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MOSFET幾種典型驅(qū)動電路（二）

模擬電路

有一段時間，MOSFET并非模擬電路設(shè)計工程師的，因為模擬電路設(shè)計重視的性能參數(shù)，如晶體管的轉(zhuǎn)導(dǎo)（transconductance）或是電流的驅(qū)動力上，MOSFET不如BJT來得適合模擬電路的需求。但是隨著MOSFET技術(shù)的不斷演進，今日的CMOS技術(shù)也已經(jīng)可以符合很多模擬電路的規(guī)格需求。再加上MOSFET因為結(jié)構(gòu)的關(guān)系，沒有BJT的一些致命缺點，如熱破壞（thermal runaway）。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。

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進步，對于整合更多功能至單一芯片的需求也跟著大幅提升，此時用MOSFET設(shè)計模擬電路的另外一個優(yōu)點也隨之浮現(xiàn)。為了減少在印刷電路板（Printed Circuit Board,PCB）上使用的集成電路數(shù)量、減少封裝成本與縮小系統(tǒng)的體積，很多原本獨立的類比芯片與數(shù)位芯片被整合至同一個芯片內(nèi)。MOSFET原本在數(shù)位集成電路上就有很大的競爭優(yōu)勢，在類比集成電路上也大量采用MOSFET之后，把這兩種不同功能的電路整合起來的困難度也顯著的下降。另外像是某些混合信號電路（Mixed-signal circuits），如類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter,ADC），也得以利用MOSFET技術(shù)設(shè)計出效能更好的產(chǎn)品。

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。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。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。

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