[发明专利]输出驱动电路及晶体管输出电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月12日提交的韩国专利申请第10-2011-0080760号的权益，其全部内容通过引用结合于本申请中。

技术领域

本发明涉及输出驱动电路和晶体管输出电路，更具体地，涉及当将低于源-漏击穿电压但高于栅-源击穿电压的高电压施加至输出晶体管的栅极时能够稳定工作的输出驱动电路和晶体管输出电路。

背景技术

p沟道晶体管(例如，p沟道LDMOS的工作电压)由源-漏击穿电压BVsd、源-栅击穿电压BVsg以及栅-漏击穿电压BVgd来决定，而且其中，源-栅击穿电压BVsg最低。源-栅击穿电压BVsg由栅极氧化物的厚度决定。其原因是，由于晶体管的阈值电压Vth、源-漏电流Isd和导通电阻Ron由氧化物的厚度决定，所以不可能无限制地增加栅极氧化物的厚度。当电源电压低于源-漏击穿电压BVsd但高于源-栅击穿电压BVsg时，良好的是电源电压连接至源极端并且将低电位(地等)连接至漏极端，但当为了使该晶体管工作而将电源电压和低电位(地)电压施加至栅极端时，电源电压作为源-栅电压Vsg而施加。由于电源电压高于源-栅击穿电压BVsg，所以晶体管器件可能被损坏。

图6是概略地示出了传统的输出驱动电路的示图。

在图6的传统技术中，当开关SW1闭合以接通输出晶体管T1时，给定电流I在连接至电源电压Vdd和输出晶体管T1的栅极的电阻器R和齐纳二极管Z1中流动，并且输出晶体管T1的源-栅电位通过齐纳二极管Z1而变得低于源-栅击穿电压BVsg但高于阈值电压Vth，从而驱动输出晶体管T1。相反地，开关SW1断开以断开输出晶体管T1，并通过连接至电源电压Vdd和输出晶体管T1的栅极的电阻器R将输出晶体管T1的栅极电位增大至电源电压Vdd，从而断开输出晶体管T1。

另一方面，与图6不同，在一些情况下，使用电流镜而非电阻器R作为用于断开输出晶体管T1的手段，从而以相对高的频率操作输出晶体管T1。

发明内容

图6的传统技术对相对较高的频率是不利的，这是因为输出晶体管T1的栅-源电容要通过电阻器充电并通过电流源放电，并且增加了电流消耗，其原因是电流I连续流过电阻器R和齐纳二极管Z1以保持输出晶体管T1的导通状态。

此外，当电流镜被用作用于断开输出晶体管T1从而以相对较高的频率操作输出晶体管T1的手段时，需要高的电流镜比例(current mirror ratio)来向输出晶体管T1的栅-源电容进行高速充电，并且像图6那样需要大电流I来使输出晶体管T1的栅-源电容高速放电。此外，即使在该情况下，由于跟图6一样，大电流I连续流过齐纳二极管Z1以保持输出晶体管T1的导通状态，所以电流消耗增大。

为了克服上述问题而创作本发明，因此，本发明的一个目的在于提供在将低于源-漏击穿电压但高于栅-源击穿电压的高电压施加至输出晶体管的栅极时能够稳定工作的输出驱动电路和晶体管输出电路。

此外，本发明的另一目的在于提供一种能在高频下进行稳定工作而且以很低的电流消耗进行稳定工作的输出驱动电路和晶体管输出电路。

根据要实现该目的的本发明的第一实施方式，提供了一种输出驱动电路，包括：第一驱动电路单元，包括根据第一开关的接通操作而被驱动以向输出晶体管的栅极提供高电压电源的第一晶体管；第二驱动电路单元，包括由根据第二开关的接通操作所产生的单触发脉冲驱动以使输出晶体管的栅-源电容放电的第二晶体管，其中第二开关与第一开关互补操作；以及输出驱动电压钳位单元，设置于高电压电源端和输出晶体管的栅极之间与第一驱动电路单元并联，以保持根据第二开关的接通操作放电的输出晶体管的栅极电位。

根据本发明的另一实施方式，上述第二驱动电路单元包括：第二开关，其与第一开关互补操作，并根据接通操作使流过输出驱动电压钳位单元的电流流向低电压电源端；脉冲生成器，其根据第二开关的接通操作生成用于驱动第二晶体管的单触发脉冲；以及n沟道第二晶体管，其由单触发脉冲驱动以使输出晶体管的栅-源电容放电。

根据本发明的另一实施方式，上述第一驱动电路单元包括：第一开关；p沟道第一晶体管，其具有连接至高电压电源端的源电极，并根据第一开关的接通操作而被驱动以将高电压电源提供给输出晶体管的栅极；以及第一晶体管驱动电压钳位单元，其用于根据第一开关的接通操作，将从高电压电源端供给第一晶体管的栅极的驱动电压钳位。