[发明专利]级联晶体管电路

说明书

一种包括与常关断开关串联在漏极输出端子和源极输出端子之间的耗尽模式开关的级联晶体管电路。所述电路还包括：控制器，包括控制器输出端子，配置为向耗尽模式开关的常导通控制端子提供常导通控制信号，其中常导通控制信号独立于常关断控制信号；负电压源，配置为向耗尽模式开关的常导通控制端子提供负电压；以及反馈电容，在漏极输出端子和控制节点之间，所述控制节点在控制器输出端子和耗尽模式开关的常导通控制端子之间的电路路径中。

技术领域

本公开涉及一种级联晶体管电路，具体地，涉及一种包括串联的常导通开关和常关断开关的级联晶体管电路。

发明内容

根据第一方面，提供了一种级联晶体管电路，包括：

漏极输出端子；

源极输出端子；

耗尽模式开关，包括常导通控制端子和常导通传导通道；

常关断开关，包括常关断控制端子和常关断传导通道，其中常关断控制端子被配置为接收常关断控制信号，其中常关断传导通道与常导通传导通道串联在漏极输出端子和源极输出端子之间；

控制器，包括控制器输出端子，所述控制器输出端子被配置为向耗尽模式开关的常导通控制端子提供常导通控制信号，其中常导通控制信号独立于常关断控制信号；

负电压源，被配置为向耗尽模式开关的常导通控制端子提供负电压；

反馈电容，位于漏极输出端子和控制节点之间，所述控制节点位于控制器输出端子和耗尽模式开关的常导通控制端子之间的电路路径中。

有利地，这种级联晶体管电路可以呈现总体常关断开关的性能，还使得级联开关两端的电压的电压改变速率(dV/dt)在开关操作期间能够被充分控制。这种控制对于满足电磁兼容(EMC)要求是特别有利的。

耗尽模式开关可以包括FET，其中FET可以是GaN或SiC FET。

常导通控制信号可以是电流信号。反馈电容和/或电流信号可被配置为根据常导通控制信号的电流控制漏极输出端子处的电压改变速率(dV/dt)。

常导通控制信号可以是用于接通耗尽模式开关的第一固定电流信号。常导通控制信号可以是用于断开耗尽模式开关的第二固定电流信号。第一固定电流信号可以与第二固定电流信号极性相反。

反馈电容可以在常导通传导通道两端的预期电压范围上或对于预期输出电压，是基本恒定的。

反馈电容可以包括控制器输出端子和漏极输出端子之间的电容。反馈电容可以包括常导通控制端子和漏极输出端子之间的电容。

电容可以包括独立于耗尽模式开关的组件。电容可以是分立元件。附加地或备选地，电容可以包括耗尽模式开关的寄生电容。

负电压源可以包括连接在控制器输出端子和耗尽模式开关的常导通控制端子之间的自举电路(bootstrap circuit)。自举电路可以包括自举电容器和自举整流器。自举电容器可以串联在控制器输出端子和耗尽模式开关的常导通控制端子之间。自举整流器可以串联在耗尽模式开关的常导通控制端子和源极输出端子之间。

级联晶体管电路还可以包括与自举电容器并联的电荷泵电容。电荷泵电容可被配置为当级联晶体管电路断开时在自举电容器两端保持负电压。

常关断控制信号可被配置为控制常关断开关，使得它在正常操作期间被接通。常关断开关可以是硅MOSFET。

级联晶体管电路还可以包括UVLO电路，被配置为提供常关断控制信号，使得常关断控制信号被布置为在启动之前和启动期间(可选地，在任何故障状态期间)断开常关断开关，并在级联晶体管电路内的一个或更多个电压满足一个或更多个相关阈值之后，接通常关断开关。