流镜的该第一电流支路在一特定时间内提供该峰值电流。
22.根据权利要求21所述的驱动电路，其中该特定时间为小于约20奈秒。
23.根据权利要求20所述的驱动电路，还包含一电压供应N型金属氧化物半导体晶体管，其中该电压供应N型金属氧化物半导体晶体管包含一第一端以及一第二端，该第一端电性耦接于该电流控制电路的该控制P型金属氧化物半导体晶体管的一第二端，而该第二端用以接收一高电压电位。
24.根据权利要求20所述的驱动电路，其中该峰值电流控制支路的该电阻会对该电容的该第二端进行充电。
25.根据权利要求20所述的驱动电路，其中该第一电位为一正电位，而该第二电位大于该第一电位。
26.根据权利要求20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。
【文档编号】H03K17/687GK103595382SQ201210289797
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月15日 优先权日:2012年8月15日
【发明者】李秋平 申请人:原景科技股份有限公司