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Verringerung des benötigten Klemmstromes bei vom Ausgang getrennter Wanne der Gateansteuerung von PROFETs

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017236D
Original Publication Date: 2000-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 27K

Publishing Venue

Siemens

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Axel Christoph: AUTHOR

Abstract

Bisher wurde die Gateansteuerung von PROFETs bei der Halbleiterfertigung immer so ausgeführt, dass sie fest mit dem Ausgang verbunden war. Aufgrund neuer Anforderungen wie Verpolung (trennen der Source-Gate-Parasiten vom Ausgang) und Sperrfähigkeit in Brücken (Verhindern eines Öffnens des Leistungstransistors durch Kapazitäten wie z.B. die Miller-Kapazität des Leistungstransistors) tritt jedoch verstärkt die Forderung nach einer separaten Wanne für die Gateansteuerung in den Vordergrund. Jedoch muss auch eine separate Wanne in irgendeiner Form an den Ausgang geklemmt werden. Erfolgt dies mit Transistoren, so müssen diese nach dem bisherigen Konzept (vgl. Fig. 1) den gesamten Strom aufnehmen, der von der Gatesteuerung über das Source fließt. Dies lässt sich an der beispielhaften Darstellung einer bekannten Wannentrennung in Fig. 1 nachvollziehen. Über den dort eingesetzten Klemmtransistor werden folgende Ströme geführt: I(M 1 ) im eingeschalteten Zustand, I(M aus ) beim Ausschalten; I(Msense), I(M sbb ) und I(M aus ) bei der Strombegrenzung und I(Dgateschutz) durch die Ladungspumpe. Der Nachteil der Schaltung liegt vor allen Dingen darin, dass der Transistor Mklemm aufgrund der möglichen großen Ströme auch groß dimensioniert werden muss, um ein Öffnen der Diode Dbrücke in Flussrichtung und anderer parasitärer Dioden und Bipolartransistoren zu verhindern.

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Bauelemente

Verringerung des benötigten Klemmstromes bei vom Ausgang getrennterWanne der Gateansteuerung von PROFETs

Idee: Axel Christoph, Villach (Österreich)

Bisher wurde die Gateansteuerung von� PROFETs bei der Halbleiterfertigung immer soausgeführt, dass sie fest mit dem Ausgang verbunden war. Aufgrund neuer Anforderungenwie Verpolung (trennen der Source-Gate-Parasiten vom Ausgang) und Sperrfähigkeit inBrücken (Verhindern eines Öffnens des Leistungstransistors durch Kapazitäten wie z.B. dieMiller-Kapazität des Leistungstransistors) tritt jedoch verstärkt die Forderung nach einerseparaten Wanne für die Gateansteuerung in den Vordergrund.

Jedoch muss auch eine separate Wanne in irgendeiner Form an den Ausgang geklemmtwerden. Erfolgt dies mit Transistoren, so müssen diese nach dem bisherigen Konzept (vgl.Fig. 1) den gesamten Strom aufnehmen, der von der Gatesteuerung über das Source fließt.Dies lässt sich an der beispielhaften Darstellung einer bekannten Wannentrennung in Fig. 1nachvollziehen. Über den dort eingesetzten Klemmtransistor werden folgende Strömegeführt: I(M 1 ) im eingeschalteten Zustand, I(M aus ) beim Ausschalten; I(Msense), I(M sbb ) undI(M aus ) bei der Strombegrenzung und I(Dgateschutz) durch die Ladungspumpe. Der Nachteilder Schaltung liegt vor allen Dingen darin, dass der Transistor Mklemm aufgrund dermöglichen großen Ströme auch groß dimensioniert werden muss, um ein Öffnen der DiodeDbrücke in Flussrichtung und anderer parasitärer Dioden und Bipolartransistoren zuverhindern.

Um die Nachteile der beschriebenen, bekannten Wannentrennung zu umgehen wird dahereine in Fig. 2 beispielhaft dargestellte Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die nicht dengesamten Strom der Gatesteuerung über die Wanne, sondern wenn...