[发明专利]用于功率晶体管的调节高压侧栅极驱动器电路

说明书

本发明在第一方面涉及一种用于功率晶体管的调节高压侧栅极驱动器电路。该调节高压侧栅极驱动器电路包括由浮动电压调节器供电的栅极驱动器，该浮动电压调节器包括线性调节器件。

技术领域

本发明在第一方面涉及一种用于功率晶体管的调节高压侧栅极驱动器电路。该调节高压侧栅极驱动器电路包括由浮动电压调节器供电的栅极驱动器，该浮动电压调节器包括线性调节器件。

背景技术

集成的D类音频放大器出现已大约超过10年并且由于很多有利特性(诸如，功率转换效率高、尺寸小、发热低以及音质好)而不断获得普及。双极CMOS和DMOS高压半导体工艺是用于实现这些集成D类音频放大器的典型候选项，这些集成D类音频放大器的特征是大的LDMOS输出器件作为输出级的有源开关。这些LDMOS晶体管是隔离的高压侧器件，并且通常是NMOS器件以针对输出级的给定输出电阻使晶体管尺寸尽可能小。随着双极CMOS和DMOS高压半导体工艺继续演进到以180nm以下的尺寸为特征，LDMOS有源开关所需的栅极驱动电压接近约5V的电压电平。通过将高压侧LDMOS晶体管的栅源电压限制为与正在讨论的LDMOS晶体管的氧化物电压范围(诸如，上述最大5V)相适配的电压范围，该栅极驱动电压不应被高压侧栅极驱动器超越，以维持栅极的一体化。该驱动电压精确度要求或约束使得到高压侧栅极驱动器的足够DC电源电压(即，高压侧正供电电压)的设计变复杂。传统地，通过将外部自举电容器用于每个高压侧LDMOS晶体管的高栅极驱动器的DC供电电压来达到施加至高压侧LDMOS晶体管的栅源电压的精确度和稳定性要求。

然而，外部电容器通常为集成D类音频放大器的许多类型的应用(具体地，低成本高音量消费者音频系统)增加了不可接受的部件量和组件成本。该方案的进一步缺点是典型的D类音频放大器可包括许多高压侧功率晶体管以及均需要外部电容器的相关联的高压侧栅极驱动器电路。例如，这是针对多电平PWM放大器的H-桥配置的输出级的情况。因此，极度期望提供一种能够准确驱动高压侧LDMOS晶体管以及其他类型的高压侧功率晶体管的新型高压侧栅极驱动器和电路，而不需要任何外部电容器来稳定用于高压侧栅极驱动器的高压侧正供电电压。这已通过本调节高压侧栅极驱动器电路实现，该调节高压侧栅极驱动器电路包括向栅极驱动器提供精确且稳定的调节供电电压的新型浮动电压调节器设计。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于功率晶体管的调节高压侧栅极驱动器电路。该调节高压侧栅极驱动器电路包括栅极驱动器，该栅极驱动器包括高压侧正供电电压端口、高压侧负供电电压端口以及驱动器输入和驱动器输出。该调节高压侧栅极驱动器电路进一步包括浮动电压调节器，该浮动电压调节器包括：

正调节器输入，能连接至高压侧DC电压供应，

调节DC电压输出，

负调节器输入，

线性调节器件，连接至调节DC电压输出并且被配置用于抑制调节DC电压输出中的高压侧DC电压供应上的噪声和纹波电压，

DC基准电压生成器，被配置为生成在线性调节器件的控制端子处的DC基准电压以设定调节DC电压输出处的DC电压电平。浮动电压调节器包括连接在DC基准电压生成器的正端子与负端子之间的调节电容器。负调节器输入连接至高压侧负供电电压端口，并且调节DC电压输出连接至栅极驱动器的高压侧正供电电压端口。