波形508那樣的波形的信號(hào)。第一信號(hào)從第一整流電路40a被輸出，并輸入例如晶體管61的柵極端子。
[0136]第二整流電路40b通過對(duì)由第二電磁場(chǎng)諧振耦合器20b絕緣傳輸?shù)牡诙徽{(diào)制信號(hào)進(jìn)行整流來生成第二信號(hào)。第二整流電路40b例如由二極管41b、電感器42b和電容器43b構(gòu)成。第二信號(hào)例如是如圖2的波形509那樣的波形的信號(hào)。第二信號(hào)從第二整流電路40b被輸出，并輸入例如晶體管62的柵極端子。
[0137]第一信號(hào)例如包括第一關(guān)斷電壓和與第一關(guān)斷電壓不同的第一接通電壓。在晶體管61是N型晶體管的情況下，第一接通電壓大于第一關(guān)斷電壓。在晶體管61是P型晶體管的情況下，第一接通電壓小于第一關(guān)斷電壓。在晶體管61是常斷型晶體管的情況下，第一信號(hào)的第一關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第一被調(diào)制信號(hào)的第一振幅，第一信號(hào)的第一接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第一被調(diào)制信號(hào)的第二振幅。在這種情況下，第一信號(hào)的第一關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第一輸入信號(hào)的第一低電平電壓，第一信號(hào)的第一接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第一輸入信號(hào)的第一高電平電壓。在晶體管61是常通型晶體管的情況下，第一信號(hào)的第一關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第一被調(diào)制信號(hào)的第二振幅，第一信號(hào)的第一接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第一被調(diào)制信號(hào)的第一振幅。在這種情況下，第一信號(hào)的第一關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第一輸入信號(hào)的第一高電平電壓，第一信號(hào)的第一接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第一輸入信號(hào)的第一低電平電壓。
[0138]第二信號(hào)例如包括第二關(guān)斷電壓和與第二關(guān)斷電壓不同的第二接通電壓。在晶體管62是N型晶體管的情況下，第二接通電壓大于第二關(guān)斷電壓。在晶體管61是P型晶體管的情況下，第二接通電壓小于第二關(guān)斷電壓。在晶體管61是常斷型晶體管的情況下，第二信號(hào)的第二關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第二被調(diào)制信號(hào)的第三振幅，第二信號(hào)的第二接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第二被調(diào)制信號(hào)的第四振幅。在這種情況下，第二信號(hào)的第二關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第二輸入信號(hào)的第二低電平電壓，第二信號(hào)的第二接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第二輸入信號(hào)的第二高電平電壓。在晶體管62是常通型晶體管的情況下，第二信號(hào)的第二關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第二被調(diào)制信號(hào)的第四振幅，第二信號(hào)的第二接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第二被調(diào)制信號(hào)的第三振幅。在這種情況下，第二信號(hào)的第二關(guān)斷電壓例如對(duì)應(yīng)于第二輸入信號(hào)的第二高電平電壓，第二信號(hào)的第二接通電壓例如對(duì)應(yīng)于第二輸入信號(hào)的第二低電平電壓。
[0139]在第一信號(hào)表示第一接通電壓的期間中，第二信號(hào)也可以表示第二關(guān)斷電壓。在第二信號(hào)表示第二接通電壓的期間中，第一信號(hào)也可以表示第一關(guān)斷電壓。第一信號(hào)和第二信號(hào)可以是相輔的(互補(bǔ)的)關(guān)系，也可以是除此以外的關(guān)系。第一關(guān)斷電壓和第二關(guān)斷電壓、以及/或者第一接通電壓和第二接通電壓也可以是相同的值。
[0140]下面，只要沒有特殊說明，就是對(duì)晶體管61及晶體管62是常通型而且是N型的示例進(jìn)行說明。具體而言，例如對(duì)如圖2所示第一接通電壓和第二接通電壓是0、第一關(guān)斷電壓和第二關(guān)斷電壓具有負(fù)的值的示例進(jìn)行說明。
[0141]第三整流電路40c通過對(duì)由第三電磁場(chǎng)諧振耦合器20c絕緣傳輸?shù)牡诙哳l進(jìn)行整流來生成第三信號(hào)。第三信號(hào)是如圖2的波形507那樣的波形的信號(hào)。第三整流電路40c根據(jù)所生成的第三信號(hào)對(duì)電容器50充電。第三信號(hào)具有直流電壓成分。
[0142]如圖2所示，第三信號(hào)也可以是一定的電壓值。換言之，第三信號(hào)也可以不由多個(gè)電壓值構(gòu)成。即，第三信號(hào)也可以不具有信號(hào)成分。第三信號(hào)只要至少具有用于對(duì)電容器充電的電力即可。在本公開中，有時(shí)將用于對(duì)電容器充電的電壓稱為充電用電壓。第三信號(hào)也可以如圖2所示僅由充電用電壓構(gòu)成，還可以包括充電用電壓和小于充電用電壓的其它的電壓。充電用電壓也可以大于第一信號(hào)的第一接通電壓和第二信號(hào)的第二接通電壓。在這種情況下，對(duì)電容器充電的電荷量增大。第三信號(hào)也可以在第二信號(hào)表示第二接通電壓的期間，表示充電用電壓，還可以如圖2所示，第三信號(hào)在第一信號(hào)表示第一接通電壓的期間，也表示充電用電壓。
[0143]在此，詳細(xì)說明整流電路40的結(jié)構(gòu)例。整流電路40能夠用作第一整流電路40a、第二整流電路40b、和第三整流電路40c。另外，下面作為整流電路40的一例，說明第三整流電路40c的具體例。但是，以下說明的具體例同樣也能夠適用于第一整流電路40a和第二整流電路40b。
[0144]第三整流電路40c由二極管41c、電感器42c和電容器43c構(gòu)成。第三整流電路40c形成為與被稱為所謂整流天線(rectenna，rectifying antenna)的電路相似的結(jié)構(gòu)。
[0145]在第三整流電路40c中，例如電感器42c的一端與二極管41c的一端連接，電感器42c的另一端與電容器43c的一端連接，二極管41c的另一端以及電容器43c的另一端與第三整流電路40c的輸出基準(zhǔn)端子連接。電感器42c的一端和二極管41c的一端之間的連接點(diǎn)，作為第三整流電路40c的輸入端子發(fā)揮作用，電感器42c的另一端和電容器43c的一端之間的連接點(diǎn)，作為第三整流電路40c的輸出端子發(fā)揮作用。
[0146]在圖2所示的例子中，第三整流電路40c的輸入端子與二極管41c的陰極連接。由此，第三整流電路40c對(duì)第二高頻中的正的電壓成分進(jìn)行整流。另一方面，第一整流電路40a的輸入端子與二極管41a的陽極連接，第二整流電路40b的輸入端子與二極管41b的陽極連接。由此，第一整流電路40a以及第二整流電路40b對(duì)被調(diào)制后信號(hào)中負(fù)的電壓成分進(jìn)行整流。另外，關(guān)于各整流電路進(jìn)行整流的電壓成分是正還是負(fù)并不進(jìn)行特別限定。這些極性可以根據(jù)輸出電路60的特性適當(dāng)設(shè)定。例如，可以根據(jù)構(gòu)成輸出電路60的晶體管61和晶體管62是常斷型還是常通型、以及是N型還是P型，適當(dāng)設(shè)定這些極性。
[0147]在此，第三整流電路40c的輸出端子通過電感器42c和電容器43c被調(diào)整成為高頻的頻率的短路點(diǎn)。因此，從第三整流電路40c的輸入端子輸入的高頻在第三整流電路40c的輸出端子附近被反射。因此，第三整流電路40c的輸入端子的高頻的振幅(電壓值)成為從第三電磁場(chǎng)諧振耦合器20c輸入的原來的高頻的振幅(電壓值)的大約2倍。通過形成這種結(jié)構(gòu)，能夠用一個(gè)二極管41c高效地對(duì)高頻進(jìn)行整流。
[0148]另外，第三整流電路40c的輸出端子不嚴(yán)格地成為高頻的頻率的短路點(diǎn)也可以，只要作為規(guī)定的頻率的低通濾波器發(fā)揮作用，就能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的整流。
[0149]第三整流電路40c例如具有微波頻帶的整流特性。在這種情況下，例如二極管41c使用肖特基勢(shì)皇二極管。例如，在二極管41c是使用GaN(氮化鎵)的肖特基勢(shì)皇二極管的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻特性、低Vf、低接通電阻。當(dāng)然，二極管41c也可以是Si或其它器件。
[0150]在后述的模擬和測(cè)定中，設(shè)高頻的頻率為2.4GHz。設(shè)二極管41c是陽極寬度為ΙΟΟμπι的GaN肖特基勢(shì)皇二極管。設(shè)電感器42c的電感為5nH，電容器43c的電容為10pF。
[0151]半橋電路60包括晶體管61和晶體管62。晶體管61根據(jù)第一信號(hào)將對(duì)電容器50充電的電荷提供給半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子。晶體管62根據(jù)第二信號(hào)提取半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子的電荷。
[0152]晶體管61根據(jù)第一信號(hào)將對(duì)電容器50充電的電荷提供給半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子。晶體管61的漏極端子與電容器50的一端連接，晶體管61的源極端子與輸出端子71、晶體管62的漏極端子、以及第一整流電路40a的輸出基準(zhǔn)端子連接。晶體管61的柵極端子與第一整流電路40a的輸出端子連接。
[0153]例如在向柵極端子輸入了第一信號(hào)的第一接通電壓時(shí)，晶體管61將漏極端子和源極端子之間導(dǎo)通，由此使電容器50的一端和輸出端子71之間導(dǎo)通。例如在向柵極端子輸入了第一信號(hào)的第一關(guān)斷電壓時(shí)，晶體管61將漏極端子和源極端子之間絕緣，由此使電容器50的一端和輸出端子71之間絕緣。
[0154]晶體管62根據(jù)第二信號(hào)提取半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子的電荷。晶體管62的漏極端子與輸出端子71及晶體管61的源極端子連接，晶體管62的源極端子與輸出基準(zhǔn)端子72、電容器50的另一端、以及第二整流電路40b的輸出基準(zhǔn)端子連接。晶體管62的柵極端子與第二整流電路40b的輸出端子連接。
[0155]例如在向柵極端子輸入了第二信號(hào)的第二接通電壓時(shí)，晶體管62將漏極端子和源極端子之間導(dǎo)通，由此使輸出端子71和輸出基準(zhǔn)端子72之間導(dǎo)通。例如在向柵極端子輸入了第二信號(hào)的第二關(guān)斷電壓時(shí)，晶體管62將漏極端子和源極端子之間絕緣，由此使輸出端子71和輸出基準(zhǔn)端子72之間絕緣。
[0156]在此，詳細(xì)說明半橋電路60的動(dòng)作。
[0157]圖6是表示半橋電路60的動(dòng)作例的圖。
[0158]圖7是表示晶體管61及晶體管62的柵極源極間電壓、與對(duì)電容器50充電的電荷之間的關(guān)系的圖。另外，柵極源極間電壓是以各晶體管的源極端子為基準(zhǔn)時(shí)的柵極端子的電壓。此外，在圖7中也一并圖示了高頻振蕩電路10向第三電磁場(chǎng)諧振耦合器20c的輸出、即第二高頻的振幅。
[0159]如圖7(a)和圖7(b)所示，半橋電路60根據(jù)第一信號(hào)及第二信號(hào)交替地重復(fù)晶體管61接通而晶體管62關(guān)斷的狀態(tài)、和晶體管61關(guān)斷而晶體管62接通的狀態(tài)。由此，半橋電路60使半導(dǎo)體開關(guān)元件I進(jìn)行開關(guān)。即，半橋電路60根據(jù)輸入信號(hào)向半導(dǎo)體開關(guān)元件I提供對(duì)電容器50充電的電荷(即驅(qū)動(dòng)電力)。
[0160]圖6(a)是表示晶體管61關(guān)斷、晶體管62接通時(shí)的圖。即，圖6 (a)是表示對(duì)晶體管61的柵極與源極之間施加關(guān)斷電壓、對(duì)晶體管62的柵極與源極之間施加接通電壓的圖。
[0161]在圖6(a)的狀態(tài)下對(duì)電容器50充以電荷，但由于晶體管61是關(guān)斷狀態(tài)，因而不能向半導(dǎo)體開關(guān)元件I提供電流。
[0162]另一方面，圖6(b)是表示晶體管61接通、晶體管62關(guān)斷時(shí)的圖。即，圖6(b)是表示對(duì)晶體管61的柵極與源極之間施加接通電壓、對(duì)晶體管62的柵極與源極之間施加關(guān)斷電壓的圖。
[0163]在圖6(b)的狀態(tài)下，將在圖6(a)的狀態(tài)下對(duì)電容器50充電的電荷提供給半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子。
[0164]在從圖6(b)的狀態(tài)切換為晶體管61關(guān)斷、晶體管62接通的狀態(tài)時(shí)，如圖6(a)所示，電容器50被再次充電，在半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子蓄積的電荷通過晶體管62向輸出基準(zhǔn)端子72放電。
[0165]通過如上所述的動(dòng)作，柵極驅(qū)動(dòng)電路1000能夠在瞬時(shí)向半導(dǎo)體開關(guān)元件I提供大電流。
[0166]圖8是表示從輸出端子71輸出的輸出波形的模擬結(jié)果的圖。即，柵極驅(qū)動(dòng)電路1000向半導(dǎo)體開關(guān)元件I輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的一例。
[0167]模擬條件如下所述。晶體管61和晶體管62是柵極寬度為4.8mm、柵極長度為0.7 μ m 的 GaN 的 HFET (Hetero Field Effect Transistor:異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。電容器50是具有200nF電容值的電容器。設(shè)輸入信號(hào)為2MHz的矩形波。模擬中，將具有100pF電容值的電容元件和具有IkD阻值的電阻元件并聯(lián)連接構(gòu)成負(fù)載，來替代半導(dǎo)體開關(guān)元件I。
[0168]如圖8所示，根據(jù)柵極驅(qū)動(dòng)電路1000的模擬，輸出信號(hào)的電壓(即輸入半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子的電壓)為O?10V。并且，通過輸出信號(hào)而提供給輸入半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子的電流的峰值是0.SAo已有的采用微波的柵極驅(qū)動(dòng)電路只能向半導(dǎo)體開關(guān)元件I的柵極端子提供0.1A以下的電流。即，該模擬結(jié)果表示通過柵極驅(qū)動(dòng)電路1000，能夠輸出已有結(jié)構(gòu)的8倍以上的電流。
[0169]圖9是表示實(shí)際上對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路1000進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)從輸出端子71輸出的輸出波形的實(shí)測(cè)結(jié)果的圖。在該實(shí)際測(cè)定中，假設(shè)半導(dǎo)體開關(guān)元件I是GaN功率晶體管。
[0170]如圖9所示，對(duì)于實(shí)際的測(cè)定結(jié)果，也能夠得到柵極驅(qū)動(dòng)電路1000能夠輸出較大的柵極電流的結(jié)果。
[0171]另外，柵極驅(qū)動(dòng)電路也可以具有放大電路，以便進(jìn)一步增加對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路1000的柵極端子的供給電流。
[0172]圖10是表示追加了放大電路的柵極驅(qū)動(dòng)電路的具體結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0173]如圖10所示，柵極驅(qū)動(dòng)電路1001是在柵極驅(qū)動(dòng)電路1000中追加了放大電路70的電路。
[0174]放大電路70將高頻振蕩電路10生成的高頻放大并輸出給第三電磁場(chǎng)諧振耦合器20c。并且，第三電磁場(chǎng)諧振耦合器20c對(duì)從放大電路70輸出的高頻進(jìn)行絕緣傳輸。放大電路70例如是高頻用的功率放大器。
[0175]通過追加這樣的放大電路70，能夠?qū)﹄娙萜?0充以更多的電荷。通過放大電路70，能夠?qū)﹄娙萜?0快速充電。即，柵極驅(qū)動(dòng)電路1001能夠在瞬時(shí)向半導(dǎo)體開關(guān)元件I提供較大的電流，可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體開關(guān)元件I的快速動(dòng)作。
[0176]通過追加這樣的放大電路70，例如，第二高頻的振幅的最大值也可以大于第一被調(diào)制信號(hào)及第二被調(diào)制信號(hào)的振幅的最大值。具體而言，第二高頻的振幅也可以大于第一被調(diào)制信號(hào)的第二振幅及第二被調(diào)制信號(hào)的第四振幅。
[0177]另外，在本公開中，放大電路70能夠視作高頻生成器的一部分。S卩，在圖10所示的例子中，高頻生成器包括高頻振蕩電路10和放大電路70。另外，如前面所述，柵極驅(qū)動(dòng)電路1001也可以不具有尚頻振湯電路10。
[0178]另外，柵極驅(qū)動(dòng)電路1001的至少一部分也可以實(shí)現(xiàn)為集成電路。
[0179]圖11是表示實(shí)現(xiàn)為集成電路的柵極驅(qū)動(dòng)電路1000的具體結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0180]如圖11所示，也可以是，柵極驅(qū)動(dòng)電路1001的至少一部分被集成為半導(dǎo)體芯片201。半導(dǎo)體芯片201也可以是Si基板、或者在藍(lán)寶石基板上設(shè)有GaN半導(dǎo)體等的II1-V類半導(dǎo)體基板。通過將柵極驅(qū)動(dòng)電路1000集成化，包含柵極驅(qū)動(dòng)電路1000的模塊的裝配變簡(jiǎn)單。
[0181](實(shí)施方式2)
[0182]實(shí)施方式I的柵極驅(qū)動(dòng)電路1000能夠?qū)﹄娙萜?0充以電荷，并通過開關(guān)元件的切換向半導(dǎo)體開關(guān)元件I提供大電流。
[0183]實(shí)施方式I的柵極驅(qū)動(dòng)電路1000具有三個(gè)電磁場(chǎng)諧振耦合器。
[0184]與此相對(duì)，實(shí)施方式2的柵極驅(qū)動(dòng)電路能夠減少電磁場(chǎng)諧振耦合器的數(shù)量，利用更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)向半導(dǎo)體開關(guān)元件提供大電流。
[0185]下面，參照【附圖說明】實(shí)施方式2的柵極驅(qū)動(dòng)電路。在實(shí)施方式2中，以與實(shí)施方式I的不同之處為中心進(jìn)行說明，有時(shí)省略有關(guān)與實(shí)施方式I實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成要素的說明。
[0186]圖12是表示實(shí)施方式2的柵極驅(qū)動(dòng)電路的一例的系統(tǒng)框圖。
[0187]圖13是表示圖12所示的柵極驅(qū)動(dòng)電路的具體結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0188]柵極驅(qū)動(dòng)電路1002具有直流電源100和信號(hào)發(fā)生器3。并且，柵極驅(qū)動(dòng)電路1002具有高頻振蕩電路10、調(diào)制電路30、第一電磁場(chǎng)諧振耦合器20a、和第二電磁場(chǎng)諧振耦合器20bο并且，柵極驅(qū)動(dòng)電路1002具有第一整流電路40a、第二整流電路40b、第三整流電路40c、電容器50、半橋電路60、輸出端子71、輸出基準(zhǔn)端子72。半橋電路60由第一開關(guān)元件61和第二開關(guān)元件62構(gòu)成。下面，說明第一開關(guān)元件61是晶體管61、第二開關(guān)元件62是晶體管62的示例。
[0189]信號(hào)發(fā)生器3生成輸入信號(hào)并輸出給調(diào)制電路30。輸入信號(hào)相當(dāng)于控制信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)元件I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是根據(jù)控制信號(hào)生成的。信號(hào)發(fā)生器3例如由邏輯IC構(gòu)成。輸入信號(hào)例如是如圖13所示的波形601和波形602那樣由高電平和低電平構(gòu)成的2值的信號(hào)。
[01