(57)【要約】【課題】スイッチング回路において生じる少なくともひとつの課題を解決可能なスイッチング回路を提供する。【解決手段】スイッチング回路２００において、ローサイドトランジスタＭＬは、スイッチングライン２０４と基準ライン２０６の間に設けられる。ローサイドドライバ２２２は、ローサイドトランジスタＭＬを駆動する。第１チャージポンプ２３０は、ローサイドドライバ２２２と同期してチャージポンプ動作し、少なくともローサイドドライバ２２２がオフすべき期間において、ローサイドドライバ２２２の下側電源端子２２４に、基準ライン２０６の基準電圧より低い第１電圧を供給する。【選択図】図２
2020120418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングラインと基準ラインの間に設けられたローサイドトランジスタと、
前記ローサイドトランジスタを駆動するローサイドドライバと、
前記ローサイドドライバと同期してチャージポンプ動作し、少なくとも前記ローサイドドライバがオフすべき期間において、前記ローサイドドライバの下側電源端子に、前記基準ラインの基準電圧より低い第１電圧を供給する第１チャージポンプと、
を備えることを特徴とするスイッチング回路。
【請求項２】
前記第１チャージポンプの出力電圧は、前記ローサイドトランジスタがオンすべき期間において、前記第１電圧より高い電圧レベルをとることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング回路。
【請求項３】
前記第１チャージポンプは、
一端が前記ローサイドドライバの下側電源端子と接続される第１キャパシタと、
前記ローサイドドライバと同期して、前記第１キャパシタの他端に、正の電源電圧をハイレベル、前記基準電圧をローレベルとする第１チャージポンプ信号を印加する第１サブドライバと、
前記第１キャパシタの前記一端と前記基準ラインの間に設けられた第１整流素子と、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング回路。
【請求項４】
前記正の電源電圧は、前記ローサイドドライバの上側電源端子の電圧と共通であることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング回路。
【請求項５】
前記正の電源電圧は、前記ローサイドドライバの上側電源端子の電圧と異なる電圧であることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング回路。
【請求項６】
前記ローサイドトランジスタは、ノーマリオン型のデバイスであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスイッチング回路。
【請求項７】
入力ラインと前記スイッチングラインの間に設けられたハイサイドトランジスタと、
前記ハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドドライバと、
前記ハイサイドドライバと同期してチャージポンプ動作し、少なくとも前記ハイサイドトランジスタがオフすべき期間において、前記ハイサイドドライバの下側電源端子に、前記スイッチングラインのスイッチング電圧より低い第２電圧を供給する第２チャージポンプと、
前記ハイサイドドライバの上側電源端子に、前記スイッチング電圧より高い第３電圧を供給するブートストラップ回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のスイッチング回路。
【請求項８】
前記第２チャージポンプの出力電圧は、前記ハイサイドトランジスタがオンすべき期間において、前記第２電圧より高い電圧レベルをとることを特徴とする請求項７に記載のスイッチング回路。
【請求項９】
前記第２チャージポンプは、
一端が前記ハイサイドドライバの下側電源端子と接続される第２キャパシタと、
前記ハイサイドドライバと同期して、前記第２キャパシタの他端に、前記第３電圧をハイレベル、前記第２電圧をローレベルとする第２チャージポンプ信号を印加する第２サブドライバと、
前記第２キャパシタの前記一端と前記スイッチングラインの間に設けられた第２整流素子と、
を含むことを特徴とする請求項７または８に記載のスイッチング回路。
【請求項１０】
ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のスイッチング回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、モータドライバ、インバータ回路は、直流電圧を受け、矩形電圧を発生するスイッチング回路を備える。図１は、スイッチング回路の回路図である。スイッチング回路２Ｒは、パワートランジスタであるハイサイドトランジスタＭＨおよびローサイドトランジスタＭＬと、ハイサイドドライバ１２およびローサイドドライバ１４と、コントローラ１６と、を備える。ハイサイドドライバ１２およびローサイドドライバ１４は、コントローラ１６からのパルス信号ＳＨ，ＳＬに応じて、ハイサイドトランジスタＭＨおよびローサイドトランジスタＭＬを駆動する。
【０００３】
近年、パワートランジスタとして、従来のシリコンＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）よりも大電力・高効率・小型化であるＳｉＣ（炭化ケイ素）やＧａＮ（窒化ガリウム）などの化合物半導体のデバイスの開発が進められている。
【０００４】
化合物半導体（特にＧａＮ）のパワートランジスタは、そのデバイス構造上、ノーマリオフ型の製造が難しいことから、ノーマリオン型（デプレッション型ともいう）が主流である。ノーマリオフ型（エンハンスメント型）のデバイスの開発も進められているが、ゲートソース間しきい値電圧ＶＧＳ（ｔｈ）が２Ｖ以下にとどまっており、入力電圧が百Ｖを超えるようなシステムにおいては実質的にノーマリオンデバイスとみなすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（第１の課題）
ノーマリオン型のパワートランジスタを確実にオフするためには、そのゲートに、そのソース電位よりも低い電圧を印加する必要がある。
【０００６】
スイッチング回路２Ｒがローレベル、すなわち０Ｖを出力する状態（ロー出力状態）を考える。ロー出力状態では、ハイサイドトランジスタＭＨのゲートに、そのソース電圧（すなわちスイッチング電圧ＶＳＷ＝０Ｖ）より低い負のゲート電圧ＶＧＨを印加し、ハイサイドトランジスタＭＨをオフする必要がある。
【０００７】
このために、ハイサイドドライバ１２の下側電源端子１３には、ソース電圧ＶＳＷよりも、所定電圧だけ低い電源電圧を供給する必要があり、そのために、絶縁電源２０が必要となる。絶縁電源２０は、回路構成が複雑であり、コストアップの要因となっていた。
【０００８】
（第２の課題）
ハイサイドトランジスタＭＨやローサイドトランジスタＭＬがノーマリオンであるとノーマリオフであるにかかわらず、それらのゲートドレイン間には寄生のゲートドレイン容量Ｃｇｄが存在している。スイッチング回路２Ｒが、ハイレベル、すなわちＶＩＮを出力する状態（ハイ出力状態）では、ローサイドトランジスタＭＬのゲートドレイン間容量Ｃｇｄを介して容量負荷電流が流れ、オフすべきローサイドトランジスタＭＬのゲート容量が充電されてその電位が上昇すると、ローサイドトランジスタＭＬが意図と反してターンオンし、貫通電流を引き起こす要因となりうる。ハイサイドトランジスタＭＨについても同様の問題が生じうる。
【０００９】
第２の課題の対策として、ゲート抵抗を挿入してスルーレート（ゲート電圧の傾き）を低下させたり、パワートランジスタのオン抵抗を小さくしてゲート電圧の上昇を抑制したりするアプローチが考えられるが、スイッチング回路としての何らかの特性を犠牲にする必要がある。
【００１０】
なお、ここで説明した課題を当業者の一般的な技術認識と認定してはならない。
【００１１】
本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、上述の少なくともひとつの課題を解決可能なスイッチング回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様はスイッチング回路に関する。スイッチング回路は、スイッチングラインと基準ラインの間に設けられたローサイドトランジスタと、ローサイドトランジスタを駆動するローサイドドライバと、ローサイドドライバと同期してチャージポンプ動作し、少なくとも前記ローサイドドライバがオフすべき期間において、ローサイドドライバの下側電源端子に、基準ラインの基準電圧より低い第１電圧を供給する第１チャージポンプと、を備える。
【００１３】
第１チャージポンプの出力電圧は、ローサイドトランジスタがオンすべき期間において、第１電圧より高い電圧レベルをとってもよい。
【００１４】
第１チャージポンプは、一端がローサイドドライバの下側電源端子と接続される第１キャパシタと、ローサイドドライバと同期して、第１キャパシタの他端に、正の電源電圧をハイレベル、基準電圧をローレベルとする第１チャージポンプ信号を印加する第１サブドライバと、第１キャパシタの一端と基準ラインの間に設けられた第１整流素子と、を含んでもよい。
【００１５】
正の電源電圧は、ローサイドドライバの上側電源端子の電圧と共通であってもよい。正の電源電圧は、ローサイドドライバの上側電源端子の電圧と異なる電圧であってもよい。
【００１６】
ローサイドトランジスタはノーマリオン型のデバイスであってもよい。
【００１７】
スイッチング回路は、入力ラインとスイッチングラインの間に設けられたハイサイドトランジスタと、ハイサイドトランジスタを駆動するハイサイドドライバと、ハイサイドドライバと同期してチャージポンプ動作し、少なくともハイサイドトランジスタがオフすべき期間において、ハイサイドドライバの下側電源端子に、スイッチングラインのスイッチング電圧より低い第２電圧を供給する第２チャージポンプと、ハイサイドドライバの上側電源端子に、スイッチング電圧より高い第３電圧を供給するブートストラップ回路と、をさらに備えてもよい。
【００１８】
第２チャージポンプの出力電圧は、ハイサイドトランジスタがオンすべき期間において、第２電圧より高い電圧レベルをとってもよい。
【００１９】
第２チャージポンプは、一端がハイサイドドライバの下側電源端子と接続される第２キャパシタと、ハイサイドドライバと同期して、第２キャパシタの他端に、第３電圧をハイレベル、第２電圧をローレベルとする第２チャージポンプ信号を印加する第２サブドライバと、第２キャパシタの一端とスイッチングラインの間に設けられた第２整流素子と、を含んでもよい。
【００２０】
ハイサイドトランジスタはノーマリオン型のデバイスであってもよい。
【００２１】
スイッチング回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
【００２２】
スイッチング回路のうち、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタを除く部品がひとつの半導体基板に集積化され、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタはディスクリート部品あるいはパワーモジュールであってもよい。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のある態様によれば、上述の課題の少なくともひとつを解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】スイッチング回路の回路図である。
【図２】第１の実施の形態に係るスイッチング回路の回路図である。
【図３】図２のスイッチング回路の動作波形図である。
【図４】第２の実施の形態に係るスイッチング回路の回路図である。
【図５】図４のスイッチング回路の動作波形図である。
【図６】第３の実施の形態に係るスイッチング回路の回路図である。
【図７】図６のスイッチング回路の動作波形図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は、スイッチング回路の用途を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２７】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２８】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係るスイッチング回路２００の回路図である。スイッチング回路２００は、スイッチングライン２０４の電気的状態を、二状態でスイッチング可能に構成されている。
【００３０】
一実施例においてスイッチング回路２００は、図１のスイッチング回路２Ｒと同様に、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタを含む回路の一部であってもよい。この場合、スイッチングライン２０４にはハイサイドトランジスタＭＨが接続されうる。
【００３１】
一実施例においてスイッチング回路２００は、オープンドレインの出力回路であってもよい。この場合、ハイサイドトランジスタの代わりに負荷（不図示）が接続される
【００３２】
スイッチング回路２００は、出力段２１０および駆動段２２０を備える。出力段２１０は、スイッチングライン２０４と基準ライン２０６の間に設けられたローサイドトランジスタＭＬを含む。本実施の形態において基準ライン２０６は接地され、基準電圧は接地電圧ＶＧＮＤである。
【００３３】
スイッチング回路２００は、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣであってもよい。ローサイドトランジスタＭＬはディスクリート部品あるいはパワーモジュールであってもよく、この場合、出力段２１０がＩＣであり、ローサイドトランジスタＭＬはＩＣチップに外付けされる。チャージポンプに使用されるキャパシタは、ＩＣチップに集積化してもよいし、外付けのチップ部品であってもよい。
【００３４】
駆動段２２０の電源ライン２０８には、正の電源電圧ＶＣＣが供給される。駆動段２２０は、ローサイドドライバ２２２、第１チャージポンプ２３０および第１レベルシフタ２２８を備える。ローサイドドライバ２２２は、ローサイドトランジスタＭＬを駆動する。ローサイドドライバ２２２の上側電源端子２２６には、正の電源電圧ＶＣＣが供給される。
【００３５】
第１チャージポンプ２３０は、ローサイドドライバ２２２と同期してチャージポンプ動作（スイッチング）し、少なくともローサイドドライバ２２２がオフすべき期間において、ローサイドドライバ２２２の下側電源端子２２４に、基準ライン２０６の基準電圧ＶＧＮＤ（０Ｖ）より低い第１電圧ＶＣＰＯＵＴＬを供給する。
【００３６】
第１チャージポンプ２３０は、第１キャパシタＣ１１、第１サブドライバ２３２および第１整流素子Ｄ１１を含む。第１キャパシタＣ１１の一端はローサイドドライバ２２２の下側電源端子２２４と接続される。第１サブドライバ２３２は、ローサイドドライバ２２２と同期して、第１キャパシタＣ１１の他端に、正の電源電圧ＶＣＣをハイレベル、基準電圧ＶＧＮＤをローレベルとする第１チャージポンプ信号ＶＣＰＬを印加する。第１整流素子Ｄ１１は、カソードが基準ライン２０６側、アノードがローサイドドライバ２２２の下側電源端子２２４側となる向きで設けられたダイオードである。第１整流素子Ｄ１１はツェナーダイオードを用いてもよい。
【００３７】
第１レベルシフタ２２８は、図示しないコントローラによって生成されたローサイドパルスＳＬを受ける。第１レベルシフタ２２８は、電源電圧ＶＣＣをハイレベル、基準電圧ＶＧＮＤをローレベルとするローサイドパルスＳＬを、電源電圧ＶＣＣをハイレベル、電圧ＶＣＰＯＵＴＬをローレベルとするローサイドパルスＳＬ’にレベルシフトする。
【００３８】
以上がスイッチング回路２００の構成である。続いてその動作を説明する。図３は、図２のスイッチング回路２００の動作波形図である。
【００３９】
はじめに第１チャージポンプ２３０の動作を説明する。
【００４０】
ロー出力期間ＴＬにおいて、ローサイドパルスＳＬがハイレベルとなると、第１サブドライバ２３２は、第１キャパシタＣ１１の一端にＶＣＰＬ＝ＶＣＣを印加する。第１整流素子Ｄ１１の順方向電圧をＶｆとすると、第１キャパシタＣ１１の両端間には、ＶＣＣ−Ｖｆが印加され、第１キャパシタＣ１１が充電される。
【００４１】
ハイ出力期間ＴＨにおいて、ローサイドパルスＳＬがローレベルとなると、第１サブドライバ２３２の出力ＶＣＰＬ、すなわち第１キャパシタＣ１１の一端はローレベルＶＧＮＤとなる。第１キャパシタＣ１１の電荷は保存され、言い換えればその両端間電圧（ＶＣＣ−Ｖｆ）は維持されるから、第１キャパシタＣ１１の他端の電圧ＶＣＰＯＵＴＬは、ＶＣＰＯＵＴＬ＝−（ＶＣＣ−Ｖｆ）となる。
【００４２】
このように、第１チャージポンプ２３０によって、ローサイドトランジスタＭＬがオフすべき期間において、ローサイドドライバ２２２の下側電源端子２２４には、基準ライン２０６の電圧ＶＧＮＤより低い電圧−ＶＣＣ＋Ｖｆが供給される。
【００４３】
続いてローサイドドライバ２２２およびローサイドトランジスタＭＬの動作を説明する。ロー出力期間ＴＬにおいて、ローサイドドライバ２２２は、ローサイドトランジスタＭＬのゲートにＶＧＬ＝ＶＣＣを印加し、ローサイドトランジスタＭＬをオンする。これによりスイッチング電圧ＶＳＷはローレベルＶＧＮＤとなる。
【００４４】
ハイ出力期間ＴＨにおいて、ローサイドドライバ２２２は、ローサイドトランジスタＭＬのゲートにＶＧＬ＝ＶＣＰＯＵＴＬ＝−（ＶＣＣ−Ｖｆ）を印加する。これにより、ローサイドトランジスタＭＬがオフとなり、スイッチング電圧ＶＳＷは所定のハイレベル電圧（もしくはハイインピーダンス状態）となる。
【００４５】
以上がスイッチング回路２００の動作である。
このスイッチング回路２００によれば、絶縁電源などを用いずに、ノーマリオン型のローサイドトランジスタＭＬを確実にターンオフすることができる。これにより、部品数、回路面積を減らすことができ、コストを下げることが可能となる。
【００４６】
またローサイドトランジスタＭＬがノーマリオフ型のデバイスである場合にも、第１の実施の形態に係るスイッチング回路２００は有効である。すなわち、ソース電圧よりも低いゲート電圧を、ローサイドトランジスタＭＬのゲートに印加することができるため、出力ＶＳＷの急峻な立ち上がりにおいて、寄生容量Ｃｇｄを介したゲート電圧の持ち上がりによるトランジスタＭＬの意図しないターンオン（セルフターンオン)を抑制することが可能となり、高速スイッチング動作が可能となる。
【００４７】
また、第１の実施の形態では、第１チャージポンプ２３０の出力電圧が一定では無いことに留意されたい。一般的なチャージポンプの出力は、直流電圧であるが、図２の第１チャージポンプ２３０の出力電圧ＶＣＰＯＵＴＬは図３に示すようにパルス電圧となっている。なぜなら、ローサイドトランジスタＭＬをオンすべき期間においてローサイドドライバ２２２の下側電源端子２２４には、負電圧を供給する必要がないからである。一般的な直流出力のチャージポンプは、第１チャージポンプ２３０の構成に加えてさらに、もうひとつの整流素子と、出力キャパシタ（平滑キャパシタ）が必要であるのに対して、図２の第１チャージポンプ２３０ではそれらの素子を省略することができ、回路面積およびコストの増加が抑制されている。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係るスイッチング回路３００の回路図である。スイッチング回路３００は、図２のスイッチング回路２００に加えて、ハイサイドトランジスタＭＨおよび駆動段３２０を備える。スイッチング回路３００は、ハイ出力期間ＴＨにおいて、入力ライン３０２に供給される入力電圧ＶＩＮを出力する。
【００４９】
ハイサイドトランジスタＭＨは入力ライン３０２とスイッチングライン２０４の間に設けられる。駆動段３２０は、ハイサイドパルスＳＨにもとづいてハイサイドトランジスタＭＨを駆動する。
【００５０】
駆動段３２０は、ハイサイドドライバ３２２、第２レベルシフタ３２８、第２チャージポンプ３３０、ブートストラップ回路３４０を含む。
【００５１】
ブートストラップ回路３４０は、電源ライン３４２に、スイッチングライン２０４の電圧ＶＳＷよりも所定電圧（ＶＣＣ）高いブートストラップ電圧ＶＢＳＴを発生する。ハイサイドドライバ３２２はハイサイドトランジスタＭＨを駆動する。ハイサイドドライバ３２２の上側電源端子３２６には、ブートストラップ電圧（第３電圧）ＶＢＳＴが供給される。ブートストラップ回路３４０は、ダイオードＤ３１およびキャパシタＣ３１を含む。ダイオードＤ３１に代えて、トランジスタを用いてもよい。
【００５２】
第２チャージポンプ３３０は、ハイサイドドライバ３２２と同期してチャージポンプ動作（スイッチング）し、チャージポンプ動作し、少なくともハイサイドトランジスタＭＨがオフすべき期間において、ハイサイドドライバ３２２の下側電源端子３２４に、スイッチングライン２０４のスイッチング電圧ＶＳＷより低い第２電圧ＶＣＰＯＵＴＨを供給する。
【００５３】
第２チャージポンプ３３０は、第２キャパシタＣ２１、第２サブドライバ３３２および第２整流素子Ｄ２１を含む。第２キャパシタＣ２１の一端はハイサイドドライバ３２２の下側電源端子３２４と接続される。第２サブドライバ３３２は、ハイサイドドライバ３２２と同期して、第２キャパシタＣ２１の他端に、ブートストラップ電圧ＶＢＳＴをハイレベル、スイッチング電圧ＶＳＷをローレベルとする第２チャージポンプ信号ＶＣＰＨを印加する。第２整流素子Ｄ２１は、カソードがスイッチングライン２０４側、アノードがハイサイドドライバ３２２の下側電源端子３２４側となる向きで設けられたダイオードである。第２整流素子Ｄ２１はツェナーダイオードを用いてもよい。
【００５４】
第２レベルシフタ３２８は、図示しないコントローラによって生成されたハイサイドパルスＳＨを受ける。第２レベルシフタ３２８は、電源電圧ＶＣＣをハイレベル、基準電圧ＶＧＮＤをローレベルとするハイサイドパルスＳＨを、ブートストラップ電圧ＶＢＳＴをハイレベル、電圧ＶＣＰＯＵＴＨをローレベルとするハイサイドパルスＳＨ’にレベルシフトする。
【００５５】
以上がスイッチング回路３００の構成である。続いてその動作を説明する。図５は、図４のスイッチング回路３００の動作波形図である。ローサイドの動作は図３と同様であるため、図５にはハイサイドの動作のみが示される。実際には、再下段に示すようにスイッチング電圧ＶＳＷはパルスであるが、ＶＣＰＯＵＴＨ，ＳＨ’，ＶＧＨに関しては、ＶＳＷを一定として示している。
【００５６】
はじめに第２チャージポンプ３３０の動作を説明する。
【００５７】
ハイ出力期間ＴＨにおいて、ハイサイドパルスＳＨがハイレベルとなると、第２サブドライバ３３２は、第２キャパシタＣ２１の一端にＶＣＰＨ＝ＶＢＳＴ４を印加する。第２整流素子Ｄ２１の順方向電圧をＶｆとすると、第２キャパシタＣ２１の両端間には、ＶＢＳＴ−Ｖｆが印加され、第２キャパシタＣ２１が充電される。
【００５８】
ロー出力期間ＴＬにおいて、ハイサイドパルスＳＨがローレベルとなると、第２サブドライバ３３２の出力ＶＣＰＨ、すなわち第２キャパシタＣ２１の一端はローレベルＶＳＷとなる。第２キャパシタＣ２１の電荷は保存され、言い換えればその両端間電圧（ＶＢＳＴ−Ｖｆ）は維持されるから、第２キャパシタＣ２１の他端の電圧ＶＣＰＯＵＴＨは、ＶＣＰＯＵＴＨ＝−（ＶＢＳＴ−ＶＳＷ）＋Ｖｆとなる。
【００５９】
このように、第２チャージポンプ３３０によって、ハイサイドトランジスタＭＨがオフすべき期間において、ハイサイドドライバ３２２の下側電源端子３２４には、スイッチングライン２０４の電圧ＶＳＷよりも、（ＶＢＳＴ−Ｖｆ）だけ低い電圧が供給される。
【００６０】
続いてハイサイドドライバ３２２およびハイサイドトランジスタＭＨの動作を説明する。ハイ出力期間ＴＨにおいて、ハイサイドドライバ３２２は、ハイサイドトランジスタＭＨのゲートにＶＧＨ＝ＶＢＳＴを印加し、ハイサイドトランジスタＭＨをオンする。これによりスイッチング電圧ＶＳＷはハイレベルＶＩＮとなる。
【００６１】
ロー出力期間ＴＬにおいて、ハイサイドドライバ３２２は、ハイサイドトランジスタＭＨのゲートにＶＧＨ＝ＶＢＳＴを印加する。これにより、ハイサイドトランジスタＭＨがオンとなり、スイッチング電圧ＶＳＷはハイレベル電圧ＶＩＮとなる。
【００６２】
スイッチング回路３００によれば、ローサイドトランジスタＭＬに関して、図２のスイッチング回路２００と同様の効果を得ることができる。またスイッチング回路３００によれば、ハイサイドトランジスタＭＨに関しても、ローサイドトランジスタＭＬと同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
図６は、第３の実施の形態に係るスイッチング回路３００Ａの回路図である。
スイッチング回路３００Ａでは、基準ライン２０６に接地電圧ＶＧＮＤとは異なる電源電圧ＶＣＣ３が供給されている。電源電圧ＶＣＣ３は正であっても負あってもよい。
【００６４】
また、第１チャージポンプ２３０の第１サブドライバ２３２の上側電源端子に、ローサイドドライバ２２２の上側電源端子２２６の電源電圧ＶＣＣ１とは異なる電源電圧ＶＣＣ２が供給されている。ハイサイドの駆動段３２０は、図４と同様である。
【００６５】
図７は、図６のスイッチング回路３００Ａの動作波形図である。スイッチング回路３００Ａによれば、第１チャージポンプ２３０用の電源（電源電圧ＶＣＣ２）をメインの電源（電源電圧ＶＣＣ１）とは別に用意することで、ゲート電圧ＶＧＬのローレベルを任意に設定することができる。
【００６６】
（用途）
続いてスイッチング回路３００（もしくは２００）の用途を説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は、スイッチング回路３００の用途を示す図である。図８（ａ）は降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ５００であり、トランジスタＭ１，Ｍ２、インダクタＬ１、キャパシタＣＯ１、コントローラ５０２、駆動段５０４を備える。コントローラ５０２は、負荷の状態（たとえば出力電圧ＶＯＵＴや出力電流ＩＯＵＴ）がその目標に近づくようにフィードバック制御によりハイサイドパルスＳＨおよびローサイドパルスＳＬを生成する。トランジスタＭ１，Ｍ２および駆動段５０４が、スイッチング回路３００に相当する。
【００６７】
図８（ｂ）は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６００であり、トランジスタＭ３，Ｍ４、インダクタＬ２、キャパシタＣＯ２、コントローラ６０２、駆動段６０４を備える。コントローラ６０２は、負荷の状態（たとえば出力電圧ＶＯＵＴや出力電流ＩＯＵＴ）がその目標に近づくようにフィードバック制御によりハイサイドパルスＳＨおよびローサイドパルスＳＬを生成する。トランジスタＭ３，Ｍ４および駆動段６０４が、スイッチング回路３００に相当する。スイッチング回路３００は、昇降圧コンバータにも使用可能である。
【００６８】
図８（ｃ）は三相モータドライバ７００であり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各レグが、スイッチング回路３００で構成される。
【００６９】
図８（ｄ）は、双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８００であり、１次側のＨブリッジ回路８０２、２次側のＨブリッジ回路８０４の各レグがスイッチング回路３００を利用して構成される。
【００７０】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示している
にすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００７１】
２００…スイッチング回路、２０４…スイッチングライン、２０６…基準ライン、２０８…電源ライン、２１０…出力段、２２０…駆動段、２２２…ローサイドドライバ、２２４…下側電源端子、２２６…上側電源端子、２２８…第１レベルシフタ、２３０…第１チャージポンプ、２３２…第１サブドライバ、Ｃ１１…第１キャパシタ、Ｄ１１…第１整流素子、ＭＨ…ハイサイドトランジスタ、ＭＬ…ローサイドトランジスタ、３００…スイッチング回路、３０２…入力ライン、３２０…駆動段、３２２…ハイサイドドライバ、３２４…下側電源端子、３２６…上側電源端子、３２８…第２レベルシフタ、３３０…第２チャージポンプ、３３２…第２サブドライバ、３４０…ブートストラップ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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