[发明专利]提高低温下金属氧化物晶体管耐压强度的方法和电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的类型的、用于提高带有金属氧化 物晶体管的电子电路装置的与温度无关的耐压强度的方法，以及根据从属 权利要求的类型的一种具有至少一个金属氧化物晶体管和提高的与温度 无关的耐压强度的电路装置。

背景技术

唯一的附图示出了根据现有技术的金属氧化物晶体管(也简称为 MOSFET)的、关于芯片温度而绘出的标准化的击穿电压的图表。可以 明显看出的是，在金属氧化物晶体管的温度降低的情况下，金属氧化物晶 体管的击穿电压同样明显降低。这提出了如下问题：具有这样的金属氧化 物晶体管的整个电路装置的耐压强度在低温情况下同样降低。为了解决该 问题，目前使用具有较高的截止电压的金属氧化物晶体管。然而，这些金 属氧化物晶体管明显更贵，并且具有如较高的沟道电阻(RDS_On)这样的 缺点。当基于边界条件而必须选择超过由于技术而限定的电压水平的金属 氧化物晶体管时，该问题表现得特别严重。如果超过这样的水平，则基于 其他的制造技术而成本明显更为低廉的其他半导体芯片可用于晶体管中。 在这样的情况中，对于具有较高的截止电压的金属氧化物晶体管而言必须 考虑到明显更高的成本。可替选地，针对电路装置可以规定更窄的温度范 围。然而，这由于应用的原因而通常是不可能的。

本发明的任务是，提出一种用于提高在低温下电子电路装置的耐压强 度的方法，其中该电路装置具有至少一个金属氧化物晶体管，并且可以省 去选择具有较高的截止电压的金属氧化物晶体管。

同样为本发明的任务的是，提出一种具有提高的在低温下的耐压强度 的电路装置，其中该电路装置具有至少一个金属氧化物晶体管，而该金属 氧化物晶体管并不具有较高的截止电压。

发明内容

根据本发明，关于方法的任务的解决借助一种用于提高用于驱动气体 放电灯的电路装置的耐压强度的方法来实现，所述电路装置具有直流电压 转换器，在所述直流电压转换器的输出端处施加中间回路电压，所述中间 回路电压输入到逆变器中，其中该逆变器具有至少一个金属氧化物晶体 管，并且在施加处于金属氧化物晶体管的截止电压附近的电压之前，该金 属氧化物晶体管通过适当的措施被加热到预先确定的温度。

在第一变形方案中，对金属氧化物晶体管的加热在此通过流经金属氧 化物晶体管的大电流来实现。在另一变形方案中，对金属氧化物晶体管的 加热通过提高金属氧化物晶体管的开关损耗来实现。在第三变形方案中， 对金属氧化物晶体管的加热通过短时线性驱动金属氧化物晶体管来实现。 这些变形方案保证了对金属氧化物晶体管的快速且可靠的加热。

在此，加热可以以时间控制的方式或者以温度控制的方式来进行。时 间控制的变形方案对金属氧化物晶体管加热预先确定的时间。其具有的优 点是成本低廉的实施。温度控制的变形方案测量电路装置或者金属氧化物 晶体管的温度并且将其加热到预先确定的温度(例如25℃)。其具有的优 点是金属氧化物晶体管的良好的温度调节。

在此，加热优选仅仅在电路装置或者金属氧化物晶体管低温的情况下 进行。这防止了在电路装置或者金属氧化物晶体管较高温度的情况下金属 氧化物晶体管的过热。

根据本发明，关于电路装置的任务的解决借助一种具有直流电压转换 器的用于驱动气体放电灯的电路装置来实现，在所述直流电压转换器的输 出端处施加中间回路电压，所述中间回路电压输入到逆变器中，其中该逆 变器具有至少一个金属氧化物晶体管，并且该电路装置产生中间回路电压 用于施加到所述至少一个金属氧化物晶体管上并且具有用于加热所述至 少一个金属氧化物晶体管的装置，其中该用于加热的装置紧接在启动气体 放电灯之前或者在启动气体放电灯时加热金属氧化物晶体管。

在第一变形方案中，对金属氧化物晶体管的加热在此通过流经金属氧 化物晶体管的大电流来实现。在另一变形方案中，对金属氧化物晶体管的 加热通过提高金属氧化物晶体管的开关损耗来实现。在第三变形方案中， 对金属氧化物晶体管的加热通过短时线性驱动金属氧化物晶体管来实现。 这些变形方案保证了对金属氧化物晶体管的快速且可靠的加热。它们可以 根据应用和要求来任意地组合。

在此，电路装置优选仅仅在电路装置或者金属氧化物晶体管低温的情 况下对金属氧化物晶体管进行加热。这防止了在电路装置或者金属氧化物 晶体管的较高温度情况下金属氧化物晶体管的过热。