[发明专利]开关电路

说明书

开关电路(30)具备：开关元件(38)、驱动部(30a)、被连接于开关元件(38)的源极端子(S31)与栅极端子(G31)之间的二极管(37)、被连接于驱动部(30a)与开关元件(38)的栅极端子(G31)之间的电阻器(33)、与电阻器(33)并联连接且具有电容器(35)和电阻器(33)的串联电路、以及二极管(36)，该二极管(36)在开关元件(38)的栅极端子(G31)侧具有阳极，在驱动部(30a)的第2输出端子(OUT32)侧具有阴极。二极管(36)至少与被串联连接的电容器(35)以及电阻器(34)之中的电容器(35)并联连接。

技术领域

本发明涉及对开关元件进行驱动的开关电路，尤其涉及将常闭型的结型场效应晶体管作为开关元件来进行驱动的电路。

背景技术

在开关电源或逆变器等设备中，通过采用开关元件并提高开关元件的开关频率，从而能够使电容器或变压器等电路部件小型化。近些年，作为这种高频用途的开关元件，以GaN晶体管为代表的利用了宽带隙型的化合物半导体的常闭型的结型场效应晶体管受到关注。

于是，作为开关元件，针对驱动常闭型的结型场效应晶体管的开关电路曾经提出了各种技术(例如，参照专利文献1、2)。另外，以下将成为开关电路进行驱动的对象的晶体管也简单称为“开关元件”。

在专利文献1的技术中，作为对开关元件进行驱动的驱动电路，公开了在构成驱动信号产生电路的第1开关元件以及第2开关元件的各自的输出端子与开关元件的栅极端子之间连接多个电阻器以及一个电容器的电路。据此，能够对开关元件的栅极充电电流以及放电电流进行独立的且最佳的调整，并且能够防止开关元件的导通时以及关断时的误动作。另外，以后也将开关元件的导通以及关断分别简单称为“导通”以及“关断”。

并且，在专利文献2的技术中，作为对开关元件进行驱动的驱动电路，公开的电路是，在驱动信号产生电路与开关元件的栅极端子之间连接电容器、而且在开关元件的栅极端子与源极端子之间连接由整流元件以及齐纳二极管构成的逆偏压生成电路。据此，关断动作被高速化。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1 国际公开第2017/081856号

专利文献2 日本特开2016-40967号公报

然而，在专利文献1的技术中存在的问题是，在关断时会给开关元件的栅极-源极间施加过大的负偏压，从而会发生针对开关元件的栅极耐压的不良状况，并且会出现回流动作时的损失(即功率消耗)增大。在此，回流动作是指，当流入到连接于开关元件的电感性负载的电流被截止时，电流会经由开关元件继续流入到电感性负载。

并且，在专利文献1的技术中，为了使在导通时被充电到开关元件的栅极端子的电荷短时间放电，而需要使被连接在第1开关元件的输出端子与开关元件的栅极端子之间的电阻器的电阻值减小，但是在将这些电阻值降低得过小时，开关元件的栅极电压会超过耐压，从而出现驱动损失增大等问题，因此，即使将其电阻值减小，也是有限度的。据此出现的问题是，在开关元件期待的高频动作受到限制。

并且，在专利文献2的技术中，在开关元件的栅极电极为欧姆接合的类型的情况下，在导通时即使栅极-源极间电压为2.5～3V，在栅极-源极间也会有几mA～几十mA左右的电流流入，因此，出现栅极-源极间电压降低，不能维持导通状态的问题。

并且，在专利文献2的技术中，在开关元件处于关断状态时，由于电感性负载等的影响，在以源极电位为基准，漏极电压上升的情况下，由于给漏极-栅极间的寄生电容的充电电流也会流入到被连接在驱动信号产生电路与开关元件的栅极端子之间的电容器，因此，电容器会再次放电，栅极-源极间电位增加，当该增加的栅极-源极间电位超过开关元件的阈值的情况下，则有可能引起误触发。另外，误触发是指，开关元件因出错而导通。

发明内容