[发明专利]用于驱动半导体器件的驱动器电路、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及驱动器电路，并且更为具体地，涉及一种用于高效生成在接通期间需要恒定电流的电流驱动型半导体器件的基极电流的驱动器电路。

背景技术

晶体管为一种常用于电子装置中对电信号和电功率进行放大和/或切换的半导体器件。晶体管由半导体材料组成并具有至少三个用于连接到外部电路上的端子，其中，施加到这些晶体管端子中的一对端子上的电压或电流改变流过另一对端子的电流。

例如，双极性结型晶体管（BJT）是一类公知的晶体管，该晶体管通常包括至少三个端子，基极、发射极以及集电极。通常，电流被施加到基极端子以将BJT转变到接通状态。一些电流系统可包括用于对该BJT进行控制和驱动的驱动器（在下文中被称为“驱动器电路”）。驱动器电路可被用于调节流过电路的电流和/或控制在电路中的其他系数或部件。驱动器电路可包括电路输入，该电路输入被配置为由电压源驱动到预定的正电压电平，并进一步被配置为通过耦合到该BJT的基极端子上的电阻器来施加电流。然后，该BJT将从其集电极端子到其发射极端子传导一电流，该电流多达从基极端子流到发射极端子的电流的β倍比率。β为与器件及操作条件相关的参数，其受工艺偏差制约；电路一般被设计为与具有β比率范围的器件一起操作以便于制造。

当前用于驱动晶体管（尤其是BJT）的电流系统和方法存在缺点。例如，在如上所述的驱动器电路系统中，通过电阻器来施加电压和设置基极电流以驱动BJT导致功率耗散。另外，在操作期间，空间电荷聚集在BJT的基极-发射极结中，而为关断该BJT（即，转变到关断状态），该空间电荷必须被消散。同样地，当前的系统和方法通常要求耗散，这就导致功率损耗，从而导致低效的功率维护。

发明内容

本申请涉及一种用于驱动半导体器件的驱动器电路，所述驱动器电路包括：降压转换器，其被配置为生成基线电流；以及电容器，其耦合在所述降压转换器的输出端与地之间，所述电容器被配置为在所述降压转换器的关断期间储存电荷，并在所述降压转换器的接通期间对所储存的电荷进行放电作为峰值电流，其中，所述基线电流在所述电容器完全放电之前达到电流极限，并且在所述驱动器电路的输出端处的输出电流至少部分地基于所述基线电流和所述峰值电流。

本申请还涉及一种系统，所述系统包括：降压转换器，其被配置为生成基线电流；以及电容器，其耦合在所述降压转换器的输出端与地之间，所述电容器被配置为在所述降压转换器的关断期间储存电荷，并在所述降压转换器的接通期间对所储存的电荷进行放电作为峰值电流，其中所述基线电流在所述电容器完全放电之前达到电流极限，输出电流至少部分地基于所述基线电流和所述峰值电流，以及所述峰值电流大于至少两倍的所述基线电流的电流极限。

本申请还涉及一种生成输出电流的方法，所述方法包括：在降压转换器的关断期间，在电容器中存储电荷；在所述降压转换器的接通期间，对所储存的电荷进行放电作为峰值电流；以及在所述降压转换器的接通期间，利用降压转换器来生成基线电流，其中所述基线电流在所述电容器完全放电之前达到电流极限，所述输出电流为所述基线电流与所述峰值电流之和，以及所述峰值电流大于两倍的所述基线电流的电流极限。

附图说明

随着下文与所要求保护的主题一致的实施例的详细描述，这些主题的特征和优点将变得显而易见，下文的描述应参照附图进行考虑，在附图中：

图1示出了与本申请一致的驱动器电路的一示例性实施例；

图2示出了与本申请一致的驱动器电路的另一示例性实施例；

图3示出了与本申请一致的驱动器电路的一个示例性实施例；

图4示出了与本申请一致的驱动器电路的一示例性实施例；

图5为根据一些示例性实施例的操作流程图；以及

图6示出了根据一些示例性实施例的波形图。

尽管下述具体实施方式将参照说明性实施例来进行，但是对本领域的技术人员来说，许多替换、修改和变形都是显而易见的。

具体实施方式

概括地，本申请针对一种用于高效地驱动晶体管的系统。特别地，该系统包括：用于驱动负载的电流控制切换器件（例如双极性结型晶体管BJT），以及被耦合到该BJT上并被配置为高效地驱动该BJT的驱动器电路。所述BJT在接通期间会需要恒定的电流驱动。所述驱动器电路包括降压转换器配置，所述降压转换器配置用于高效地生成用于驱动所述BJT的基极端子区的基极电流。所述驱动器电路的降压转换器配置被配置为提供一种更高效的生成BJT操作所需的基极电流的方法。