[实用新型]一种耗尽型器件栅源电压正偏的组合开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种增强型开关器件和耗尽型开关器件的组合开关电路，主要应用于开关电源或开关功率变换器，具体地说，它是一种耗尽型器件栅源电压正偏的增强-耗尽型组合开关电路。

背景技术

目前，开关电源或开关功率变换器中所用的功率开关器件大都是增强型开关器件，它的导通和关断是由控制器提供的脉冲宽度调制信号来控制的。也就是说，当控制器输出的高电平加在其栅、源极时，则器件导通，而低电平加在其栅、源极时，则器件截止。近年来，市场上出现了一种半导体氮化镓开关器件，它与增强型开关器件相比，具有开关速度快、导通内阻低、耐压高等优良特性，因而受到业界广泛关注。但限于目前的制造工艺，氮化镓开关器件只能做成耗尽型开关器件。耗尽型开关器件的特点是其栅、源极间电压接近零时导通，而其栅、源极间为负电压时关断。因此，该耗尽型氮化镓开关器件就不能直接代替现有的增强型开关器件而应用于开关电源或开关功率变换器中。

为此，本申请人在先申请了“一种可快速关断耗尽型开关器件的驱动电路”的发明专利，申请号201010123544.9。在该电路中，被驱动的耗尽型开关器件Q3的栅极和源极分别接增强型开关器件Q2的漏、源极，当增强型开关器件Q2导通时，其漏、源极间的导通电压趋于零，该零电压加在耗尽型开关器件Q3的栅、源极间，使Q3导通；当增强型开关器件Q2截止时，电源VCC通过导通的开关器件Q1向开关器件Q2漏、源极间的分布电容快速充电，当充电电压达到耗尽型开关器件Q3的夹断电压时，该夹断电压反向加到耗尽型开关器件Q3的栅、源上，使Q3关断。从而实现了用增强型开关器件的控制方式控制耗尽型开关器件开、关的功能，同时解决了耗尽型开关器件的快速可靠关断的问题，使得氮化镓开关器件能够较好地应用于现有的开关电源或开关功率变换器中。但是，由于增强型开关器件Q2导通时，其漏、源极间存在着导通电阻，进而存在着一定的导通电压，因此，增强型开关器件Q2导通时，其漏、源极加在耗尽型开关器件Q3栅、源的电压不是一个零电压，而是一个较小的负电压，又由于耗尽型开关器件导通电阻的大小与其栅、源极的控制电压成反比，所以，使耗尽型开关器件Q3的导通电阻较大，增大了其通态损耗，降低了电源效率，使得氮化镓开关器件导通内阻低、通态损耗小的特点未能得到发挥。

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种耗尽型器件栅源电压正偏的组合开关电路，旨在减小耗尽型开关器件的通态损耗，更好地发挥氮化镓开关器件自身导通内阻低、通态损耗小的优势，使氮化镓开关器件能够更好地得到工程上的应用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

它至少由一个P沟道增强型开关器件、一个N沟道增强型开关器件和一个耗尽型开关器件组成，所述的P沟道增强型开关器件的漏极与N沟道增强型开关器件的漏极相接，所述P沟道增强型开关器件的源极直接或者通过一个限流电阻接在本电路的供电电源上，所述N沟道增强型开关器件的源极接本电路的参考地或通过一个电流采样电阻接参考地，所述P沟道增强型开关器件的栅极通过其栅极电阻与控制信号输入端相接，所述N沟道增强型开关器件的栅极通过其栅极电阻与控制信号输入端相接，所述的耗尽型开关器件的漏极作为本组合开关电路的一个开关端引出，其源极作为本组合开关的另一开关端接在沟道增强型开关器件和N沟道增强型开关器件的漏极连接点上，并通过N沟道增强型开关器件的漏、源极接本电路的参考地，其改进之处是：在所述耗尽型开关器件的栅极接有一个正偏压电路。

本实用新型进一步改进的技术方案如下：

所述的正偏压电路是一个由两个电阻串接构成的电阻分压器，所述耗尽型开关器件的栅极接在该两个电阻的分压输出端上。

所述的正偏压电路是由一个电阻和一个二极管或一个稳压二极管或多个二极管串联构成的分压器，所述耗尽型开关器件的栅极接在所述一个二极管阳极或稳压二极管的阴极或接在多个串联二极管的管压降正端。

所述的正偏压电路由一个恒流源和一个二极管或一个稳压二极管或多个二极管串联构成，所述耗尽型开关器件的栅极接在所述一个二极管阳极或稳压二极管的阴极或接在多个串联二极管的管压降正端。

本实用新型与已有技术相比的特点如下：