Grutte pakket MOSFET Driver Circuit

Earst fan alles, it MOSFET-type en de struktuer,MOSFETis in FET (in oar is JFET), kin wurde produsearre yn ferbettere of útputting type, P-kanaal of N-kanaal yn totaal fjouwer soarten, mar de eigentlike tapassing fan allinnich ferbettere N-kanaal MOSFETs en ferbettere P-kanaal MOSFETs, dus meastentiids oantsjutten as de NMOS of PMOS ferwiist nei dizze twa soarten. Foar dizze twa soarten ferbettere MOSFET's is de meast brûkte NMOS, de reden is dat de op-ferset lyts is en maklik te meitsjen. Dêrom wurdt NMOS algemien brûkt by it wikseljen fan stroomfoarsjenning en applikaasjes foar motordrive.

Yn 'e folgjende ynlieding wurde de measte gefallen dominearre troch NMOS. parasitêre kapasitânsje bestiet tusken de trije pins fan 'e MOSFET, in funksje dy't net nedich is, mar ûntstiet troch beheiningen fan produksjeproses. De oanwêzigens fan parasitêre kapasitânsje makket it in bytsje lestich om in bestjoerderkring te ûntwerpen of te selektearjen. D'r is in parasitêre diode tusken de drain en de boarne. Dit wurdt de lichemsdiode neamd en is wichtich by it riden fan induktive loads lykas motors. Trouwens, de lichemsdiode is allinich oanwêzich yn yndividuele MOSFET's en is normaal net oanwêzich yn in IC-chip.

MOSFETswitching tube ferlies, oft it is NMOS of PMOS, neidat de conduction fan de op-resistance bestiet, sadat de hjoeddeiske sil ferbrûke enerzjy yn dizze ferset, dit diel fan de konsumearre enerzjy wurdt neamd conduction ferlies. Seleksje fan MOSFET's mei lege oan-ferset sil it ferlies oan-ferset ferminderje. Tsjintwurdich is de oan-wjerstân fan MOSFET's mei leech macht oer it generaal om tsientallen milliohmen, en in pear milliohm binne ek beskikber. MOSFET's moatte net yn in momint foltôge wurde as se oan en út binne. Der is in proses fan it ferminderjen fan de spanning by de twa úteinen fan 'e MOSFET, en d'r is in proses fan it fergrutsjen fan de stroom dy't der troch streamt. Yn dizze perioade is it ferlies fan MOSFET's it produkt fan' spanning en de stroom, dat hjit it skeakelferlies. Gewoanlik is it skeakelferlies folle grutter dan it konduksjeferlies, en hoe flugger de skeakelfrekwinsje, hoe grutter it ferlies. It produkt fan spanning en stroom op it momint fan conduction is hiel grut, resultearret yn grutte ferliezen. Ferkoarting fan de skeakeltiid ferleget it ferlies by elke conduction; it ferminderjen fan de switch frekwinsje ferleget it oantal skakelaars per ienheid tiid. Beide fan dizze oanpak ferminderje de skeakelferlies.

Yn ferliking mei bipolêre transistors wurdt algemien leaud dat gjin stroom is nedich om in te meitsjenMOSFETconduct, sa lang as de GS spanning is boppe in bepaalde wearde. Dit is maklik te dwaan, lykwols, wy moatte ek snelheid. As jo ​​​​sjogge yn 'e struktuer fan' e MOSFET, is d'r in parasitêre kapasiteit tusken GS, GD, en it riden fan 'e MOSFET is, yn feite, it opladen en ûntladen fan' e kapasitânsje. It opladen fan 'e kondensator fereasket in stroom, om't it direkt opladen fan' e kondensator kin wurde sjoen as in koartsluting, sadat de direkte stroom heger wêze sil. It earste ding om op te merken by it selektearjen / ûntwerpen fan in MOSFET-bestjoerder is de grutte fan 'e instantane koartslutingsstroom dy't kin wurde levere.

It twadde ding om op te merken is dat, yn 't algemien brûkt yn NMOS-stasjons mei hege ein, de poartespanning op tiid grutter moat wêze dan de boarnespanning. High-end drive MOSFET op 'e boarne spanning en drain voltage (VCC) itselde, dus dan de poarte spanning dan de VCC 4V of 10V. as yn itselde systeem, te krijen in gruttere spanning as de VCC, wy moatte spesjalisearje yn de ympuls circuit. In protte motorbestjoerders hawwe yntegreare ladingpompen, it is wichtich om te notearjen dat jo de passende eksterne kapasitânsje moatte kieze om genôch koartslutstroom te krijen om de MOSFET te riden. 4V of 10V is de meast brûkte MOSFET op spanning, it ûntwerp fansels moatte jo in bepaalde marzje hawwe. Hoe heger de spanning, de flugger de snelheid yn 'e steat en hoe leger de ferset yn' e steat. No binne der ek lytsere on-state spanning MOSFETs brûkt yn ferskate fjilden, mar yn de 12V automotive elektroanika systeem, oer it algemien 4V on-state is genôch. ferlet fan elektroanyske switching circuits, lykas switching macht oanbod en motor drive, mar ek ferljochting dimming. Conducting betsjut fungearret as in switch, dat is lykweardich oan in switch closure.NMOS skaaimerken, Vgs grutter as in bepaalde wearde sil fiere, geskikt foar gebrûk yn it gefal as de boarne is grûn (low-end drive), sa lang as de poarte spanning fan 4V of 10V.PMOS skaaimerken, Vgs minder as in bepaalde wearde sil fiere, geskikt foar gebrûk yn it gefal as de boarne is ferbûn mei de VCC (high-end drive). Hoewol, hoewol PMOS maklik kin wurde brûkt as in hege ein-bestjoerder, wurdt NMOS meastentiids brûkt yn hege-ein-bestjoerders fanwegen de grutte op-resistinsje, hege priis en in pear ferfangingstypen.

No de MOSFET drive low-voltage applikaasjes, doe't it brûken fan 5V Netzteil, dizze kear as jo brûke de tradisjonele totempeal struktuer, fanwege de transistor wêze oer 0.7V spanning drop, resultearret yn de eigentlike finale tafoege oan de poarte op 'e spanning is mar 4,3 V. Op dit stuit kieze wy de nominale poartespanning fan 4,5V fan 'e MOSFET op it bestean fan bepaalde risiko's. Itselde probleem komt foar by it brûken fan 3V of oare gelegenheden foar leechspanningsfoarsjenning. Dual voltage wurdt brûkt yn guon kontrôle circuits dêr't de logyske seksje brûkt in typyske 5V of 3.3V digitale spanning en de macht seksje brûkt 12V of noch heger. De twa spanningen wurde ferbûn mei in mienskiplike grûn. Dit stelt in eask foar it brûken fan in sirkwy wêrmei de lege spanning kant in effektyf bestjoere de MOSFET oan de hege spanning kant, wylst de MOSFET oan de hege spanning kant sil face deselde problemen neamd yn 1 en 2. Yn alle trije gefallen, de totem pole struktuer kin net foldwaan oan de útfier easken, en in protte off-the-shelf MOSFET driver ICs net lykje in befetsje in poarte voltage beheinende struktuer. De ynfierspanning is gjin fêste wearde, it ferskilt mei tiid of oare faktoaren. Dizze fariaasje feroarsaket dat de oandriuwspanning levere oan 'e MOSFET troch it PWM-sirkwy ynstabyl is. Om de MOSFET feilich te meitsjen tsjin hege poartespanningen, hawwe in protte MOSFET's ynboude spanningsregulators om de amplitude fan 'e poartespanning krêftich te beheinen.

Yn dit gefal, as de levere spanning de spanning fan 'e regulator grutter is, sil it in grut statysk enerzjyferbrûk feroarsaakje. hege ynfier spanning, de MOSFET wurket goed, wylst de ynfier spanning wurdt fermindere as de poarte spanning is net genôch te feroarsaakje net genôch folsleine conduction, dus tanimmende macht konsumpsje.

Relatyf mienskiplik circuit hjir allinnich foar de NMOS bestjoerder circuit foar in dwaan in ienfâldige analyze: Vl en Vh binne respektivelik de lege-ein en hege-ein macht oanbod, de twa voltages kin wêze itselde, mar Vl moat net boppe Vh. Q1 en Q2 foarmje in omkearde totempaal, brûkt om it isolemint te berikken, en tagelyk om te soargjen dat de twa bestjoerderbuizen Q3 en Q4 net tagelyk sille wêze. R2 en R3 jouwe de PWM-spanningsreferinsje, en troch dizze referinsje te feroarjen, kinne jo it circuit goed meitsje, en de poartespanning is net genôch om in yngeande conduction te feroarsaakjen, sadat it enerzjyferbrûk ferheget. R2 en R3 jouwe de PWM-spanningsreferinsje, troch dizze referinsje te feroarjen, kinne jo it circuit wurkje yn 'e PWM-sinjaalgolffoarm is relatyf steil en rjochte posysje. Q3 en Q4 wurde brûkt om de oandriuwstroom te leverjen, fanwegen de oan-tiid binne Q3 en Q4 relatyf oan de Vh en GND mar in minimum fan in Vce-spanningsdrip, dizze spanningsfal is normaal mar 0.3V of sa, folle leger dan 0.7V Vce R5 en R6 binne feedback wjerstannen foar de poarte spanning sampling, nei sampling fan de spanning, de spanning fan de poarte wurdt brûkt as feedback wjerstannen foar de poarte spanning, en de spanning fan it stekproef wurdt brûkt om de poarte spanning. R5 en R6 binne feedback wjerstannen brûkt om sample de poarte spanning, dy't dan wurdt trochjûn troch Q5 te meitsjen in sterke negative feedback op 'e bases fan Q1 en Q2, dus beheine de poarte spanning ta in einige wearde. Dizze wearde kin oanpast wurde troch R5 en R6. Uteinlik leveret R1 de beheining fan 'e basisstream nei Q3 en Q4, en R4 leveret de beheining fan' e poartestream oan 'e MOSFET's, dat is de beheining fan' e Ice fan Q3Q4. In fersnelling capacitor kin wurde ferbûn parallel boppe R4 as it nedich is.                                         

By it ûntwerpen fan draachbere apparaten en draadloze produkten, it ferbetterjen fan produktprestaasjes en it ferlingjen fan batterijtiid binne twa problemen dy't ûntwerpers moatte face.DC-DC-converters hawwe de foardielen fan hege effisjinsje, hege útfierstroom en lege rêststroom, dy't tige geskikt binne foar it oandriuwen fan portable apparaten.

DC-DC-converters hawwe de foardielen fan hege effisjinsje, hege útfierstroom en lege rêststroom, dy't heul geskikt binne foar it oandriuwen fan draachbere apparaten. Op it stuit binne de wichtichste trends yn 'e ûntwikkeling fan DC-DC converter design technology omfetsje: hege frekwinsje technology: mei de tanimming fan skeakelfrekwinsje wurdt de grutte fan' e switching converter ek fermindere, de machtstichtens is signifikant ferhege, en de dynamyske reaksje is ferbettere. Lyts

Power DC-DC converter switch frekwinsje sil opstean nei it megahertz nivo. Low output voltage technology: Mei de trochgeande ûntwikkeling fan semiconductor manufacturing technology, mikroprocessors en draachbere elektroanyske apparatuer bestjoeringssysteem spanning wurdt hieltyd leger, dy't fereasket takomstige DC-DC converter kin leverje lege útfier spanning oan te passen oan 'e mikroprosessor en draachbere elektroanyske apparatuer, dy't fereasket. fereasket takomstige DC-DC converter kin foarsjen lege útfier spanning oan te passen oan de microprocessor.

Genôch om lege útfierspanning te leverjen om oan te passen oan mikroprocessors en draachbere elektroanyske apparatuer. Dizze technologyske ûntjouwings stelle hegere easken foar it ûntwerp fan chipcircuits foar stroomfoarsjenning. As earste, mei de tanimmende skeakelfrekwinsje, wurdt de prestaasjes fan 'e skeakelkomponinten nei foaren brocht

Hege easken foar de prestaasjes fan it wikseljen elemint, en moatte hawwe de oerienkommende skeakeljen elemint drive circuit om te soargjen dat it wikseljen elemint yn 'e wikseljende frekwinsje oant de megahertz nivo fan normale operaasje. Twads, foar batterij-oandreaune draachbere elektroanyske apparaten, de wurking spanning fan it circuit is leech (bygelyks yn it gefal fan lithium batterijen).

Lithium batterijen, bygelyks, de wurking spanning fan 2.5 ~ 3.6V), dus de macht oanbod chip foar de legere spanning.

MOSFET hat in hiel lege op-resistance, lege enerzjyferbrûk, yn de hjoeddeiske populêre hege-effisjinsje DC-DC chip mear MOSFET as macht switch. Lykwols, troch de grutte parasitêre kapasiteit fan MOSFETs. Dit stelt hegere easken oan it ûntwerp fan switching tube driver circuits foar it ûntwerpen fan hege bestjoeringssysteem frekwinsje DC-DC converters. D'r binne ferskate CMOS-, BiCMOS-logyske circuits dy't bootstrap-booststruktuer brûke en bestjoerderskringen as grutte kapasitive loads yn ULSI-ûntwerp mei lege spanning. Dizze circuits binne by steat om te wurkjen goed ûnder de betingsten fan minder dan 1V spanning oanbod, en kin wurkje ûnder de betingsten fan load capacitance 1 ~ 2pF frekwinsje kin berikke tsientallen megabits of sels hûnderten megahertz. Yn dit papier wurdt it bootstrap-boost-sirkwy brûkt foar it ûntwerpen fan in grutte loadkapasitânsje-drive-mooglikheid, geskikt foar leechspanning, hege skeakelfrekwinsje-boost DC-DC-konverter-drive circuit. Low-end spanning en PWM om high-end MOSFET's te riden. lytse amplitude PWM sinjaal te riden hege poarte spanning easken fan MOSFETs.