[其他]帶有絕緣柵場效應晶體管及線圈的電路

無效

• 申請號: 86107701
• 申請日: 1986-11-13
• 公開（公告）號: CN86107701A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發明（設計）人: 赫曼紐斯·施亞特;伯恩德·諾沃特尼
• 申請（專利權）人: 德國ITT工業有限公司
• 主分類號: H02P11/00
• 分類號: H02P11/00;H02P7/285
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄧明

本發明涉及一種電路，該電路帶有一個載流線圈和至少一個二極管。所述線圈一端通過一個n-溝道增強型絕緣柵場效應晶體管的可控導電電流通路與工作電壓源的正極相連，另一端連接至電路零點，該電路以載流線圈的電磁場力產生機械動作。

這種電路在ITT公司出版物，德國Freiburg????i.Br.1979年著的“VMOS的應用思想”的第6頁和圖8上有所描述，該電路一般應用于直流電動機速度控制。（在上述出版物第5頁和第6頁上的圖4至7所示的裝置中的各個線圈的電磁場力不產生機械動作）。

從上述現有技術出版物所知的增強型絕緣柵型場效應晶體管是分立的VMOS晶體管。

但是，在要使這種電路與橫向n-溝道晶體管（以下簡稱為橫向晶體管）一起工作的情況（例如橫向晶體管實際上專門用集成MOS電路實現，而且還能用雙極性電路實現）下，以及在線圈的開/關轉換也作用在正極而不是在線圈的電路的零點側的情況下，則橫向晶體管的柵極要以一定方式偏置，即使之能永久可控導電。而且，柵極區尺寸要根據要開關的電流密度及工作電壓的高低來決定。關于上述決定尺寸的過程，還必須考慮到置于線圈與工作電壓源之間的橫向晶體管的電阻，也就是所謂的導通電阻，當橫向晶體管處于可控導電態時，必須表現出盡可能小的電阻值，該電阻值越小，柵極與源極之間的電壓就越高。因為在橫向晶體管處于可控導電態時，源極電壓實際 上等于工作電壓，這就需要一個附加供給柵極電壓的電壓源。當考慮到在大多數實際應用情況下都不能采用附加的外部工作電壓源時，這個電壓就必須由電路本身提供。

本發明的目的就是要解決這個問題，也就是以一種方法改進前述電路，以使該電路能夠以單獨一個工作電壓源工作，使位于線圈和工作電壓源正極之間的晶體管靠電路本身產生的柵極電壓工作，這樣，便使其導通電阻呈現所要求的小值或低值。再者，電路就可單塊地集成。

所以，利用本發明電路就可以在不提供附加外部工作電源的情況下使線圈工作。

以下參考附圖的圖1至圖3對本發明進行更詳細說明。其中

圖1為一個實施例，表示直流（DC）電動機的工作電路;

圖2表示兩個脈沖圖形;

圖3表示對圖1所示的實施例作進一步改進的橋式電路。

在圖1的實施例中，線圈1構成直流電動機m部分，這時的機械動作是使電動機旋轉。當然，線圈1也可以是繼電器線圈，那時的機械動作是吸起繼電器的銜鐵。而且，還可以是，置于永久磁場內的可移動線圈在其載流態時與非載流態呈現不同的機械位置，在本發明意義上，凡利用其電磁場力引起機械動作的物件都可看作是線圈。

在圖1所示的實施例中，線圈1通過第一橫向晶體管t1的可控導電電路通路，連接至工作電壓源u的正極。線圈1的另一端通過第二橫向晶體管t2的控制電流通路接到電路的零點（接地）。示于圖1的其它的電路元件用來產生第一橫向晶體管t1的柵極電壓，這樣，該晶體管的導通電阻就能盡可能低。鑒于此目的，第1橫向晶體管t1通過電容c接到電路零點（接地），并且通過第一二極管d1的陰極-陽極部分，連接至工作電壓源u的正極，而通過第二二極管d2的陰極-陽極部分連接至線圈1與第二橫向晶體管t2的聯結點。

此外，在圖1的實施例中，利用開關s和電阻r，示出了如何產生供給可控導電的第二橫向晶體管t2的柵極的間歇脈沖的可能性，這些脈沖需要有一定的寬度和頻率，以便對線圈產生的機械動作實際上沒有干擾，因此，在實施例中，電動機m的旋轉實際上將不受影響。為此，用相應的周期動作，使開關s接通，由此致使第二橫向晶體管t2瞬時地變成不導通（截止）而且使流入線圈1的電流中斷。那樣，就在線圈與第二橫向晶體管t2的聯結點上產生一正電壓脈沖，該脈沖用通過第二二極管d2傳送到電容c，並在那里，建立起所需的柵極電壓g1。

當開關s持久接通時，線圈便斷開。

圖2表示幾乎是定量的關系，根據圖2b，在開關s斷開時第二橫向晶體管t2的柵極電壓g2通過電阻r，加在工作電壓u值上。另一方面，在開關s的周期動作過程中，在尺寸一致的情況下，第一橫向晶體管t1的柵極電壓g1例如近似等于二倍的工作電壓2u，這樣，第一橫向晶體管t1的實際柵-源電壓幾乎等于工作電壓u，并且由此等于第二橫向晶體管t2的柵-源電壓。因此，在同樣面積尺寸的情況下，兩個橫向晶體管呈現相同的導通電阻。