專利名稱：應用于驅(qū)動功率mosfet半橋的集成電路結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路結構技術領域，特別涉及集成電路結構技術領域，具體是指一種應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構。
背景技術：
常見的功率MOSFET半橋電路的電路圖如圖1所示。包括兩個串聯(lián)的功率管，上管的漏端接電源、上管的源端接下管的漏端，下管的源端接地。兩個功率管的連接處作為半橋的輸出。上管NI和下管N2的柵極必須接驅(qū)動信號才能正常工作，上下管驅(qū)動信號由驅(qū)動電路提供。當上管驅(qū)動信號是高電平，下管驅(qū)動信號是低電平時，上管導通，下管截止，半橋輸出高電平；當上管驅(qū)動信號是低電平，下管驅(qū)動信號是高電平時，上管截止，下管導通，半橋輸出低電平。為了保證功率MOSFET工作在放大區(qū)，柵極驅(qū)動信號高電平需足夠高。為此，上管驅(qū)動信號的高電平會比電源電壓高。為了防止上下管同時導通的情況出現(xiàn)，上管驅(qū)動信號和下管驅(qū)動信號不能同時為高電平，且在兩個驅(qū)動信號高低電平轉換時加入死區(qū)時間。半橋工作波形示意圖如圖2所示。功率MOSFET半橋驅(qū)動電路可以由分立器件實現(xiàn)，也可以由集成電路來實現(xiàn)。采用分立器件的驅(qū)動電路會占用較大的PCB板面積，而且要實現(xiàn)死區(qū)時間、上下管互鎖等功能會使整個電路很復雜，安裝調(diào)試難度增加。采用集成電路是比較好的方案，集成電路可以很方便的實現(xiàn)死區(qū)時間控制、上下管互鎖等功能，且占用很小的PCB面積，便于安裝和調(diào)試。電動自行車馬達一般由三組半橋功率MOSFET驅(qū)動。半橋電源由電動車蓄電池提供，一般有36V、48V和60V幾種規(guī)格，考慮蓄電池過充電引起實際電壓偏高15%，則蓄電池最高電壓是69V。目前有一種驅(qū)動半橋功率MOSFET的方案是采用國際整理公司的IR2103。但是IP2103是針對600V高壓應用設計，采用特殊高壓阱工藝制備，成本較高，對于最高電壓69V的應用來說并不經(jīng)濟。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種采用普通雙極集成電路制造工藝設計的，并內(nèi)置死區(qū)時間控制和上下管信號互鎖功能，有效解決分立器件驅(qū)動電路占用PCB板面積大，電路復雜，安裝調(diào)試不方便等問題，且制造成本低廉，應用范圍廣泛的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構。為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構具有如下構成:其包括電源模塊、上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊，所述的上管驅(qū)動電路模塊的輸入端為上管控制信號輸入端；所述的下管驅(qū)動電路模塊的輸入端為下管控制信號輸入端；所述的電源模塊包括電流源輸出端和電壓源輸出端，所述的電流源輸出端和電壓源輸出端均分別連接所述的上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊。[0009]該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的下管驅(qū)動電路模塊包括下管驅(qū)動單元和下管驅(qū)動輸出單元，所述的下管控制信號輸入端順序通過所述的下管驅(qū)動單元和下管驅(qū)動輸出單元連接所述的下管驅(qū)動信號輸出端；所述的下管驅(qū)動單元包括:第七非門G7、第九非門G9、第十非門G10、第i^一或非門G11、第十二或非門G12、第十三或非門G13和第二電容C2，所述的下管控制信號輸入端連接所述的第七非門G7的輸入端；該第七非門G7的輸出端與所述的第九非門G9的輸入端相連接；所述的第九非門G9的輸出端與所述的第十非門GlO的輸入端相連接；所述的第十一或非門Gll的一個輸入端與所述的第九非門G9的輸出端相連接，該第十一或非門Gll的另一個輸入端與所述的第十二或非門G12的輸出端相連；所述的第十非門GlO的輸出端與所述的第二電容C2的一端相連接，該第二電容C2的另一端接地；所述的第十二或非門G12的一個輸入端與所述的第十非門GlO的輸出端相連接，該第十二或非門G12的另一個輸入端與所述的第十一或非門Gll的輸出端相連接；所述的第十三或非門G13的一個輸出端連接所述的第十二或非門G12的輸出端；所述的第十三或非門G13的輸出端連接所述的下管驅(qū)動輸出單元。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的下管驅(qū)動輸出單元包括第八NPN三極管T8、第九NPN三極管T9、第十PNP三極管T10、第^^一 NPN三極管Tl 1、第十二 NPN三極管T12、第十三NPN三極管T13、第六電阻R6、第七電阻R7第八電阻R8和第九電阻R9 ;所述的第八NPN三極管T8的發(fā)射極接地，該第八NPN三極管T8的基極連接所述的第六電阻R6的一端。該第六電阻R6的另一端連接所述的第十三或非門G13的輸出端；所述的第九NPN三極管T9的發(fā)射極接地，該第九NPN三極管T9的基極連接所述的第七電阻R7的一端，該第七電阻R7的另一端接所述的第十三或非門G13的輸出端；所述的第八NPN三極管T8的集電極與所述的電流源輸出端連接，并連接所述的第十二 NPN三極管T12的基極；所述的第八電阻 R8 —端連接電源，該第八電阻R8的另一端分別連接所述的第十PNP三極管TlO的基極和所述的第九NPN三極管T9的集電極；所述的第十PNP三極管TlO和第i^一 NPN三極管Tll連接為達林頓管結構；所述的第十PNP三極管TlO的發(fā)射極與第i^一 NPN三極管Tll的集電極均與電源相連接；該第十PNP三極管TlO的集電極與第i^一NPN三極管Tll的基極連接；該第i^一 NPN三極管Tll的發(fā)射極連接所述的下管驅(qū)動信號輸出端；所述的第十二 NPN三極管T12與所述的第十三NPN三極管T13連接為達林頓管結構；所述的第十二 NPN三極管T12和第十三NPN三極管T13的集電極相連接，并一同連接所述的下管驅(qū)動信號輸出端；所述的第十二 NPN三極管T12的發(fā)射極連接所述的第十三NPN三極管T13的基極并與所述的第九電阻R9的一端相連接；該第九電阻R9的另一端和所述的第十三NPN三極管T13的發(fā)射極均接地。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的上管驅(qū)動電路模塊包括上管驅(qū)動單元和上管驅(qū)動輸出單元，所述的上管控制信號輸入端順序通過所述的上管驅(qū)動單元和上管驅(qū)動輸出單元連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的上管驅(qū)動單元包括:第一非門G1、第二非門G2、第三非門G3、第四或非門G4、第五或非門G5、第六或非門G6和第一電容Cl ;所述的上管控制信號輸入端連接所述的第一非門Gl的輸入端；該第一非門Gl的輸出端分別連接所述的第二非門G2和第三非門G3的輸入端；所述的第五或非門G5的一個輸入端與所述的第一非門Gl的輸出端相連接，該第五或非門G5的另一個輸入端與所述的第四或非門G4的輸出端相連接；所述的第二非門G2的輸出端與所述的第一電容Cl相連，該第一電容Cl的另一端接地；所述的第四或非門G4的一個輸入端與所述的第二非門G2的輸出端相連接,該第四或非門G4的另一個輸入端與所述的第五或非門G5的輸出端相連接；所述的第六或非門G6的一個輸出端連接所述的第四或非門G4的輸出端；所述的第六或非門G6的輸出端連接所述的上管驅(qū)動輸出單元。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的上管驅(qū)動輸出單元包括第一 NPN三極管Tl、第二 NPN三極管T2、第三PNP三極管T3、第四PNP三極管T4、第五NPN三極管T5、第六NPN三極管T6、第七NPN三極管T7、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一二極管Dl和第二穩(wěn)壓管Z2 ;所述的第一 NPN三極管Tl的發(fā)射極接地，該第一 NPN三極管Tl的基極連接所述的第一電阻Rl的一端，該第一電阻Rl的另一端接所述的第六或非門G6的輸出端；所述的第二 NPN三極管T2的發(fā)射極接地，該第二 NPN三極管T2的基極連接所述的第二電阻R2的一端，該第二電阻R2的另一端接所述的第六或非門G6的輸出端；所述的第一 NPN三極管Tl的集電極連接所述的電流源輸出端，并連接所述的第一二極管Dl的P型端；第一二極管Dl的N型端連接所述的第六NPN三極管T6的基極；所述的第三PNP三極管T3的基極連接所述的第二穩(wěn)壓管Z2的N型端；該第三PNP三極管T3的集電極分別連接所述的第二穩(wěn)壓管Z2的P型端和所述的第二 NPN三極管T2的集電極；所述的第三電阻R3的一端連接所述的第三PNP三極管T3的基極，該第三電阻R3的另一端連接所述的第三PNP三極管T3的發(fā)射極；所述的第四電阻R4 —端連接上管驅(qū)動浮動電源端；所述的第四電阻R4的另一端分別連接所述的第四PNP三極管T4的基極和所述的第三PNP三極管T3的發(fā)射極；所述的第四PNP三極管T4和第五NPN三極管T5連接為達林頓管結構；所述的第四PNP三極管T4的發(fā)射極與第五NPN三極管T5的集電極均連接所述的上管驅(qū)動浮動電源端；所述的第四PNP三極管T4的集電極與所述的第五NPN三極管T5的基極連接；所述的第五NPN三極管T5的發(fā)射極連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的第六NPN三極管T6與所述的第七NPN三極管T7連接為達林頓管結構；所述的第六NPN三極管T6的集電極和所述的第七NPN三極管T7的集電極相連接，并連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的第六NPN三極管T6的發(fā)射極與所述的第七NPN三極管T7的基極相連接，并連接所述的第五電阻R5的一端，該第五電阻R5的另一端和所述的第七NPN三極管T7的發(fā)射極均連接上管驅(qū)動浮動地端。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的第十三或非門G13的另一個輸入端連接所述的第三非門G3的輸出端，且所述的第六或非門G6的另一個輸入端連接所述的第七非門G7的輸出端。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的第一非門G1、第二非門G2、第三非門G3、第七非門G7、第九非門G9和第十非門GlO為具有相同線路結構的非門，所述各非門均包括第二十一 NPN三極管NI，所述的第二十一 NPN三極管NI集電極連接所述的電流源輸出端，所述的第二十一 NPN三極管NI的基極為所述的非門的輸入端，所述的第二^^一 NPN三極管NI的發(fā)射極接地，所述的第二十一 NPN三極管NI的集電極為所述的非門的輸出端。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的各個第四或非門G4、第五或非門G5、第六或非門G6、第i^一或非門G11、第十二或非門G12和第十三或非門G13為具有相同線路結構的或非門，各個或非門均包括第二十二 NPN三極管N2和第二十三NPN三極管N3，所述的第二十二 NPN三極管N2和第二十三NPN三極管N3的發(fā)射極均接地，所述的第二十二 NPN三極管N2和第二十三NPN三極管N3的集電極相互連接并作為所述的或非門的輸出端，所述的第二十二 NPN三極管N2和第二十三NPN三極管N3的集電極均連接所述的電流源輸出端，所述的第二十二 NPN三極管N2的基極為所述的或非門的一個輸入端，所述的第二十三NPN三極管N3的基極為所述的或非門的另一個輸入端。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構中，所述的電源模塊包括第 PNP三極管Ql、第三十二 PNP三極管Q2、第三十三NPN三極管Q3、第三十四NPN三極
管Q4、第三十五NPN三極管Q5、第三十六NPN三極管Q6、第三十七PNP三極管Q7、第三十八NPN三極管Q8、第三十九PNP三極管Q9、第四十PNP三極管Q10、第三i^一電阻R31、第三十二電阻R32和第一穩(wěn)壓管Zl ;所述的第三十一電阻R31的一端連接電源，該第三十一電阻R31的另一端連接所述的第三十四NPN三極管Q4的集電極；所述的第三十四NPN三極管Q4的集電極與基極短接，并連接所述的第三十三NPN三極管Q3的基極；所述的第三十四NPN三極管Q4的發(fā)射極與第三十六NPN三極管Q6的集電極相連接，并連接所述的第三十五NPN三極管Q5的基極；所述的第三十六NPN三極管Q6的發(fā)射極接地；所述的第三十一 PNP三極管Ql的發(fā)射極接電源；所述的第三i^一PNP三極管Ql的集電極連接所述的第三十三NPN三極管Q3的集電極，并連接所述的第三十二 PNP三極管Q2的基極；所述的第三十三NPN三極管Q3的發(fā)射極與所述的第三十五NPN三極管Q5的集電極相連接，并連接所述的第三十六NPN三極管Q6的基極；所述的第三十二電阻R32 —端連接所述的第三十五NPN三極管Q5的發(fā)射極，所述的第三十二電阻R32另一端接地；所述的第三十七PNP三極管Q7、第三十九PNP三極管Q9和第四十PNP三極管QlO的發(fā)射極均接電源；所述的第三十七PNP三極管Q7、第三十九PNP三極管Q9和第四十PNP三極管QlO的基極都與所述的第三i^一 PNP三極管Ql的基極相連接；所述的第三十二 PNP三極管Q2的發(fā)射極也連接所述的第三i^一 PNP三極管Ql的基極；所述的第三十二 PNP三極管Q2的集電極接地；所述的第三十七PNP三極管Q7的集電極與所述的第三十八NPN三極管Q8的基極相連，并連接所述的第一穩(wěn)壓管Zl的N型端，該第一穩(wěn)壓管Zl的P型端接地；所述的第三十八NPN三極管Q8的集電極接電源。該應用于驅(qū)動功率MOS`FET半橋的集成電路結構中，所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構具有八弓I腳封裝結構。采用了該實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，由于其還包括電源模塊、上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊，所述的上管驅(qū)動電路模塊的輸入端為上管控制信號輸入端；所述的下管驅(qū)動電路模塊的輸入端為下管控制信號輸入端；所述的電源模塊包括電流源輸出端和電壓源輸出端，所述的電流源輸出端和電壓源輸出端均分別連接所述的上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊。從而利用通用的雙極集成電路制造工藝設計的，有效解決了分立器件驅(qū)動電路占用PCB板面積大，電路復雜，安裝調(diào)試不方便等問題，并內(nèi)置死區(qū)時間控制和上下管信號互鎖功能，且本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構制造成本低廉，應用范圍也較為廣泛。

圖1為現(xiàn)有技術中的功率MOSFET半橋驅(qū)動電路的電路圖。圖2為現(xiàn)有技術中的功率MOSFET半橋驅(qū)動電路的工作波形示意圖。[0021]圖3為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的電路等效圖。圖4為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的電源模塊的等效圖。圖5為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的非門等效圖。圖6為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的或非門等效圖。圖7為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的上管驅(qū)動輸出單元等效圖。圖8為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的下管驅(qū)動輸出單元等效圖。圖9為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的RS觸發(fā)器等效圖。圖10為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的死區(qū)時間部分信號波形圖。圖11為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的外圍應用示意圖。圖12為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的輸入輸出信號波形圖。
具體實施方式為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖3所示，為本實用新型的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構的電路等效圖。該應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構包括電源模塊、上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊，所述的上管驅(qū)動電路模塊的輸入端為上管控制信號輸入端；所述的下管驅(qū)動電路模塊的輸入端為下管控制信號輸入端；所述的電源模塊包括電流源輸出端和電壓源輸出端，所述的電流源輸出端和電壓源輸出端均分別連接所述的上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊。在一種較優(yōu)選的實施方式中，所述的下管驅(qū)動電路模塊包括下管驅(qū)動單元和下管驅(qū)動輸出單元，所述的下管控制信號輸入端順序通過所述的下管驅(qū)動單元和下管驅(qū)動輸出單元連接所述的下管的柵極；所述的下管驅(qū)動單元包括:第七非門G7、第九非門G9、第十非門G10、第i^一或非門G11、第十二或非門G12、第十三或非門G13和第二電容C2，所述的下管控制信號輸入端連接所述的第七非門G7的輸入端；該第七非門G7的輸出端與所述的第九非門G9的輸入端相連接；所述的第九非門G9的輸出端與所述的第十非門GlO的輸入端相連接；所述的第十一或非門Gll的一個輸入端與所述的第九非門G9的輸出端相連接，該第十一或非門Gll的另一個輸入端與所述的第十二或非門G12的輸出端相連；所述的第十非門GlO的輸出端與所述的第二電容C2的一端相連接，該第二電容C2的另一端接地；所述的第十二或非門G12的一個輸入端與所述的第十非門GlO的輸出端相連接，該第十二或非門G12的另一個輸入端與所述的第十一或非門Gll的輸出端相連接；所述的第十三或非門G13的一個輸出端連接所述的第十二或非門G12的輸出端；所述的第十三或非門G13的輸出端連接所述的下管驅(qū)動輸出單元。所述的上管驅(qū)動電路模塊包括上管驅(qū)動單元和上管驅(qū)動輸出單元，所述的上管控制信號輸入端順序通過所述的上管驅(qū)動單元和上管驅(qū)動輸出單元連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的上管驅(qū)動單元包括:第一非門G1、第二非門G2、第三非門G3、第四或非門G4、第五或非門G5、第六或非門G6和第一電容Cl ;所述的上管控制信號輸入端連接所述的第一非門Gl的輸入端；該第一非門Gl的輸出端分別連接所述的第二非門G2和第三非門G3的輸入端；所述的第五或非門G5的一個輸入端與所述的第一非門Gl的輸出端相連接，該第五或非門G5的另一個輸入端與所述的第四或非門G4的輸出端相連接；所述的第二非門G2的輸出端與所述的第一電容Cl相連，該第一電容Cl的另一端接地；所述的第四或非門G4的一個輸入端與所述的第二非門G2的輸出端相連接，該第四或非門G4的另一個輸入端與所述的第五或非門G5的輸出端相連接；所述的第六或非門G6的一個輸出端連接所述的第四或非門G4的輸出端；所述的第六或非門G6的輸出端連接所述的上管驅(qū)動輸出單元。且所述的第十三或非門G13的另一個輸入端連接所述的第三非門G3的輸出端，且所述的第六或非門G6的另一個輸入端連接所述的第七非門G7的輸出端。在另一種較優(yōu)選的實施方式中，如圖4所示，所述的電源模塊包括第三十一 PNP三極管Q1、第三十二 PNP三極管Q2、第三十三NPN三極管Q3、第三十四NPN三極管Q4、第三十五NPN三極管Q5、第三十六NPN三極管Q6、第三十七PNP三極管Q7、第三十八NPN三極管Q8、第三十九PNP三極管Q9、第四十PNP三極管Q10、第三i^一電阻R31、第三十二電阻R32和第一穩(wěn)壓管Zl ;所述的第三^ 電阻R31的一端連接電源,該第三^ 電阻R31的另一端連接所述的第三十四NPN三極管Q4的集電極；所述的第三十四NPN三極管Q4的集電極與基極短接，并連接所述的第三十三NPN三極管Q3的基極；所述的第三十四NPN三極管Q4的發(fā)射極與第三十六NPN三極管Q6的集電極相連接，并連接所述的第三十五NPN三極管Q5的基極；所述的第三十六NPN三極管Q6的發(fā)射極接地；所述的第三十一 PNP三極管Ql的發(fā)射極接電源；所述的第三i^一 PNP三極管Ql的集電極連接所述的第三十三NPN三極管Q3的集電極，并連接所述的第 三十二 PNP三極管Q2的基極；所述的第三十三NPN三極管Q3的發(fā)射極與所述的第三十五NPN三極管Q5的集電極相連接，并連接所述的第三十六NPN三極管Q6的基極；所述的第三十二電阻R32—端連接所述的第三十五NPN三極管Q5的發(fā)射極，所述的第三十二電阻R32另一端接地；所述的第三十七PNP三極管Q7、第三十九PNP三極管Q9和第四十PNP三極管QlO的發(fā)射極均接電源；所述的第三十七PNP三極管Q7、第三十九PNP三極管Q9和第四十PNP三極管QlO的基極都與所述的第三i^一 PNP三極管Ql的基極相連接；所述的第三十二 PNP三極管Q2的發(fā)射極也連接所述的第三i^一 PNP三極管Ql的基極；所述的第三十二 PNP三極管Q2的集電極接地；所述的第三十七PNP三極管Q7的集電極與所述的第三十八NPN三極管Q8的基極相連，并連接所述的第一穩(wěn)壓管Zl的N型端，該第一穩(wěn)壓管Zl的P型端接地；所述的第三十八NPN三極管Q8的集電極接電源。當有電壓施加到電源端后，Rl、Q4、Q5、R2的通路使電路啟動工作。Ql電流的計算
UAQkl'
公式為k是波爾茲曼常數(shù)，T是開爾文溫度，q是基本電荷。\的R2 A6 (
值在常溫時(300k)約25.9mV。A5、A6分別為Q5、Q6的發(fā)射區(qū)面積。[0039]Ql、Q7、Q9、QlO組成鏡像電流鏡，Q7、Q9、QlO的集電極電流可以計算為:
權利要求1.一種應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的集成電路結構包括電源模塊、上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊，所述的上管驅(qū)動電路模塊的輸入端為上管控制信號輸入端；所述的下管驅(qū)動電路模塊的輸入端為下管控制信號輸入端；所述的電源模塊包括電流源輸出端和電壓源輸出端，所述的電流源輸出端和電壓源輸出端均分別連接所述的上管驅(qū)動電路模塊和下管驅(qū)動電路模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的下管驅(qū)動電路模塊包括下管驅(qū)動單元和下管驅(qū)動輸出單元，所述的下管控制信號輸入端順序通過所述的下管驅(qū)動單元和下管驅(qū)動輸出單元連接所述的下管驅(qū)動信號輸出端；所述的下管驅(qū)動單元包括:第七非門(G7)、第九非門(G9)、第十非門(G10)、第i^一或非門(G11)、第十二或非門(G12)、第十三或非門(G13)和第二電容(C2)，所述的下管控制信號輸入端連接所述的第七非門(G7)的輸入端；該第七非門(G7)的輸出端與所述的第九非門(G9)的輸入端相連接；所述的第九非門(G9)的輸出端與所述的第十非門(GlO)的輸入端相連接；所述的第十一或非門(Gll)的一個輸入端與所述的第九非門(G9)的輸出端相連接，該第十一或非門(Gll)的另一個輸入端與所述的第十二或非門(G12)的輸出端相連；所述的第十非門(GlO)的輸出端與所述的第二電容(C2)的一端相連接,該第二電容(C2)的另一端接地；所述的第十二或非門(G12)的一個輸入端與所述的第十非門(GlO)的輸出端相連接，該第十二或非門(G12)的另一個輸入端與所述的第十一或非門(Gll)的輸出端相連接；所述的第十三或非門(G13)的一個輸出端連接所述的第十二或非門(G12)的輸出端；所述的第十三或非門(G13)的輸出端連接所述的下管驅(qū)動輸出單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的下管驅(qū)動輸出單元包括第八NPN三極管(T8)、第九NPN三極管(T9)、第十PNP三極管(T10)、第i^一NPN三極管(T11)、第十二 NPN三極管(T12)、第十三NPN三極管(T13)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)第八電阻(R8)和第九電阻(R9);所述的第八NPN三極管(T8)的發(fā)射極接地，該第八NPN三極管(T8)的基極連接所述的第六電阻(R6)的一端；該第六電阻(R6)的另一端連接所述的第十三或非門(G13)的輸出端；所述的第九NPN三極管(T9)的發(fā)射極接地，該第九NPN三極管(T9)的基極連接所述的第七電阻(R7)的一端，該第七電阻(R7)的另一端接所述的第十三或非 門(G13)的輸出端；所述的第八NPN三極管(T8)的集電極與所述的電流源輸出端連接，并連接所述的第十二 NPN三極管(T12)的基極；所述的第八電阻(R8)—端連接電源，該第八電阻(R8)的另一端分別連接所述的第十PNP三極管(TlO)的基極和所述的第九NPN三極管(T9)的集電極；所述的第十PNP三極管(TlO)和第i^一 NPN三極管(Tll)連接為達林頓管結構；所述的第十PNP三極管(TlO)的發(fā)射極與第i^一 NPN三極管(Tll)的集電極均與電源相連接；該第十PNP三極管(TlO)的集電極與第i^一 NPN三極管(Tll)的基極連接；該第十一 NPN三極管(Tll)的發(fā)射極連接所述的下管驅(qū)動信號輸出端；所述的第十二 NPN三極管(T12)與所述的第十三NPN三極管(T13)連接為達林頓管結構；所述的第十二 NPN三極管(T12)和第十三NPN三極管(T13)的集電極相連接，并一同連接所述的下管驅(qū)動信號輸出端；所述的第十二 NPN三極管(T12)的發(fā)射極連接所述的第十三NPN三極管(T13)的基極并與所述的第九電阻(R9)的一端相連接；該第九電阻(R9)的另一端和所述的第十三NPN三極管(T13)的發(fā)射極均接地。
4.根據(jù)權利要求2所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的上管驅(qū)動電路模塊包括上管驅(qū)動單元和上管驅(qū)動輸出單元，所述的上管控制信號輸入端順序通過所述的上管驅(qū)動單元和上管驅(qū)動輸出單元連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的上管驅(qū)動單元包括:第一非門(G1)、第二非門(G2)、第三非門(G3)、第四或非門(G4)、第五或非門(G5)、第六或非門(G6)和第一電容(Cl);所述的上管控制信號輸入端連接所述的第一非門(Gl)的輸入端；該第一非門(Gl)的輸出端分別連接所述的第二非門(G2)和第三非門(G3)的輸入端；所述的第五或非門(G5)的一個輸入端與所述的第一非門(GD的輸出端相連接，該第五或非門(G5)的另一個輸入端與所述的第四或非門(G4)的輸出端相連接；所述的第二非門(G2)的輸出端與所述的第一電容(Cl)相連,該第一電容(Cl)的另一端接地；所述的第四或非門(G4)的一個輸入端與所述的第二非門(G2)的輸出端相連接，該第四或非門(G4)的另一個輸入端與所述的第五或非門(G5)的輸出端相連接；所述的第六或非門(G6)的一個輸出端連接所述的第四或非門(G4)的輸出端；所述的第六或非門(G6)的輸出端連接所述的上管驅(qū)動輸出單元。
5.根據(jù)權利要求4所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的上管驅(qū)動輸出單元包括第一 NPN三極管(Tl)、第二 NPN三極管(T2)、第三PNP三極管(T3)、第四PNP三極管(T4)、第五NPN三極管(T5)、第六NPN三極管(T6)、第七NPN三極管(T7)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第一二極管(Dl)和第二穩(wěn)壓管(Z2);所述的第一 NPN三極管(Tl)的發(fā)射極接地，該第一 NPN三極管(Tl)的基極連接所述的第一電阻(Rl)的一端，該第一電阻(Rl)的另一端接所述的第六或非門(G6)的輸出端；所述的第二 NPN三極管(T2)的發(fā)射極接地，該第二 NPN三極管(T2)的基極連接所述的第二電阻(R2)的一端，該第二電阻(R2)的另一端接所述的第六或非門(G6)的輸出端；所述的第一 NPN三極管(Tl)的集電極連接所述的電流源輸出端，并連接所述的第一二極管(Dl)的P型端；第一二極管(Dl)的N型端連接所述的第六NPN三極管(T6)的基極；所述的第三PNP三極管(T3)的基極連接所述的第二穩(wěn)壓管(Z2)的N型端；該第三PNP三極管(T3)的集電極分別連接所述的第二穩(wěn)壓管(Z2)的P型端和所述的第二 NPN三極管(T2)的集電極；所述 的第三電阻(R3)的一端連接所述的第三PNP三極管(T3)的基極，該第三電阻(R3)的另一端連接所述的第三PNP三極管(T3)的發(fā)射極；所述的第四電阻(R4)一端連接上管驅(qū)動浮動電源端；所述的第四電阻(R4)的另一端分別連接所述的第四PNP三極管(T4)的基極和所述的第三PNP三極管(T3)的發(fā)射極；所述的第四PNP三極管(T4)和第五NPN三極管(T5)連接為達林頓管結構；所述的第四PNP三極管(T4)的發(fā)射極與第五NPN三極管(T5)的集電極均連接所述的上管驅(qū)動浮動電源端；所述的第四PNP三極管(T4)的集電極與所述的第五NPN三極管(T5)的基極連接；所述的第五NPN三極管(T5)的發(fā)射極連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的第六NPN三極管(T6)與所述的第七NPN三極管(T7)連接為達林頓管結構；所述的第六NPN三極管(T6)的集電極和所述的第七NPN三極管(T7)的集電極相連接，并連接所述的上管驅(qū)動信號輸出端；所述的第六NPN三極管(T6)的發(fā)射極與所述的第七NPN三極管(T7)的基極相連接，并連接所述的第五電阻(R5)的一端，該第五電阻(R5)的另一端和所述的第七NPN三極管(T7)的發(fā)射極均連接上管驅(qū)動浮動地端。
6.根據(jù)權利要求4所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的第十三或非門(G13)的另一個輸入端連接所述的第三非門(G3)的輸出端，且所述的第六或非門(G6)的另一個輸入端連接所述的第七非門(G7)的輸出端。
7.根據(jù)權利要求4所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的第一非門(G1)、第二非門(G2)、第三非門(G3)、第七非門(G7)、第九非門(G9)和第十非門(GlO)為具有相同線路結構的非門，所述各非門均包括第二十一 NPN三極管(NI)，所述的第二十一 NPN三極管(NI)集電極連接所述的電流源輸出端，所述的第二十一 NPN三極管(NI)的基極為所述的非門的輸入端，所述的第二十一 NPN三極管(NI)的發(fā)射極接地，所述的第二i NPN三極管(NI)的集電極為所述的非門的輸出端。
8.根據(jù)權利要求4所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的各個第四或非門(G4)、第五或非門(G5)、第六或非門(G6)、第i^一或非門(G11)、第十二或非門(G12)和第十三或非門(G13)為具有相同線路結構的或非門，各個或非門均包括第二十二 NPN三極管(N2)和第二十三NPN三極管(N3)，所述的第二十二 NPN三極管(N2)和第二十三NPN三極管(N3)的發(fā)射極均接地，所述的第二十二 NPN三極管(N2)和第二十三NPN三極管(N3)的集電極相互連接并作為所述的或非門的輸出端，所述的第二十二 NPN三極管(N2)和第二十三NPN三極管(N3)的集電極均連接所述的電流源輸出端，所述的第二十二 NPN三極管(N2)的基極為所述的或非門的一個輸入端，所述的第二十三NPN三極管(N3)的基極為所述的或非門的另一個輸入端。
9.根據(jù)權利要求1所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的電源模塊包括第三i^一 PNP三極管(Ql )、第三十二 PNP三極管(Q2)、第三十三NPN三極管(Q3)、第三十四NPN三極管(Q4)、第三十五NPN三極管(Q5)、第三十六NPN三極管(Q6)、第三十七PNP三極管(Q7)、第三十八NPN三極管(Q8)、第三十九PNP三極管(Q9)、第四十PNP三極管(Q10)、第三i^一電阻(R31)、第三十二電阻(R32)和第一穩(wěn)壓管(Zl);所述的第三十一電阻(R31)的一端連接電源，該第三十一電阻(R31)的另一端連接所述的第三十四NPN三極管(Q4)的集電極；所述的第三十四NPN三極管(Q4)的集電極與基極短接，并連接所述的第三十三NPN三極管(Q3)的基極；所述的第三十四NPN三極管(Q4)的發(fā)射極與第三十六NPN三極管(Q6)的集電極相連接，并連接所述的第三十五NPN三極管(Q5)的基極；所述的第三十六NPN三極管(Q6)的發(fā)射極接地；所述的第三十一 PNP三極管(Ql)的發(fā)射極接電源；所述的第三i^一 PNP三極管(Ql)的集電極連接所述的第三十三NPN三極管(Q3)的集電極，并連接所述的第三十二 PNP三極管(Q2)的基極；所述的第三十三NPN三極管(Q3)的發(fā)射極與所述的第三十五NPN三極管(Q5)的集電極相連接，并連接所述的第三十六NPN三極管(Q6)的基極；所述的第三十二電阻(R32) —端連接所述的第三十五NPN三極管(Q5)的發(fā)射極，所述的第三十二電阻(R32)另一端接地；所述的第三十七PNP三極管(Q7)、第三十九PNP三極管(Q9)和第四十PNP三極管(QlO)的發(fā)射極均接電源；所述的第三十七PNP三極管(Q7 )、第三十九PNP三極管(Q9 )和第四十PNP三極管(QlO)的基極都與所述的第三i^一 PNP三極管(Ql)的基極相連接；所述的第三十二 PNP三極管(Q2)的發(fā)射極也連接所述的第三i^一 PNP三極管(Ql)的基極；所述的第三十二 PNP三極管(Q2)的集電極接地；所述的第三十七PNP三極管(Q7)的集電極與所述的第三十八NPN三極管(Q8)的基極相連，并連接所述的第一穩(wěn)壓管(Zl)的N型端，該第一穩(wěn)壓管(Zl)的P型端接地；所述的第三十八NPN三極管(Q8)的集電極接電源。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，其特征在于，所述的應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構具有八引腳封裝結構 。
專利摘要本實用新型涉及一種應用于驅(qū)動功率MOSFET半橋的集成電路結構，屬于電路結構技術領域。該驅(qū)動集成電路結構包括電源模塊、功率MOSFET半橋上管驅(qū)動電路模塊和功率MOSFET半橋下管驅(qū)動電路模塊，功率MOSFET半橋上管驅(qū)動電路模塊和功率MOSFET半橋下管驅(qū)動電路模塊的輸入端分別為功率MOSFET半橋上管和功率MOSFET半橋下管的控制信號輸入端，電源模塊包括分別連接所述的功率MOSFET半橋上管驅(qū)動電路模塊和功率MOSFET半橋下管驅(qū)動電路模塊的電流源輸出端和電壓源輸出端。該集成電路結構利用通用的雙極集成電路制造工藝設計，有效解決了分立器件驅(qū)動電路占用PCB板面積大，電路復雜，安裝調(diào)試不方便等問題，并內(nèi)置死區(qū)時間控制和上下管信號互鎖功能，且制造成本低廉，應用范圍也較為廣泛。
文檔編號H03K19/0944GK202978890SQ20122064456
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權日2012年11月29日
發(fā)明者張驍宇, 陳冠峰, 毛旭進, 蔣亞平 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司