[发明专利]一种栅极驱动电路

说明书

本发明公开了一种栅极驱动电路，包括左侧电路和驱动电路，左侧电路包括高压电源VCC、Q1三级管、Q2三极管、d1二极管、dz1齐纳二极管、dz2齐纳二极管、dz3齐纳二极管、C1电容、I1偏置电流源、I2偏置电流源、N1MOS管、N2MOS管、N3MOS管以及N4MOS管，驱动电路包括INV1驱动器，INV1驱动器连接INV2驱动器，INV2驱动器连接HN1驱动管，HN1驱动管的漏极连接HP3驱动管的源极，HP3驱动管的漏极连接HP1驱动管的源极和HP2驱动管的栅极，HP2驱动管的源极连接HP4驱动管的漏极，HP4驱动管的源极连接HN2驱动管的漏极，HP4驱动管的漏极连接HP1驱动管的栅极，HN1驱动管、HN2驱动管、HP1驱动管、HP2驱动管、HP3驱动管以及HP4驱动管构成电平位移电路，本驱动电路可以保证即使在薄栅氧工艺中，也能够安全地工作。

技术领域

本发明涉及开关电源电路技术领域，具体涉及一种栅极驱动电路。

背景技术

在开关电源拓扑中，都存在一个功率开关管，故而称为开关电源，然而，该功率开关管都需要一种驱动电路以控制其开关，通常驱动电路会集成在控制IC中，在IC设计时，通常其电源脚工作电压在10V~30V之间，较高的电源电压一方面保证IC的驱动能力够强，另一方面较宽的工作电压区间能确保IC更能适应各种工作环境，具有较强的适应性，然而，IC设计中通常会设计一低压内部电源（例如5V），采用低电源设计，IC内部可以大量采用低压管，因此可大大提高IC的集成度，这也是IC设计的发展趋势，典型的IC内部的驱动电路结构如图1所示，P1/N1为低压管，HN1~HN6，HP1~HP6为高压管，DRV信号为IC内部经过逻辑处理后的低压驱动信号，Gate信号为IC的驱动输出信号，VDD为IC内部低压电源，VCC为IC管脚的高压电源，N1/P1/HN1/HN2/HP1/HP2组成电平位移电路，即可将低电平的DRV信号转换成高电平信号，经过后面4组驱动器结构的驱动电路，逐级增强驱动能力，最终得到驱动能力较强的输出信号Gate.当然，有些结构会做一些改进，为最后一级的驱动管HP6/HN6设计死区时间，防止HP6和HN6同时导通而损坏，但核心思路都在该结构框架内，该驱动结构的应用前提是，高压管不但漏源端（Vds）能够承受高压，栅氧（Vgs）也能够承受高压而不损伤。在大量的工艺制程中，通常会通过增加一块光刻板能够同时实现厚栅氧和薄栅氧，厚栅氧的耐压更高，在高压管中采用厚栅氧设计，可以很好地保护栅氧不被击穿，因而这种驱动结构能够得到大量的采用，然而，在一些更小尺寸的工艺制程中，比如0.18um工艺，很多Fab并不提供厚栅氧和薄栅氧的选择，只提供薄栅氧，如继续采用这种驱动电路，势必造成高压管因为栅氧耐压不够而损伤。

发明内容