本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

高壓晶體管驅(qū)動(dòng)芯片，主要用于驅(qū)動(dòng)mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor—金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，igbt(insulatedgatebipolartransistor—絕緣柵雙極型晶體管)等功率器件，普遍應(yīng)用于工業(yè)及家電變頻等領(lǐng)域。由于高壓晶體管驅(qū)動(dòng)芯片有高低壓兩個(gè)電源域，電源域間的靜電需要通過高壓器件來泄放，但器件的耐壓提升，其自身的esd(electrostaticdischarge—靜電放電)能力會(huì)下降，所以高低壓電源域之間的esd能力都不強(qiáng)。

如圖7所示，芯片包含兩個(gè)電源域：低壓電源域(vcc為低壓電源，vss為低壓地)，高壓電源域(vb為高壓電源，vs為高壓地)，兩個(gè)電源域之間通過電平轉(zhuǎn)移電路，即level-shifter電路(電平移位，圖中內(nèi)部有兩個(gè)結(jié)構(gòu)一樣、獨(dú)立的level-shifter1，level-shifter2)及高壓esd器件連接在一起。獨(dú)立電源域內(nèi)部，電源及地vb-vs，vcc-vss之間有獨(dú)立的esd器件(常用的有二極管，三極管，cmos管等)，用于泄放esd。

level-shifter主要包含：dmos(圖7中的m1，m2)，dmos源極器件(圖7中源極接地)，dmos漏極檢測(cè)電路(圖7中由檢測(cè)電阻r1，r2和穩(wěn) 壓管z1，z2構(gòu)成)。通過控制dmos-m1，m2的開通，關(guān)斷，改變檢測(cè)電阻r1，r2上的電壓，從而實(shí)現(xiàn)低壓信號(hào)到高壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

當(dāng)高壓電源域和低壓電源域之間有靜電時(shí)，通過level-shifter電路去泄放，靠電路器件自身的esd能力去泄放靜電能量，但dmos自身的泄放esd能力較弱，很容易損壞，造成芯片整體esd能力不強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。該晶體管的驅(qū)動(dòng)電路具有抗靜電能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提升了晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性和可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種晶體管的驅(qū)動(dòng)電路，包括：高壓電源和低壓電源；高壓電源域電路和低壓電源域電路，所述高壓電源域電路與所述高壓電源相連，所述低壓電源域電路與所述低壓電源相連；靜電泄放裝置，所述靜電泄放裝置分別設(shè)置在所述高壓電源的兩極間、所述低壓電源的兩極間以及所述高壓電源的正極與所述低壓電源的負(fù)極之間；電平轉(zhuǎn)移電路，所述電平轉(zhuǎn)移電路包括電平檢測(cè)電路、限流模塊、泄放模塊和開關(guān)管，所述電平檢測(cè)電路的一端與所述高壓電源的正極相連且另一端分別與所述限流模塊的一端、所述泄放模塊的一端以及所述高壓電源域電路相連，所述限流模塊的另一端與所述開關(guān)管的第一端相連，所述泄放模塊的另一端與所述高壓電源的負(fù)極相連，所述開關(guān)管的控制端與所述低壓電源域電路相連且第二端與所述低壓電源的負(fù)極相連，所述限流模塊用于在所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行靜電泄放時(shí)限制泄放電流，所述泄放模塊用于在所述高壓電源的負(fù)極和所述開關(guān)管的第一端之間 形成輔助泄放通路以輔助所述驅(qū)動(dòng)電路的靜電泄放。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路，在電平轉(zhuǎn)移電路中加入限流模塊，增加了通過電平轉(zhuǎn)移電路進(jìn)行靜電泄放的通路的內(nèi)阻，從而在靜電泄放時(shí)，限制該通路上的電流，阻止電平轉(zhuǎn)移電路損壞，當(dāng)電壓達(dá)到靜電泄放裝置(如高壓esd器件)的觸發(fā)電壓時(shí)，靜電泄放裝置開啟，泄放大部分能量，進(jìn)而保護(hù)晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。另外，在電平轉(zhuǎn)移電路中增加泄放模塊，提供高壓電源的負(fù)極到開關(guān)管的漏極一個(gè)低阻的通路，因此，多了一個(gè)靜電泄放通路以便對(duì)靜電泄放進(jìn)行分流，同時(shí)泄放模塊可以鉗制電平檢測(cè)電路的電位，防止電位低于高壓電源的負(fù)極電壓。該晶體管的驅(qū)動(dòng)電路抗靜電能力強(qiáng)，進(jìn)而提升了晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；以及

圖7是相關(guān)技術(shù)中一種晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元 件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。如圖1所示，并結(jié)合圖2，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100，包括：高壓電源110、低壓電源120、高壓電源域電路130、低壓電源域電路140、靜電泄放裝置150和電平轉(zhuǎn)移電路160。

其中，高壓電源域電路130與高壓電源110相連，低壓電源域電路140與低壓電源120相連。靜電泄放裝置150分別設(shè)置在高壓電源110的兩極間(即：正極vb和負(fù)極vs之間)、低壓電源120的兩極間(即：正極vcc和負(fù)極vss之間)以及高壓電源110的正極vb與低壓電源120的負(fù)極vss之間。電平轉(zhuǎn)移電路160包括電平檢測(cè)電路161、限流模塊162、泄放模塊163和開關(guān)管164，電平檢測(cè)電路161的一端與高壓電源110的正極vb相連且另一端分別與限流模塊162的一端、泄放模塊163的一端以及高壓電源域電路130相連，限流模塊162的另一端與開關(guān)管164的第一端相連，泄放模塊163的另一端與高壓電源130的負(fù)極vs相連，開關(guān)管164的控制端與低壓電源域電路140相連且第二端與低壓電源120的負(fù)極vss相連，限流模塊162用于在驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行靜電泄放時(shí)限制泄放電流，泄放模塊163用于在高壓電源110的負(fù)極vs和開關(guān)管164的第一端之間形成輔助泄放通路以輔助驅(qū)動(dòng)電路的靜電泄放。

作為一個(gè)具體的示例，如圖2所示，電平檢測(cè)電路161包括穩(wěn)壓管z1和第一電阻r1，穩(wěn)壓管z1的陰極與高壓電源110的正極vb相連，穩(wěn)壓管z1 的陽極與高壓電源域電路130相連(即：穩(wěn)壓管z1的陽極通過檢測(cè)點(diǎn)a1與高壓電源域電路130)，第一電阻r1與穩(wěn)壓管z1并聯(lián)。限流模塊162包括限流電阻r3，限流電阻r3的一端與穩(wěn)壓管z1的陽極相連，限流電阻r3的另一端與開關(guān)管164的第一端相連。泄放模塊163包括第一二極管d3，第一二極管d3的陰極與穩(wěn)壓管z1的陽極相連，第一二極管d3的陽極與高壓電源110的負(fù)極vs相連。

進(jìn)一步地，結(jié)合圖2所示，開關(guān)管164為第二mos管m1，進(jìn)而，開關(guān)管164的控制端為第二mos管m1的柵極g，第一端為第二mos管m1的漏極d，第二端為第二mos管m1的源極s。

再次結(jié)合圖2，靜電泄放裝置150包括：第三靜電泄放器件151、第四靜電泄放器件152和第五靜電泄放器件153。其中，第三靜電泄放器件151和第四靜電泄放器件152為esd器件(electrostaticdischarge)。第五靜電泄放器件153例如為圖2中所示的高壓esd器件(highvoltageisolationjunction)。第三靜電泄放器件151設(shè)置在高壓電源110的兩極間，即設(shè)置在高壓電源110的正極vb和負(fù)極vs之間的esd器件。第四靜電泄放器件152設(shè)置在低壓電源110的兩極間，即設(shè)置在低壓電源120的正極vcc和負(fù)極vss之間的esd器件。第五靜電泄放器件153設(shè)置在高壓電源110的正極vb與低壓電源120的負(fù)極vss之間，即設(shè)置在高壓電源110的正極vb和低壓電源120的負(fù)極vss之間的高壓esd器件153。

另外，圖2中示出了包括兩個(gè)并聯(lián)并且結(jié)構(gòu)相同的電平轉(zhuǎn)移電路160的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100。另一個(gè)電平轉(zhuǎn)移電路160由穩(wěn)壓管z2、電阻r2、電阻r4、二極管d4和mos管m2組成。此處不做贅述。

在描述了本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)之后，以下對(duì)本發(fā) 明實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100的工作原理進(jìn)行說明。

具體而言，如圖2所示，高壓電源域電路130和低壓電源域電路140通過電平轉(zhuǎn)移電路160和高壓esd器件153連接。電平轉(zhuǎn)移電路160主要是進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將低壓區(qū)域的信號(hào)轉(zhuǎn)換到高壓區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。圖2中有兩個(gè)并聯(lián)的電平轉(zhuǎn)移電路160，其中一個(gè)電平轉(zhuǎn)移電路160的高壓器件dmos(double-diffusedmosfet—雙重?cái)U(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)的m1的柵極信號(hào)由低壓電源域電路140產(chǎn)生，m1的源極連接低壓電源120的負(fù)極vss，漏極連接r3的另一端，r3的一端連接z1的陽極，z1的陰極接高壓電源110的正極vb，r1與z1并聯(lián)，z1的陽極為檢測(cè)點(diǎn)a1，作為高壓電源域電路130的輸入信號(hào)，d3的陰極接a1檢測(cè)點(diǎn)，陽極接高壓電源110的負(fù)極vs。另一個(gè)電平轉(zhuǎn)移電路160的高壓器件dmos的m2的柵極信號(hào)由低壓電源域電路140產(chǎn)生，源極與接vss，漏極連接r4另一端，r4的一端連接z2的陽極，z2的陰極接vb，r2與z2并聯(lián)，z2的陽極為檢測(cè)點(diǎn)a2，作為高壓電源域電路130的輸入信號(hào)，d4陰極接a2檢測(cè)點(diǎn)，陽極接vs。

通過控制高壓器件dmos的m1，在m1的漏極的r1上會(huì)產(chǎn)生變化的電壓信號(hào)，輸入到高壓電源域電路130中進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)了低壓信號(hào)到高壓信號(hào)的轉(zhuǎn)移。另外，d3提供vs到m1的漏極一個(gè)低阻的通路，因此，vs到低壓電源域的泄放通路不但包括：vs→vb→dmos/高壓esd器件→vss→vcc，還包括vs→dmos→vss→vcc的泄放通路，這樣有助于esd的泄放分流，同時(shí)d3可以鉗制檢測(cè)點(diǎn)a1的電位，防止a1電位低于vs的電壓。z1與r1并聯(lián)，可以鉗位電阻兩端的電壓，以免超出高壓電源域的供電范圍而造成芯片的損壞。r3在靜電泄放時(shí)可以限制dmos通路的電流，讓dmos不易損壞，同時(shí)又可以在m1的漏極疊加一定的電壓，當(dāng)vb電壓達(dá)到高壓 esd器件153觸發(fā)電壓時(shí)，高壓esd器件153被觸發(fā)，大部分的靜電可以通過高壓esd器件153進(jìn)行泄放，從而保護(hù)晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100。

其中，高壓esd器件153在高壓電源110的正極vb與低壓電源120的負(fù)極vss之間，類似于一個(gè)反偏的高壓二極管，具有較高的耐壓，過電流能力比較強(qiáng)。當(dāng)兩個(gè)電源域之間有靜電時(shí)，需要盡可能地將高壓esd器件153觸發(fā)，這樣有利于靜電的泄放，保護(hù)晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100。

當(dāng)靜電泄放發(fā)生時(shí)，m1由于耦合效應(yīng)，優(yōu)先開啟，電流流過r1，r3，產(chǎn)生電壓，當(dāng)m1的漏極電壓，r1和r3上的電壓之和達(dá)到高壓esd器件153的觸發(fā)電壓時(shí)，高壓esd器件153觸發(fā)，泄放大部分能量，這樣通過m1和高壓esd器件153的泄放通路就同時(shí)發(fā)生作用，m1泄放小部分能量，高壓esd器件153泄放大部分能量，即靜電泄放時(shí)，通過電平轉(zhuǎn)移電路160的dmos泄放為次要的靜電泄放路徑，通過高壓esd器件153泄放為主要的靜電泄放路徑，兩種泄放方式共同作用，極大地提高了高壓，進(jìn)而，極大地提高晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100的靜電泄放能力。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路，在電平轉(zhuǎn)移電路中加入限流模塊，增加了通過電平轉(zhuǎn)移電路進(jìn)行靜電泄放的通路的內(nèi)阻，從而在靜電泄放時(shí)，限制該通路上的電流，阻止電平轉(zhuǎn)移電路損壞，當(dāng)電壓達(dá)到靜電泄放裝置(如高壓esd器件)的觸發(fā)電壓時(shí)，靜電泄放裝置開啟，泄放大部分能量，進(jìn)而保護(hù)晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。另外，在電平轉(zhuǎn)移電路中增加泄放模塊，提供高壓電源的負(fù)極到開關(guān)管的漏極一個(gè)低阻的通路，因此，多了一個(gè)靜電泄放通路以便對(duì)靜電泄放進(jìn)行分流，同時(shí)泄放模塊可以鉗制電平檢測(cè)電路的電位，防止電位低于高壓電源的負(fù)極電壓。該晶體管的驅(qū)動(dòng)電路抗靜電能力強(qiáng)，進(jìn)而提升了晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性和可靠性。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，晶體管的驅(qū)動(dòng)電路100還包括：保護(hù)電路170(即：器件和esd器件)，保護(hù)電路170設(shè)置在開關(guān)管164的第二端與低壓電源120的負(fù)極vss之間。即：dmos的源極通過器件連接到vss，并且esd器件和器件并聯(lián)。如：m1的源極接器件和與器件并聯(lián)的esd器件到vss。當(dāng)靜電泄放由高壓電源域至低壓電源域進(jìn)行泄放時(shí)，dmos的通路因耦合效應(yīng)優(yōu)先開啟，由于dmos的m1的源極有器件，在源極會(huì)有較高的電壓，當(dāng)電壓超過esd器件的觸發(fā)電壓時(shí)，esd器件開啟，esd能量很快地泄放到vss，防止dmos及器件損壞，同時(shí)增大了dmos通路過esd電流能力。

作為一個(gè)具體的示例，如圖4所示，保護(hù)電路包括：第二電阻r5和第一靜電泄放器件(如與r5并聯(lián)的esd器件)。第二電阻r5的一端與開關(guān)管164的第二端相連，第二電阻r5的另一端與低壓電源120的負(fù)極vss相連。第一靜電泄放器件與第二電阻r5并聯(lián)。dmos柵極信號(hào)由低壓電源域電路140產(chǎn)生，源極接電阻r5和與電阻并聯(lián)的esd器件到vss，r5與esd器件并聯(lián)，r6與esd器件并聯(lián)。當(dāng)靜電泄放由高壓電源域至低壓電源域泄放時(shí)，dmos通路因耦合效應(yīng)優(yōu)先開啟，由于dmos的m1的源極有器件，在源極會(huì)有較高的電壓，m1源極電壓超過esd器件觸發(fā)電壓時(shí)，esd器件開啟，esd能量很快地泄放到vss，防止dmos及器件損壞，同時(shí)也增大了dmos通路過esd電流能力。電阻r5可以限制esd通路電流，同時(shí)正常工作時(shí)，限制dmos開關(guān)電流，降低開關(guān)功耗。

在本發(fā)明的另一個(gè)示例中，如圖5所示，保護(hù)電路包括：第一mos管m3和第二靜電泄放器件(如esd器件)。m3的柵極與低壓電源域電路140相連，m3的漏極與開關(guān)管164的第二端相連，m3的源極與低壓電源120的 負(fù)極相連。第二靜電泄放器件的一端與m3的漏極相連，第二靜電泄放器件的另一端與m3的源極相連。dmos的柵極接恒定的vg，通過控制m3，m4開關(guān)，改變?cè)礃O電壓從而控制dmos開關(guān)，m3與esd器件并聯(lián)，m4與esd器件并聯(lián)。當(dāng)靜電泄放由高壓電源域到低壓電源域泄放時(shí)，dmos通路因耦合效應(yīng)優(yōu)先開啟，由于dmos的m1的源極有器件，在源極會(huì)有較高的電壓，m1源極電壓超過esd器件觸發(fā)電壓時(shí)，esd器件開啟，esd能量很快地泄放到vss，防止dmos及器件損壞，同時(shí)也增大了dmos通路過esd電流能力。

如圖6所示，電平轉(zhuǎn)移電路160包括一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的電平轉(zhuǎn)移電路。如圖6中示出了包括n個(gè)電平轉(zhuǎn)移電路160的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路。其中，n為正整數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的驅(qū)動(dòng)電路，具有抗靜電能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提升了晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性和可靠性。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。