[发明专利]驱动功率场效应晶体管的系统及方法

权利要求书

1.一种用于驱动功率场效应晶体管的系统，其包括：

控制电路，其产生控制信号以提供所述功率场效应晶体管的栅极 电压；和

斜率控制电路，其耦连在所述控制电路和所述功率场效应晶体管 之间，该斜率控制电路可操作用于动态控制所述功率场效应晶体管的 栅极电压的变化率，以降低由开关所述功率场效应晶体管产生的电磁 干扰EMI辐射和功率损耗；

其中所述斜率控制电路包括使所述功率场效应晶体管的栅极终 端和电流镜互连的开关，所述电流镜在所述开关闭合时提供最小恒定 电流以降低所述功率场效应晶体管的所述栅极电压的变化率。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述斜率控制电路是正斜 率控制电路，其可操作用以在所述栅极电压达到所述功率场效应晶体 管的阈值电压时降低所述栅极电压的增加率，所述斜率控制电路在所 述功率场效应晶体管被基本激活时还增加所述功率场效应晶体管的 所述栅极电压的增加率。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述斜率控制电路是负斜 率控制电路，其可操作用以在感测到所述功率场效应晶体管开始停用 时降低所述栅极电压的减小率，所述功率场效应晶体管在所述功率场 效应晶体管的源极电压经历迅速的负变化率时开始停用。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述最小恒定电流的大小 与所述功率场效应晶体管的跨导值成反比，导致所述功率场效应晶体 管的漏极到源极电流的变化率独立于工艺和温度改变。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述斜率控制电路包括感 测电路，其可操作用于感测流经所述功率场效应晶体管的电流以确定 所述功率场效应晶体管已被激活，所述感测电路包括电流感测电阻器 和比较器，所述比较器可操作用于通过感测所述电流感测电阻的第一 终端相对于所述电流感测电阻的第二终端的电压微分，来感测流经所 述功率场效应晶体管的所述电流。

6.根据权利要求5所述的系统，其中外部感测电路包括地线跨 接比较器，其可操作用于在感测到所述功率场效应晶体管被基本激活 时激活开关以增加所述功率场效应晶体管的所述栅极电压的增加率， 所述功率场效应晶体管在所述功率场效应晶体管的源极电压相对于 负电源电压为正时被基本激活。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述斜率控制电路包括在 所述功率场效应晶体管的所述栅极终端和负电源电压之间互相连接 的多个切断晶体管，所述切断晶体管可操作用于增加所述功率场效应 晶体管的所述栅极电压的减小率。

8.一种用于驱动功率场效应晶体管的方法，其包括：

以第一增加率施加所述功率场效应晶体管的栅极电压；

监控所述功率场效应晶体管的所述栅极电压；

在所述栅极电压达到所述功率场效应晶体管的阈值电压时使用 斜率控制电路将所述功率场效应晶体管的所述栅极电压的所述第一 增加率减小到第二增加率；和

在所述功率场效应晶体管变为基本完全激活时使用所述斜率控 制电路将所述功率场效应晶体管的所述栅极电压的所述第二增加率 提高到第三增加率；

其中所述斜率控制电路包括使所述功率场效应晶体管的栅极终 端和电流镜互连的开关，所述电流镜在所述开关闭合时提供最小恒定 电流以降低所述功率场效应晶体管的所述栅极电压的变化率。

9.根据权利要求8所述的方法，其中监控所述栅极电压包括感 测通过所述功率场效应晶体管的电流以确定所述功率场效应晶体管 变成激活；且其中感测电流包括使用电流感测比较器来感测通过感测 电阻器的电流，所述电流感测比较器可操作用于感测所述感测电阻器 的第一终端相对于所述感测电阻器的第二终端的电压微分。

10.根据权利要求8所述的方法，其中提高所述栅极电压的所述 第二增加率包括在地线跨接比较器感测到所述功率场效应晶体管被 基本激活时激活开关，所述功率场效应晶体管在所述功率场效应晶体 管的源极电压相对于负电源电压为正时被基本激活。