本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)功率晶體管開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)器電路技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及具有互補(bǔ)輸出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路，其中通過(guò)使用限流和交叉延遲電路來(lái)防止或最小化交叉?zhèn)鲗?dǎo)。

背景技術(shù)：

開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器,也經(jīng)常被稱為柵極驅(qū)動(dòng)器,是這樣的電路：其可以接受通常為低電流、邏輯電平的外部輸入信號(hào)，然后把輸入信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及放大，產(chǎn)生較高的電流和通常較寬的電壓輸出以驅(qū)動(dòng)被耦合的功率晶體管(例如功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)或絕緣柵雙極型晶體管(igbt))的柵極，從而高速導(dǎo)通/截止功率晶體管。由于內(nèi)在的寄生電容，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器視功率晶體管為電容性負(fù)載，并在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間對(duì)功率晶體管實(shí)質(zhì)性地進(jìn)行充電或放電。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器也可用于驅(qū)動(dòng)其他類型的等效電容負(fù)載，例如數(shù)字總線。

開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器常帶有一個(gè)互補(bǔ)或圖騰柱輸出，由上面一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)和下面一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成、其中2個(gè)漏極被耦合在一起以形成一個(gè)公共輸出節(jié)點(diǎn)。圖1示出了代表現(xiàn)有技術(shù)的典型的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器100，包括：p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管101，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至輸出驅(qū)動(dòng)電源vdrive；n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管102，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至相對(duì)于vdrive的地，并且其中漏極被耦合至p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管101的漏極，從而形成能驅(qū)動(dòng)所述功率晶體管開(kāi)關(guān)130的互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)(如果需要減少由引線寄生電感引起的振鈴，也可以經(jīng)由柵極電阻器(未示出))；預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路110，由vdrive供電，可驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管101和102的柵極，即在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間導(dǎo)通其中一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的同時(shí)截止另一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管；輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路120，由邏輯電平電源vlogic和vdrive供電，將節(jié)點(diǎn)150處的外部輸入信號(hào)緩沖、并從vlogic電平轉(zhuǎn)換到vdrive電平，以驅(qū)動(dòng)預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路110。如果在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間，場(chǎng)效應(yīng)晶體管101和102通過(guò)預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路110同時(shí)被部分導(dǎo)通或同時(shí)被完全導(dǎo)通，引起交叉?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)生，并有比較大的瞬時(shí)沖擊電流流過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管101和102，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)效率低、并且使現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器100有過(guò)熱的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器100通常包含復(fù)雜的電路，以在一定的結(jié)溫范圍內(nèi)盡量消除互補(bǔ)輸出中的交叉?zhèn)鲗?dǎo)。

有一些開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)通過(guò)復(fù)雜的邏輯電路和/或定時(shí)電路來(lái)盡量減低或防止互補(bǔ)輸出的交叉?zhèn)鲗?dǎo)。美國(guó)專利號(hào)6538479(bellomo等人)公開(kāi)了一種開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路，其包括基于兩個(gè)通電檢測(cè)器的自適應(yīng)抗交叉?zhèn)鲗?dǎo)機(jī)制，每個(gè)通電檢測(cè)器被耦合至各自的互補(bǔ)輸出場(chǎng)效應(yīng)晶體管；當(dāng)電源通電檢測(cè)器檢測(cè)到相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管仍然導(dǎo)通時(shí)，該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路禁止另一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)通。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[技術(shù)問(wèn)題]

在已知現(xiàn)有技術(shù)中，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器中所用的交叉?zhèn)鲗?dǎo)防止機(jī)制在設(shè)計(jì)上相當(dāng)復(fù)雜、生產(chǎn)成本比較高，或?yàn)榉至⒛K，或?yàn)榧呻娐?ic)。通常，每個(gè)互補(bǔ)輸出場(chǎng)效應(yīng)晶體管需要分別由多級(jí)預(yù)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。并且需要復(fù)雜的定時(shí)電路和/或復(fù)雜的邏輯電路(基于比較器或傳感器/檢測(cè)器等)來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)的特性。因此，生產(chǎn)高性能開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的成本較高，并且將單個(gè)或多個(gè)高性能開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器與其它主要電路功能集成在同一塊芯片上更具挑戰(zhàn)性。

[問(wèn)題的解決方案]

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種用于功率晶體管開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器包括：第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至輸出驅(qū)動(dòng)電源vdrive；第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至相對(duì)于vdrive的地，并且其中漏極被耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，從而形成能驅(qū)動(dòng)所述功率晶體管開(kāi)關(guān)的互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)；第二p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和柵極；第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和柵極；限流和交叉延遲電路，包含第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，該電路還包含至少一個(gè)電阻器，其中第一節(jié)點(diǎn)被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，第二節(jié)點(diǎn)被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，以減小從第一節(jié)點(diǎn)流向第二節(jié)點(diǎn)的電流，從而限制第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間瞬間同時(shí)導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流，并且在第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止過(guò)程中延遲第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通，以及在第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止過(guò)程中延遲第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通；輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路，由邏輯電平電源vlogic和vdrive供電，把外部輸入信號(hào)緩沖、并從vlogic電平轉(zhuǎn)換到vdrive電平，并驅(qū)動(dòng)第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，并結(jié)合限流和交叉延遲電路，在導(dǎo)通第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管之前先截止第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管以防止交叉導(dǎo)通，并在導(dǎo)通第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管之前先截止第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管以防止交叉導(dǎo)通。所述電阻器也可以用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極到源極的導(dǎo)通電阻來(lái)構(gòu)建。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，除了所述電阻器之外，限流和交叉延遲電路還包含以下的任意組合：一個(gè)電阻器或多個(gè)電阻器；一個(gè)二極管或多個(gè)二極管；一個(gè)晶體管或多個(gè)晶體管。

在一個(gè)實(shí)施例中，輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路進(jìn)一步包括：第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至vdrive，漏極被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，而柵極被耦合至限流和交叉延遲電路的第二節(jié)點(diǎn)；第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中漏極被耦合至第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，而源極被耦合至地；輸入緩沖器，由vlogic供電，包含被耦合至外部輸入信號(hào)的輸入端子，和被耦合至第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的輸出端子；反相器，由vlogic供電，包含被耦合至輸入緩沖器的輸出端子的輸入端子，和被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的輸出端子。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種用于功率晶體管開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器包括：第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至輸出驅(qū)動(dòng)電源vdrive；第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至相對(duì)于vdrive的地，并且其中漏極被耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，從而形成能驅(qū)動(dòng)所述功率晶體管開(kāi)關(guān)的互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)；第二p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和柵極；第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和柵極；限流和交叉延遲電路，包含第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，該電路還包含至少一個(gè)電阻器，其中第一節(jié)點(diǎn)被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，第二節(jié)點(diǎn)被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，以減小從第一節(jié)點(diǎn)流向第二節(jié)點(diǎn)的電流，從而限制第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間瞬間同時(shí)導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流，并且在第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止過(guò)程中延遲第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通，以及在第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止過(guò)程中延遲第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通；輸入緩沖器電路，由vdrive供電，緩沖和放大外部輸入信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，并結(jié)合限流和交叉延遲電路，在導(dǎo)通第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管之前先截止第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管以防止交叉導(dǎo)通，并在導(dǎo)通第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管之前先截止第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管以防止交叉導(dǎo)通。

[本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)]

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)帶有低成本的防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)電路的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器；其中p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管和n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成互補(bǔ)預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路，并在它們的漏極之間夾插一個(gè)限流和交叉延遲電路，使得互補(bǔ)輸出的預(yù)防交叉導(dǎo)通可以在不損害開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器性能的前提下低成本實(shí)現(xiàn)；并且限流和交叉延遲電路可以包含一個(gè)如單個(gè)電阻器那樣簡(jiǎn)單的無(wú)源元件。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是結(jié)合限流和交叉延遲電路，用簡(jiǎn)單方式實(shí)現(xiàn)輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路，從而在不損害開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器性能的前提下進(jìn)一步降低構(gòu)建開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的成本。

本發(fā)明還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(無(wú)需雙極結(jié)晶體管(bjt))就可以做成開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，從而基本實(shí)現(xiàn)零靜態(tài)功耗。

通過(guò)對(duì)下列附圖的進(jìn)一步審查，本發(fā)明的其他優(yōu)勢(shì)和益處將會(huì)一目了然。

附圖說(shuō)明

為了更全面地理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1闡釋了現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)典型的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了帶有低成本的防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)電路的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)框圖。

圖3由圖2演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖4由圖3演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了另一個(gè)限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖5由圖3演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了另一個(gè)限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖6由圖3演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了另一個(gè)限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖7由圖3演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了另一個(gè)限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖8由圖3演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了另一個(gè)限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖9由圖3演變而來(lái)，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了另一個(gè)限流和交叉延遲電路、以及輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，闡釋了在不需要電平轉(zhuǎn)換的情況下，帶有低成本的防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)電路的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)框圖。

圖11是為幫助理解圖3，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了0到1開(kāi)關(guān)切換過(guò)程。

圖12是為幫助理解圖3，并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了1到0開(kāi)關(guān)切換過(guò)程。

圖13根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡釋了構(gòu)建開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路的方法。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，一種用于功率晶體管開(kāi)關(guān)230的驅(qū)動(dòng)器200，該驅(qū)動(dòng)器200包括：第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至輸出驅(qū)動(dòng)電源vdrive；第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至相對(duì)于vdrive的地，并且其中漏極被耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的漏極，從而形成能驅(qū)動(dòng)所述功率晶體管開(kāi)關(guān)230的互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)242(如果需要減少由引線寄生電感引起的振鈴，也可以經(jīng)由柵極電阻器(未示出))；第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的源極和柵極；第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的源極和柵極；限流和交叉延遲電路210，包含第一節(jié)點(diǎn)240和第二節(jié)點(diǎn)241，該電路210還包含至少一個(gè)電阻器，其中第一節(jié)點(diǎn)240被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的漏極，第二節(jié)點(diǎn)241被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極，以減小從第一節(jié)點(diǎn)240流向第二節(jié)點(diǎn)241的電流，從而限制第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間瞬間同時(shí)導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流，并且在第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202截止過(guò)程中延遲第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的導(dǎo)通，以及在第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201截止過(guò)程中延遲第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的導(dǎo)通；輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220，由邏輯電平電源vlogic和vdrive供電，把在節(jié)點(diǎn)250的外部輸入信號(hào)緩沖、并從vlogic電平轉(zhuǎn)換到vdrive電平，并驅(qū)動(dòng)第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的柵極和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的柵極，并結(jié)合限流和交叉延遲電路210，在導(dǎo)通第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202之前先截止第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201以防止交叉導(dǎo)通，并在導(dǎo)通第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201之前先截止第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202以防止交叉導(dǎo)通。

在第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204導(dǎo)通之后，第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202截止；然后第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203截止，其漏極懸??；然后限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240開(kāi)始將第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的柵極電壓往地電平下拉，直到第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201導(dǎo)通，并從vdrive向互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)242輸出電流(拉電流)。同樣的，在第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203導(dǎo)通之后，第一p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201截止；然后第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204截止，其漏極懸?。蝗缓笙蘖骱徒徊嫜舆t電路210的第二節(jié)點(diǎn)241開(kāi)始將第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極電壓往vdrive上拉，直到第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202導(dǎo)通，并從而互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)242向地電平輸入電流(灌電流)。

在一個(gè)實(shí)施例中，vdrive和vlogic都分別耦合到旁路電容器(未示出)以應(yīng)對(duì)尖峰電流。vlogic可以從外部提供，或者可以經(jīng)由穩(wěn)壓器或齊納二極管(未示出)從vdrive產(chǎn)生。第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204實(shí)質(zhì)性形成互補(bǔ)預(yù)驅(qū)動(dòng)器，其中限流和交叉延遲電路210夾插在它們的漏極之間；并且它們被設(shè)計(jì)為分別小于第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201和第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202，因此分別具有更大的漏極至源極導(dǎo)通電阻。第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極到源極的耐壓值應(yīng)當(dāng)高于vdrive；相應(yīng)地，最大vdrive限于這些柵極至源極的耐壓值。限流和交叉延遲電路210的電阻器的電阻越大，對(duì)延遲第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201或第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的延遲作用越大。在多個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器200既可以驅(qū)動(dòng)單個(gè)功率晶體管開(kāi)關(guān)，也可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)功率晶體管開(kāi)關(guān)(未示出)，或驅(qū)動(dòng)其它一些等效電容性負(fù)載(例如，數(shù)字總線或其它等效負(fù)載)。

圖3闡釋了限流和交叉延遲電路210的一個(gè)基本實(shí)施例，包括：電阻器211a，包含兩個(gè)端子，分別被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240和第二節(jié)點(diǎn)241。這是電流限制和交叉延遲電路210的最基本、最簡(jiǎn)單、且仍然高度有效的實(shí)施例之一。電阻器211a與第一個(gè)p通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的柵極電容或第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極電容實(shí)質(zhì)性地形成一個(gè)電阻電容(rc)延遲電路。

在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間，當(dāng)?shù)诙€(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204兩者瞬間同時(shí)導(dǎo)通，并在給第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201和第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的輸入電容盡可能放電之后，第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的漏極至源極導(dǎo)通電阻、第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極至源極導(dǎo)通電阻和電阻器211a實(shí)質(zhì)性地形成一個(gè)跨vdrive和地電平的虛擬分壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，為了防止在互補(bǔ)輸出處的交叉?zhèn)鲗?dǎo)，該虛擬分壓器被設(shè)計(jì)為保持以下數(shù)學(xué)關(guān)系：第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的源極到漏極電壓降小于第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的柵極閾值電壓的絕對(duì)值；并且第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極到源極電壓降小于第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極閾值電壓。這些分別由以下等式(1)和等式(2)闡明：

其中vsd_203是第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的源極到漏極電壓降；rds_203是第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的漏極到源極導(dǎo)通電阻；r211a是電阻器211a的電阻；rds_204是第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極到源極導(dǎo)通電阻；vgs_th_201是第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的柵極閾值電壓，并且總是負(fù)的。和

其中vds_204是第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極到源極電壓降；vgs_th_202是第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極閾值電壓。

因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極到源極導(dǎo)通電阻傾向于呈現(xiàn)正溫度系數(shù)(即，結(jié)溫度越高，漏極到源極導(dǎo)通電阻越高)，并且因?yàn)関sd_203和vds_204都與vdrive成比例，為部分補(bǔ)償vsd_103和vds_104隨著結(jié)溫度或vdrive的變化而變化，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電阻器211a具有正溫度系數(shù)和正電壓系數(shù)(即電阻器211a兩端的電壓降越高，電阻器211a的電阻越高)。例如，n阱電阻器就是一種呈現(xiàn)正溫度系數(shù)和正電壓系數(shù)的電阻器。

有許多設(shè)計(jì)實(shí)施例能實(shí)現(xiàn)輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220。除了闡釋限流和交叉延遲電路210的實(shí)施例之外，圖3還闡釋了輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220的實(shí)施例，其包括：第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至vdrive，漏極被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的柵極(從而形成節(jié)點(diǎn)252)，而柵極被耦合至限流和交叉延遲電路210的第二節(jié)點(diǎn)241；第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管223a，包含柵極、源極和漏極，其中漏極被耦合至第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的漏極，而源極被耦合至地；輸入緩沖器221a，可以是反相或非反相(圖3示出反相緩沖器，然而使用非反相緩沖器也是可行的)，并且由vlogic供電，包含在節(jié)點(diǎn)250被耦合至外部輸入信號(hào)的輸入端子，和被耦合至第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管223a的柵極的輸出端子251；反相器222a，由vlogic供電，包含被耦合至輸入緩沖器221a的輸出端子251的輸入端子253，和被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的柵極(從而形成節(jié)點(diǎn)254)的輸出端子。

當(dāng)?shù)谌齻€(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a和第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管223a都導(dǎo)通時(shí)，這兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極到源極導(dǎo)通電阻實(shí)質(zhì)上形成了跨vdrive和地電平的另一個(gè)虛擬分壓器，因此在一個(gè)實(shí)施例中，為了能在整個(gè)vdrive范圍內(nèi)可靠地導(dǎo)通/截止第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203，這兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管之間有適當(dāng)?shù)谋嚷?。在一個(gè)實(shí)施例中，這兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極到源極電阻的總和足夠大，從而限制從vdrive流到地電平的電流。

為了幫助理解圖3，圖11闡釋了0到1的切換過(guò)程1100，該過(guò)程始于步驟1102。在接下來(lái)的步驟1104中，節(jié)點(diǎn)250處的外部輸入信號(hào)從邏輯0轉(zhuǎn)變到邏輯1。在接下來(lái)的步驟1106中，緩沖器221a的輸出251從邏輯1過(guò)渡到邏輯0。在接下來(lái)的步驟1108中，反相器222a的輸出(在節(jié)點(diǎn)254處)從邏輯0轉(zhuǎn)變到邏輯1；而與步驟1108大致同步、在步驟1110中，第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管223a的漏極電壓(在節(jié)點(diǎn)252處)從地電平轉(zhuǎn)變到懸浮。在緊跟步驟1108的步驟1112中，第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極電壓在從vdrive向地電平轉(zhuǎn)變中逐漸截止第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202、并同時(shí)逐漸導(dǎo)通第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a，并開(kāi)始對(duì)第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的柵極充電至vdrive電平；而與步驟1112大致同步、在緊跟步驟1110的步驟1114中，第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201保持截止，因?yàn)榈诙€(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203還沒(méi)有截止。在緊跟步驟1112的步驟1116中，第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a關(guān)斷第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203、并令其漏極電壓變?yōu)閼腋?；與步驟1116大致同步、在緊跟步驟1114的步驟1118中，第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204的漏極開(kāi)始經(jīng)由電阻器211a將第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的柵極電壓下拉到地電平。在緊跟步驟1116和1118的步驟1120中，第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201導(dǎo)通，從而將vdrive輸送到互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)242。這個(gè)0到1的切換過(guò)程1100止于步驟1122。

為了幫助進(jìn)一步理解圖3，圖12闡釋了1到0的切換過(guò)程1200，該過(guò)程始于步驟1202。在接下來(lái)的步驟1204中，節(jié)點(diǎn)250處的外部輸入信號(hào)從邏輯1轉(zhuǎn)變到邏輯0。在接下來(lái)的步驟1206中，緩沖器221a的輸出251從邏輯0轉(zhuǎn)變到邏輯1。在接下來(lái)的步驟1208中，反相器222a的輸出(在節(jié)點(diǎn)254處)從邏輯1轉(zhuǎn)變到邏輯0；與步驟1208大致同步、在步驟1210中，第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管223a的漏極電壓(在節(jié)點(diǎn)252處)從vdrive轉(zhuǎn)變到低電平，從而導(dǎo)通第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203。在緊跟步驟1208的步驟1212中，第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202保持截止，因?yàn)榈诙€(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204沒(méi)有被關(guān)斷；與步驟1212大致同時(shí)、在緊跟步驟1210的步驟1214中，第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203的漏極電壓從地電平轉(zhuǎn)變到高電平，同時(shí)關(guān)斷第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201和第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a。在緊跟步驟1212的步驟1216中，反相器222a的輸出254關(guān)斷第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204、令其漏極電壓變?yōu)閼腋?；而與步驟1216大致同步、在緊跟步驟1214的步驟1218中，第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203通過(guò)電阻器211a開(kāi)始將第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極電壓往vdrive上拉。在緊跟步驟1216和1218的步驟1220中，第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202導(dǎo)通，從而將互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)242下拉到地電平。這個(gè)1到0的切換過(guò)程1200止于步驟1222。

由于當(dāng)節(jié)點(diǎn)250處的外部輸入信號(hào)從邏輯0轉(zhuǎn)變到邏輯1時(shí)，互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)242從地電平轉(zhuǎn)變到vdrive，圖3所示的驅(qū)動(dòng)器200以非反相配置構(gòu)建。相反，如果在另一實(shí)施例中緩沖器221a被構(gòu)建為非反相緩沖器，驅(qū)動(dòng)器200以反相配置構(gòu)建。

制造電阻器211a的可行方式有多種，包括利用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極到源極導(dǎo)通電阻。除了電阻器211a之外，限流和交叉延遲電路210還能包含以下的任意組合：一個(gè)電阻器或多個(gè)電阻器；一個(gè)二極管或多個(gè)二極管；一個(gè)晶體管或多個(gè)晶體管。這些將在下面進(jìn)一步解釋。

除了電阻器的制造方式不同之外，圖4基本上與圖3相同。圖4闡釋了限流和交叉延遲電路210的另一實(shí)施例，其包括：p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管211b，包含被耦合至地電平的柵極，及分別被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240和第二節(jié)點(diǎn)241的源極和漏極。限流和交叉延遲電路210的第二節(jié)點(diǎn)241仍然被耦合至輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220中的第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的柵極。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管211b的源極電壓超過(guò)相應(yīng)的柵極閾值電壓時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管211b導(dǎo)通，其漏極到源極導(dǎo)通電阻成為圖3中的電阻器211a的有效替換。該實(shí)施例相對(duì)于圖1所示實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管比制造ic上的電阻器更容易，以及場(chǎng)效應(yīng)晶體管211b的漏極到源極導(dǎo)通電阻具有正溫度系數(shù)。相對(duì)于圖1所示的實(shí)施例，該實(shí)施例的缺點(diǎn)包括：由于場(chǎng)效應(yīng)晶體管211b的柵極閾值電壓的限制，無(wú)法將第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的柵極電壓下拉到地電平；場(chǎng)效應(yīng)晶體管211b的漏極到源極導(dǎo)通電阻具有負(fù)電壓系數(shù)。

圖5所示的是圖4所示實(shí)施例的一個(gè)替代方案。除了電阻器的制造與圖3不同之外，圖5與圖3基本相同，并闡釋了電流限制和交叉延遲電路210的另一實(shí)施例，其包括：n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管211c，包含被耦合至vdrive的柵極，及分別被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240和第二節(jié)點(diǎn)241的漏極和源極。限流和交叉延遲電路210的第二節(jié)點(diǎn)241仍然被耦合至輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220中的第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的柵極。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管211c的源極電壓下降到比vdrive低相應(yīng)的柵極閾值電壓的量時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管211c導(dǎo)通，其漏極到源極導(dǎo)通電阻成為圖3中的電阻器211a的有效替換。該實(shí)施例相對(duì)于圖1所示實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管比制造ic上的電阻器更容易，以及場(chǎng)效應(yīng)晶體管211c的漏極到源極導(dǎo)通電阻具有正溫度系數(shù)。相對(duì)于圖1所示的實(shí)施例，該實(shí)施例的缺點(diǎn)包括：由于場(chǎng)效應(yīng)晶體管211c的柵極閾值電壓的限制，無(wú)法將第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的柵極電壓上拉到vdrive；以及場(chǎng)效應(yīng)晶體管211c的漏極到源極導(dǎo)通電阻具有負(fù)電壓系數(shù)。

除了闡釋限流和交叉延遲電路210的又一實(shí)施例，圖6與圖3基本相同，該電路210包括：上電阻器211d，包含被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240的第一端子，及被耦合至輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220中的第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的柵極的第二端子；下電阻器212d，包含被耦合至上電阻器211d的第二端子的第一端子，及被耦合至限流和交叉延遲電路210的第二節(jié)點(diǎn)241的第二端子。假設(shè)上電阻器211d和下電阻器212d的總電阻等于圖3中的電阻器211a的電阻，本實(shí)施例相比圖3所示的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的截止更快，及第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的截止更快。相比圖3所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的缺點(diǎn)包括第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的導(dǎo)通較慢，以及制造另一個(gè)電阻器的額外成本。

除了闡釋限流和交叉延遲電路210的又一實(shí)施例，圖7與圖3基本相同，該電路210包括：上電阻器211e，包含被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240的第一端子，及被耦合至輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路220中的第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的柵極的第二端子；下二極管212e，包含被耦合至上電阻器211e的第二端子的陽(yáng)極，以及被耦合至限流和交叉延遲電路210的第二節(jié)點(diǎn)241的陰極。與圖3所示的實(shí)施例相比，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a截止更快，以及第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的截止更快。相比圖3所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的缺點(diǎn)包括第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的導(dǎo)通較慢，以及制造二極管的額外成本。

除了闡釋限流和交叉延遲電路210的又一實(shí)施例，圖8與圖3基本相同，該電路210包括：上二極管211f，包含被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240的陽(yáng)極，以及陰極；下電阻器212f，包含被耦合至上二極管211f的陰極的第一端子，以及同時(shí)被耦合至第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管224a的柵極和限流和交叉延遲電路210的第二節(jié)點(diǎn)241的第二端子。假設(shè)下電阻器212f的電阻等于圖3所示的電阻器211a的電阻，相比圖3所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括：第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管201或第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的導(dǎo)通延遲更長(zhǎng)；當(dāng)?shù)诙€(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管203和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管204在開(kāi)關(guān)切換期間瞬間同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的限流效果更好。相比圖3所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的缺點(diǎn)包括更長(zhǎng)的開(kāi)關(guān)傳播延遲，以及用于制造二極管的額外成本。

除了闡釋限流和交叉延遲電路210的又一實(shí)施例，圖9與圖3基本相同，該電路210包括：電阻器211g，包含分別被耦合至限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240和第二節(jié)點(diǎn)241的第一端子和第二端子；另一電阻器212g，包含第一端子和第二端子，其中第二端子被耦合至電阻器211g的第二端子；以及開(kāi)關(guān)213g，包含第一端子、第二端子和控制端子244，其中第一端子被耦合至電阻器211g的第一端子，其中第二端子被耦合至電阻器212g的第一端子，并且當(dāng)vdrive下降到低于預(yù)定電壓閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)器200經(jīng)由控制端子244可導(dǎo)通開(kāi)關(guān)213g，從而使電阻器211g和212g并聯(lián)以減小限流和交叉延遲電路210的第一節(jié)點(diǎn)240和第二節(jié)點(diǎn)241之間的總電阻。相比圖3所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)vdrive下降到低于預(yù)定電壓閾值時(shí)的傳播延遲較短。相比圖3所示的實(shí)施例，本實(shí)施例的缺點(diǎn)包括制造一個(gè)或多個(gè)電阻器、開(kāi)關(guān)、及相關(guān)的電壓基準(zhǔn)和控制邏輯所需的額外成本和復(fù)雜性。

如果vdrive等于vlogic，那么電平轉(zhuǎn)換是不必要的。當(dāng)vdrive也處于邏輯電平時(shí)，或者當(dāng)外部輸入信號(hào)在預(yù)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路中已經(jīng)被電平轉(zhuǎn)換到vdrive電平時(shí)，或者在任何其它可能的情況下，這可能會(huì)發(fā)生。因此，如圖10所示，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種用于功率晶體管開(kāi)關(guān)330的驅(qū)動(dòng)器300，該驅(qū)動(dòng)器300包括：第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至輸出驅(qū)動(dòng)電源vdrive；第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至相對(duì)于vdrive的地，并且其中漏極被耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301的漏極，從而形成能驅(qū)動(dòng)所述功率晶體管開(kāi)關(guān)330的互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)342(如果需要減少由引線寄生電感引起的振鈴，也可以經(jīng)由柵極電阻器(未示出))；第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管303，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301的源極和柵極；第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管304，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302的源極和柵極；限流和交叉延遲電路310，包含第一節(jié)點(diǎn)340和第二節(jié)點(diǎn)341，該電路310還包含至少一個(gè)電阻器，其中第一節(jié)點(diǎn)340被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管303的漏極，第二節(jié)點(diǎn)341被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302的漏極，以減小從第一節(jié)點(diǎn)340流向第二節(jié)點(diǎn)341的電流，從而限制第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管303和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管304在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間瞬間同時(shí)導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流，并且在第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302截止過(guò)程中延遲第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301的導(dǎo)通，以及在第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301截止過(guò)程中延遲第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302的導(dǎo)通；輸入緩沖器電路320，由vdrive供電，緩沖和放大在節(jié)點(diǎn)350的外部輸入信號(hào)，并經(jīng)由節(jié)點(diǎn)352和354(這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以合二為一)分別驅(qū)動(dòng)第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管303的柵極和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管304的柵極，并結(jié)合限流和交叉延遲電路310，在導(dǎo)通第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302之前先截止第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301以防止交叉導(dǎo)通，并在導(dǎo)通第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管301之前先截止第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管302以防止交叉導(dǎo)通。

在限流和交叉延遲電路310的一個(gè)實(shí)施例中，所述電阻器包含兩個(gè)端子，并分別被耦合至限流和交叉延遲電路310的第一節(jié)點(diǎn)340和第二節(jié)點(diǎn)341。有許多制造該電阻器的可行方式，包括制造為n阱電阻器。該電阻器也可以被制造為p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含：源極，被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管303的漏極；漏極，被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管304的漏極；柵極，被耦合至地電平。該電阻器也可以被制造為n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括：漏極，被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管303的漏極；源極，被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管304的漏極；柵極，被耦合至vdrive。

除了所述電阻器之外，限流和交叉延遲電路310還能包含以下的任意組合：一個(gè)電阻器或多個(gè)電阻器；一個(gè)二極管或多個(gè)二極管；一個(gè)晶體管或多個(gè)晶體管。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，除了驅(qū)動(dòng)單個(gè)功率晶體管開(kāi)關(guān)以外，驅(qū)動(dòng)器300可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)功率晶體管開(kāi)關(guān)(未示出)，或驅(qū)動(dòng)其它一些等效的電容性負(fù)載(例如，數(shù)字總線或其它等效物)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖13闡釋了一種用于功率晶體管開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)器的制造方法1300。該方法1300始于步驟1302。在接下來(lái)的步驟1304中構(gòu)建第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至輸出驅(qū)動(dòng)電源vdrive。在接下來(lái)的步驟1306中構(gòu)建第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至相對(duì)于vdrive的地，并且其中漏極被耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，從而形成能驅(qū)動(dòng)所述功率晶體管開(kāi)關(guān)的互補(bǔ)輸出節(jié)點(diǎn)。在接下來(lái)的步驟1308中構(gòu)建第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和柵極。在接下來(lái)的步驟1310中構(gòu)建第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極和漏極被分別耦合至第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和柵極。在接下來(lái)的步驟1312中構(gòu)建限流和交叉延遲電路，包含第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，該電路還包含至少一個(gè)電阻器，其中第一節(jié)點(diǎn)被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，第二節(jié)點(diǎn)被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，以減小從第一節(jié)點(diǎn)流向第二節(jié)點(diǎn)的電流，從而限制第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間瞬間同時(shí)導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流，并且在第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止過(guò)程中延遲第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通，以及在第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止過(guò)程中延遲第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通。在接下來(lái)的步驟1314中構(gòu)建輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路，由邏輯電平電源vlogic和vdrive供電，把外部輸入信號(hào)緩沖、并從vlogic電平轉(zhuǎn)換到vdrive電平，并驅(qū)動(dòng)第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極和第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，并結(jié)合限流和交叉延遲電路，在導(dǎo)通第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管之前先截止第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管以防止交叉導(dǎo)通，并在導(dǎo)通第一個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管之前先截止第一個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管以防止交叉導(dǎo)通。該方法1300止于步驟1316。

一種構(gòu)建限流和交叉延遲電路的方法是制造至少一個(gè)電阻器，該電阻器包含兩個(gè)端子，并分別被耦合至限流和交叉延遲電路的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)。一種方法是把該電阻器制造為p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管或n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極到源極的導(dǎo)通電阻，或制造為n阱電阻器。除了所述電阻器之外，構(gòu)建限流和交叉延遲電路的方法還能包含以下的任意組合：一個(gè)電阻器或多個(gè)電阻器；一個(gè)二極管或多個(gè)二極管；一個(gè)晶體管或多個(gè)晶體管。

一種構(gòu)建輸入緩沖器和電平轉(zhuǎn)換器電路的方法包括：構(gòu)建第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中源極被耦合至vdrive，漏極被耦合至第二個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，而柵極被耦合至限流和交叉延遲電路的第二節(jié)點(diǎn)；構(gòu)建第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包含柵極、源極和漏極，其中漏極被耦合至第三個(gè)p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，而源極被耦合至地電平；構(gòu)建輸入緩沖器，由vlogic供電，包含被耦合至外部輸入信號(hào)的輸入端子，和被耦合至第三個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的輸出端子；構(gòu)建反相器，由vlogic供電，包含被耦合至輸入緩沖器的輸出端子的輸入端子，和被耦合至第二個(gè)n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的輸出端子。

鑒于上述，本發(fā)明的工業(yè)適用性是廣泛的，可以提供帶有防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)電路的低成本、高性能的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。并且由于其簡(jiǎn)單和易于制造，單個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器或多個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器可以與其它功能一起被集成在同一塊芯片上。這種開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用包括開(kāi)關(guān)模式電源(smps)、同步整流器電路、電機(jī)控制、數(shù)字總線驅(qū)動(dòng)器等等。

盡管前述發(fā)明示出了本發(fā)明的多個(gè)說(shuō)明性和描述性實(shí)施例，但是對(duì)于與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)的是，可以進(jìn)行各種改變、修改、替換和組合而不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍或精神。