MOSFET幾種典型驅(qū)動電路（一）

MOSFET數(shù)字電路

數(shù)字科技的進(jìn)步，如微處理器運算效能不斷提升，帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動力，這也使得MOSFET本身的操作速度越來越快，幾乎成為各種半導(dǎo)體主動元件中快的一種。MOSFET在數(shù)字信號處理上的成功來自CMOS邏輯電路的發(fā)明，這種結(jié)構(gòu)好處是理論上不會有靜態(tài)的功率損耗，只有在邏輯門（logic gate）的切換動作時才有電流通過。CMOS邏輯門基本的成員是CMOS反相器（inverter），而所有CMOS邏輯門的基本操作都如同反相器一樣，在邏輯轉(zhuǎn)換的瞬間同一時間內(nèi)必定只有一種晶體管（NMOS或是PMOS）處在導(dǎo)通的狀態(tài)下，另一種必定是截止?fàn)顟B(tài)，這使得從電源端到接地端不會有直接導(dǎo)通的路徑，大量節(jié)省了電流或功率的消耗，也降低了集成電路的發(fā)熱量。另外，MOSFET在線性區(qū)的壓控電阻特性亦可在集成電路里用來取代。

MOSFET在數(shù)字電路上應(yīng)用的另外一大優(yōu)勢是對直流（DC）信號而言，MOSFET的柵極端阻抗為無限大（等效于開路），也就是理論上不會有電流從MOSFET的柵極端流向電路里的接地點，而是完全由電壓控制柵極的形式。這讓MOSFET和他們的競爭對手BJT相較之下更為省電，而且也更易于驅(qū)動。在CMOS邏輯電路里，除了負(fù)責(zé)驅(qū)動芯片外負(fù)載（off-chip load）的驅(qū)動器（driver）外，每一級的邏輯門都只要面對同樣是MOSFET的柵極，如此一來較不需考慮邏輯門本身的驅(qū)動力。相較之下，BJT的邏輯電路（例如常見的TTL）就沒有這些優(yōu)勢。綜上所述,可以認(rèn)為:軟啟動、恒流、階躍電壓、電路簡單是它的特點。MOSFET的柵極輸入電阻無限大對于電路設(shè)計工程師而言亦有其他優(yōu)點，例如較不需考慮邏輯門輸出端的負(fù)載效應(yīng)（loading effect）。

驅(qū)動電路時應(yīng)考慮哪些因素

近幾年來MOSFET和IGBT在變頻調(diào)速裝置、開關(guān)電源、不間斷電源等各種、低損耗和低噪音的場合得到了廣泛的應(yīng)用。這些功率器件的運行狀態(tài)直接決定了設(shè)備的優(yōu)劣，而性能良好的驅(qū)動電路又是開關(guān)器件安全可靠運行的重要保障。(4)IGBT驅(qū)動電路中的電阻RG對工作性能有較大的影響,RG較大,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,但會增加IGBT的開關(guān)時間和開關(guān)損耗。在設(shè)計MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路時，應(yīng)考慮一下幾個因素：

（1）要有一定的驅(qū)動功率。也就是說，驅(qū)動電路能提供足夠的電流，在所要求的開通時間和關(guān)斷時間內(nèi)對MOSFET和IGBT的輸入電容Ciss充電和放電。輸入電容Ciss包括柵——源之間的電容CGS和柵——漏之間的電容CGD。 MOSFET和 IGBT的開通和關(guān)斷實質(zhì)上是對其輸入電容的充放電過程e799bee5baa6e59b9ee7ad9431333337383832，柵極電壓VGS的上升時間tr和下降時間tf決定輸入回路的時間常數(shù)，即：tr（或tf）=2.2RCiss ，式中R是輸入回路電阻，其中包括驅(qū)動電源的內(nèi)阻Ri。瑞泰威主營業(yè)務(wù)為:驅(qū)動IC、存儲IC、觸摸IC等電子元器件產(chǎn)品，產(chǎn)品型號齊全，能夠滿足您不同性能需求的電子元器件產(chǎn)品。從上式中可以知道驅(qū)動電源的內(nèi)阻越小，驅(qū)動速度越快。

（2）驅(qū)動電路延遲時間要小。開關(guān)頻率越高，延遲時間要越小。

（3）大功率IGBT在關(guān)斷時，有時須加反向電壓，以防止受到干擾時誤開通。

（4）驅(qū)動信號有時要求電氣隔離。

以PWM DC-DC全橋變換器為例，其同一橋臂的兩只開關(guān)管的驅(qū)動信號S上和S下相差1800，是剛好相反的，即一只開關(guān)管開通，另一只開關(guān)管要關(guān)斷，或者同時關(guān)斷。其中，兩只上臂的開關(guān)管之間和下臂的開關(guān)管必須隔離。對于中小功率的驅(qū)動電路，用脈沖變壓器的方法實現(xiàn)隔離為簡單，而在大功率的應(yīng)用場合，則要使用集成驅(qū)動器驅(qū)動。實際的MOSFET有別于理想的MOSFET，柵極和源度極，源極和漏極都是存在電容的，要用合適的驅(qū)動電路才能使MOS管工作在低導(dǎo)通損耗的開關(guān)狀態(tài)。

直流電機驅(qū)動芯片的選擇？

通用芯片一般用于LED顯示屏的低端產(chǎn)品，如戶內(nèi)的單、雙色屏等。的通用芯片是74HC595，具有8位鎖存、串一并移位寄存器和三態(tài)輸出功能。每路可輸出35 mA的非恒流的電流。

輸出電流:目前主流的恒流源LED驅(qū)動芯片輸出電流多為每通道90 mA左右。每通道同時輸出恒定電流的值對顯示屏更有意義，因為在白平衡狀態(tài)下，要求每通道都同時輸出恒流電流。

恒流輸出通道數(shù):恒流源輸出通道有8位和16位兩種規(guī)格，現(xiàn)在16位占主流，其主要優(yōu)勢在于減少了芯片尺寸，便于LED驅(qū)動板(PCB)布線，特別是對于點間距較小的LED驅(qū)動板更有利。的電流輸出:一種是同一個芯片通道間電流誤差值;另一種是不同芯片間輸出電流誤差值。3、時間基準(zhǔn)和看門狗定時器時基發(fā)生器是由8級遞增計數(shù)器構(gòu)成，用7a686964616f31333431356633來設(shè)計生產(chǎn)一個的時間基準(zhǔn)。

精度的電流輸出是個很關(guān)鍵的參數(shù)，對LED顯示屏的顯示均勻性影響很大。誤差越大，顯示均勻性越差，很難使屏體達(dá)到白平衡。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差( bit to bit )一般在±3%以內(nèi)，(chip to chip)片間電流誤差在±6%以內(nèi)。數(shù)據(jù)移位時鐘:其決定了顯示數(shù)據(jù)的傳輸速度，是影響顯示屏的更新速率的關(guān)鍵指標(biāo)。（3）大功率IGBT在關(guān)斷時，有時須加反向電壓，以防止受到干擾時誤開通。作為大尺寸顯示器件，顯示刷新率應(yīng)該在85Hz以上，才能保證穩(wěn)定的畫面(無掃描閃爍感)。較高的數(shù)據(jù)移位時鐘是e5a48de588b6e799bee5baa6e79fa5e9819331333365643636顯示屏獲取高刷新率畫面的基礎(chǔ)。目前主流恒流源驅(qū)動芯片移位時鐘頻率一般都在15-25 MHz以上。