[发明专利]驱动器电路

说明书

技术领域

本发明涉及驱动器电路，尤其涉及使用阈值电压为负电压的常导通(normally-on)型晶体管或者阈值电压低到2V左右的常截止(normally-off)型晶体管作为开关元件，并且例如用于逆变器(inverter)电路的驱动器电路。

背景技术

由GaN或SiC等所代表的宽带隙半导体形成的元件与硅半导体形成的元件相比，具有高速开关、低导通电阻值等的优异特性。另一方面，由宽带隙半导体形成的元件表现出即使栅极电压为0V也会流过漏极电流的常导通特性、或者具有2V左右的低阈值电压的常截止特性，因此为了可靠地关闭该元件，需要将栅极电压驱动至负电压。

在特开2007-288992号公报(专利文献1)中记载了用于具有常导通特性的开关元件或者具有阈值电压低的常截止特性的开关元件的半导体电路。

在专利文献1中，设置生成用于提供给高侧(高电压侧)的开关元件的负电压的电源电路和生成用于提供给低侧(低电压侧)的开关元件的负电压的电源电路，高侧的电源电路的高电压侧与高压电源的+端子连接。进而，设置其一个电极连接到高侧的电源电路的低电压(负电压)侧的控制用电容器，在控制开关元件的导通/截止的控制电路中，从在该开关元件导通时被充电的该控制用电容器供应动作电源。此外，作为电源电路的例子，示出了在电容器中经由另一开关元件而流过电流，并将齐纳二极管与该电容器并联连接而构成负电压电源的例子。

此外，在特开2006-314154号公报(专利文献2)中公开了使用稳压二极管(齐纳二极管)对高侧的常导通型的开关元件提供负电压的电力变换器。

此外，在国际整流器日本应用备忘录(インターナショナル·レクティファイヤー·ジャパンアプリケーションノート)AN-1120(非专利文献1)中记载了以负的栅极偏置电压驱动的缓冲器电路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-288992号公报

专利文献2：特开2006-314154号公报

非专利文献

非专利文献1：国际整流器日本应用备忘录AN-1120

发明内容

发明要解决的课题

在从低侧的电路向高侧的电路提供负电压的情况下，由于二极管的极性问题，无法使用在逆变器用栅极驱动器电路中使用的由二极管和电容器组成的自举电路，因此，在非专利文献1中记载了在高侧需要绝缘的电源。

此外，在专利文献1中，如上所述，高侧的内部电源电路是通过将高电压侧与高压电源的+端子连接而构成，因此存在从高压电源流入电流而短路的危险，为了防止该短路，需要是被绝缘的电源。此外，在高侧和低侧分别需要电源。

进而，在专利文献1中，使用开关元件、电容器、以及齐纳二极管来实现高侧电源，但难以制造高耐压的齐纳二极管，成为电源电压范围的限制。

同样地，在专利文献2中使用稳压二极管(齐纳二极管)也因耐压的限制而成为可利用的电源电压范围的限制。

此外，通常在逆变器电路中，为了抑制反向功耗或噪声，需要对开关元件并联连接反向恢复电流少的FWD(free wheel diode)。在常导通型晶体管中也同样，在进行单极动作的卧式设备中虽然自身具有反向导通功能，但由于其截止时的低的栅极电压(通常-10V以下)会导致反向导通上升电压的绝对值变大，因此同样需要并联连接FWD。

这些课题会导致成本因驱动器电路的大型化、复杂化而上升，妨碍使用了宽带隙半导体的驱动器电路得到普及。

因此，本发明的主要目的在于提供一种小型且结构简单的驱动器电路。

用于解决课题的方案