[发明专利]一种用于功率LDMOS的高速栅极驱动电路

说明书

本发明属于集成电路技术领域和功率电子领域，具体来说是一种用于驱动功率LDMOS的高速栅极驱动电路，包括无片外电容的LDO模块、短脉冲电流源模块和驱动器模块。其中，短脉冲电流源模块的输出接在驱动器的供电端或浮地端，当前级电路给出开通功率管的信号时，注入短脉冲电流迅速开启功率管；当短脉冲电流源模块内部的栅电位监测电路判断功率管已经导通后，控制逻辑关闭短脉冲电流。此外，无片外电容LDO模块的输出也连接在驱动器的供电端或浮地端，使功率管栅源电压最终稳定在准确的开启电压上。通过将快速瞬态响应的无片外电容LDO与短脉冲电流源结合，实现了高速的动态响应，将功率管的开启时间有效缩短，同时节省了外部无源元件，简化了系统结构。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域和功率电子领域，具体来说是涉及一种用于功率LDMOS的高速栅极驱动电路。

背景技术

如今便携式电子系统的体积越来越小，为了减小容性或感性元件的尺寸，DC-DC或AC-DC变换器等电源管理电路的工作频率必须提高，同时片外元件应尽可能减少以满足小体积的应用，对于中小功率Buck变换器，其功率管通常采用高侧P型低侧N型的结构来避免使用自举电容。栅极驱动电路作为电源管理系统中不可或缺的一部分，它的工作速度直接决定了变换器的最高工作频率，对于传统栅极驱动电路而言，为了保证驱动电路较大的压摆率，通常会使用有片外电容的LDO对其供电，使其速度足够高，但这需要额外的片外元件，增加了变换器的成本及体积，使用无片外电容LDO给栅极驱动电路供电已经逐渐成为趋势，因此在不增加核心面积和片外元件条件下，传统栅极驱动电路工作速度是非常受限的。

发明内容

针对上述传统栅极驱动电路在给定核心面积下工作速度较低的不足之处，本发明提出了一种用于驱动功率LDMOS的高速栅极驱动电路，解决了现有传统栅极驱动电路工作速度较低的问题。

本发明的技术方案为：一种用于功率LDMOS的高速栅极驱动电路，包括无片外电容LDO模块、短脉冲电流源模块和驱动器模块。短脉冲电流源模块的输出接在驱动器的供电端或浮地端，当前级电路给出开通功率管的信号时，注入短脉冲电流迅速开启功率管，当短脉冲电流源模块内部的栅电位监测电路判断功率管已经导通后关闭短脉冲电流；此外，无片外电容LDO模块的输出也连接在驱动器的供电端或浮地端，使功率管栅源电压最终稳定在准确的开启电压上。

所述无片外电容LDO模块用于从输入电压产生较稳定的降压输出内部电源轨，它有两种架构分别用于高速栅极驱动电路(低侧)和高速栅极驱动电路(高侧)中的驱动器供电，其应具有良好的瞬态响应，保证负载切换的恢复时间较短，它的输出与驱动器模块的供电端或浮地端连接，为驱动器电路提供稳定精确的电源偏置。