[发明专利]钳位源级驱动碳化硅半导体场效应管的电路

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，提供一种钳位源级驱动碳化硅半导体场效应管的电路，包括驱动芯片和碳化硅MOS管，所述驱动芯片内部集成驱动电路，所述驱动芯片还集成用于控制所述碳化硅MOS管的源极电压的硅MOS管；所述驱动芯片通过控制所述硅MOS管的导通和关断来实现所述碳化硅MOS管的导通和关断。本发明在SiC MOS的源极串联一个硅MOS管，通过控制硅MOS管的导通和关断即可控制SiC MOS的导通和关断，电路结构简单，避免复杂电路结构对其它器件的影响。通过在SiC MOS的栅极加一个固定的钳位电压，在硅MOS管关断时实现栅极与源极的负压差，采用钳位源级驱动结构实现稳定的负压输出，保证SiC MOS导通和关断的稳定性，提高了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体地涉及一种钳位源级驱动碳化硅半导体场效应管的电路以及一种ACDC反激式转换器。

背景技术

SiC MOSFET(SiC Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管，以下简称碳化硅半导体场效应管、碳化硅MOS管或SiCMOS)，具有开关速度快，开关损耗小，温度性能好，耐压等级高，体积小等优点。为了能够适应更宽的输入电压范围，更可靠的高温稳定性，更高的工作频率从而达到更小的体积，SiCMOS功率器件成为ACDC(交流直流转换)领域的最优选择。但是，SiC MOS的关断驱动电压与传统的Si MOS(Si Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，硅金属-氧化物半导体场效应晶体管，以下简称硅半导体场效应管或硅MOS管)的驱动电压不同，关断时需要在栅源施加一个-5V左右的负压，而Si MOS的栅极只需要达到0V即可关断。目前主要采用电荷泵的方式，直接产生一个负压施加在SiC MOS的栅极上，SiC MOS的源极接零电位，来实现SiC MOS栅源负偏压。但是，电荷泵的电路复杂且产生的负压不稳定，SiC MOS无法获得一个稳定可靠的负压，会影响系统的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种钳位源级驱动碳化硅半导体场效应管的电路，能够很好的控制电路中SiC MOS的导通和关断，以提高系统稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供一种钳位源级驱动碳化硅半导体场效应管的电路，包括驱动芯片和增强型的碳化硅MOS管，所述驱动芯片内部集成驱动电路，所述驱动芯片还集成用于控制所述碳化硅MOS管的源极电压的硅MOS管；所述驱动芯片通过控制所述硅MOS管的导通和关断来实现所述碳化硅MOS管的导通和关断。

进一步地，所述硅MOS管为NMOS管。

进一步地，所述NMOS管的栅极输入电压信号，所述NMOS管的漏极通过所述驱动芯片的SOURCE端与所述碳化硅MOS管的源极连接，所述NMOS管的源极通过所述驱动芯片的CS端接地。

进一步地，所述碳化硅MOS管的栅极与所述驱动芯片的GATE端连接，所述驱动芯片的GATE端为所述碳化硅MOS管的栅极提供固定的钳位电压，以在所述NMOS管关断时使得所述碳化硅MOS管的栅极与源极之间形成固定的负电压差。进一步地，所述驱动芯片的GATE端通过钳位二极管接地。

进一步地，所述钳位电压为15V。

进一步地，所述NMOS管的栅极输入的电压信号为0V～5V的方波。

进一步地，在所述NMOS管关断时，所述碳化硅MOS管的栅极与源极的电压差为-5V。

本发明还提供一种ACDC反激式转换器，包括上述的钳位源级驱动碳化硅半导体场效应管的电路。