MOSFET栅极,驱动电路,PNP

MOSFET栅(zha)极(ji)(ji)由金属细(xi)丝组成的筛网状(zhuang)或螺旋(xuan)状(zhuang)电(dian)极(ji)(ji)。多(duo)极(ji)(ji)电(dian)子管中排列(lie)在阳极(ji)(ji)和阴(yin)极(ji)(ji)之间的一个(ge)或多(duo)个(ge)具有细(xi)丝网或螺旋(xuan)线形状(zhuang)的电(dian)极(ji)(ji)，起控制阴(yin)极(ji)(ji)表(biao)面电(dian)场强度从(cong)而改变阴(yin)极(ji)(ji)发射(she)电(dian)子或捕获二次放射(she)电(dian)子的作用。

场效应管(guan)(guan)根(gen)据三(san)极(ji)(ji)管(guan)(guan)的(de)(de)原理(li)开发(fa)出(chu)的(de)(de)新一代(dai)放(fang)大元件(jian)，有3个极(ji)(ji)性，栅极(ji)(ji)，漏极(ji)(ji)，源极(ji)(ji)，它的(de)(de)特点是栅极(ji)(ji)的(de)(de)内阻(zu)极(ji)(ji)高，采用二氧化硅材料的(de)(de)可以达(da)到几百兆(zhao)欧，属于电(dian)(dian)压控制型(xing)器件(jian)。场效应晶(jing)(jing)体(ti)管(guan)(guan)（FieldEffectTransistor缩写(xie)(FET)）简称(cheng)场效应管(guan)(guan)。由多数载流(liu)子参与导电(dian)(dian)，也称(cheng)为单极(ji)(ji)型(xing)晶(jing)(jing)体(ti)管(guan)(guan)。它属于电(dian)(dian)压控制型(xing)半导体(ti)器件(jian)。

MOSFET栅极电路(lu)常见的作用有以下几(ji)点。

1:去除(chu)电路(lu)耦合进去的噪音，提高系统的可靠性。

2：加速MOSFET的导通(tong)，降低导通(tong)损耗。

3：加(jia)速(su)MOSFET的关断，降低关断损耗。

4：降(jiang)低(di)MOSFET DI/DT，保护MOSFET同(tong)时抑制EMI干扰。

5：保护栅(zha)(zha)极(ji)，防止异(yi)常高压条件下栅(zha)(zha)极(ji)击穿。

6：增(zeng)加驱(qu)动能力，在较小的(de)信(xin)号(hao)下，可以(yi)驱(qu)动MOSFET。

（一）直接驱动

首先说(shuo)一下电源IC直(zhi)(zhi)接(jie)驱(qu)动，下图是(shi)我们(men)最常用的(de)直(zhi)(zhi)接(jie)驱(qu)动方(fang)式，在这类方(fang)式中，我们(men)由于(yu)驱(qu)动电路未做过多(duo)处(chu)理，因此我们(men)进行PCB LAYOUT时要尽(jin)量进行优(you)化。如缩短IC至MOSFET的(de)栅极(ji)(ji)走线长度(du)，增加(jia)走线宽度(du)，尽(jin)量将Rg放(fang)置在离MOSFET栅极(ji)(ji)较进的(de)位置，从(cong)而达到减(jian)少(shao)寄生电感，消除噪音的(de)目的(de).

（二）IC内部驱动能力不足时

当然(ran)，对于IC内部驱动(dong)能力不足的(de)问题(ti)我们也可以采用(yong)下(xia)面(mian)的(de)方法来(lai)解决。

这种增加驱动能力(li)的(de)(de)方式不(bu)仅增加了(le)(le)导通时间(jian)(jian)，还可(ke)以(yi)加速(su)关断时间(jian)(jian)，同时对控制毛刺及功(gong)率(lv)损耗由(you)一(yi)定的(de)(de)效果。当(dang)然这个我们在(zai)LAYOUT时要(yao)尽量将(jiang)这两个管(guan)子(zi)放的(de)(de)离MOSFET栅极(ji)较近的(de)(de)位置(zhi)。这样做的(de)(de)好处(chu)还有减少了(le)(le)寄生电感，提高了(le)(le)电路的(de)(de)抗干扰性(xing)。

（三）增加MOSFET的关断速度

如果我们(men)单单要增(zeng)加MOSFET的关断速度，那(nei)么我们(men)可以采(cai)用下面(mian)的方式来(lai)进行。

关断电(dian)(dian)流比较大时，能使MOSFET输(shu)入电(dian)(dian)容放电(dian)(dian)速度更(geng)快，从而降低关断损耗。大的(de)放电(dian)(dian)电(dian)(dian)流可(ke)以通过选(xuan)择低输(shu)出阻抗的(de)MOSFET或N沟道的(de)负的(de)截止的(de)电(dian)(dian)压器件来实现，最常用的(de)就(jiu)是加(jia)加(jia)速二极(ji)管。

MOSFET栅极(ji)(ji)关断时，电(dian)(dian)(dian)流(liu)在(zai)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)上产生的(de)(de)压降大于二极(ji)(ji)管导通压降时，这时二极(ji)(ji)管会导通，从而将(jiang)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)进(jin)行旁路(lu)，导通后，随着(zhe)电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)减(jian)小，二极(ji)(ji)管在(zai)电(dian)(dian)(dian)路(lu)中的(de)(de)作用越来越小，该电(dian)(dian)(dian)路(lu)作用会显著的(de)(de)减(jian)小MOSFET关断的(de)(de)延迟时间。

（四）PNP加速关断驱动电路

PNP加(jia)速关断电路是目前(qian)应(ying)用最多的(de)电路，在(zai)加(jia)速三级管的(de)作用下可以(yi)实现瞬间的(de)栅(zha)源短路，从而达(da)到最短的(de)放电时间，之所(suo)以(yi)加(jia)二极(ji)管一方(fang)面(mian)是保(bao)护三级管基极(ji)，另一方(fang)面(mian)是为(wei)导通(tong)电流提供回路及偏置，该电路的(de)优点(dian)(dian)为(wei)可以(yi)近似达(da)到推拉的(de)效(xiao)果加(jia)速效(xiao)果明显，缺点(dian)(dian)为(wei)栅(zha)极(ji)由(you)于经过两个(ge)PN节，不(bu)能是栅(zha)极(ji)真正的(de)达(da)到0伏。

（五）当源极输出为高电压时的驱动

当(dang)源极(ji)输出(chu)为高(gao)电(dian)压(ya)的情况时(shi)，我(wo)们(men)需要采用偏置电(dian)路达(da)到电(dian)路工作的目的，既我(wo)们(men)以源极(ji)为参考点，搭建偏置电(dian)路，驱动(dong)电(dian)压(ya)在两(liang)个(ge)电(dian)压(ya)之间(jian)波动(dong)，驱动(dong)电(dian)压(ya)偏差由低电(dian)压(ya)提供，如下图所示。

（六）满足隔离要求的驱动

为了满足安全隔离(li)的要求或者提供高端(duan)浮(fu)动栅极(ji)驱(qu)动经常会采用变压器驱(qu)动。这种驱(qu)动将(jiang)驱(qu)动控(kong)制和MOSFET进行了隔离(li)，可以应(ying)用到低压及高压电(dian)路中去，如下图所(suo)示

变压器(qi)驱动说白(bai)了就(jiu)是隔(ge)离驱动，当然(ran)现在(zai)也有专门的(de)驱动IC可以解(jie)决(jue)，但变压器(qi)驱动有自己的(de)特点(dian)使得很(hen)多(duo)人一直在(zai)坚(jian)持用。

图(tu)中(zhong)耦合电容的作用是为(wei)磁化的磁芯提供复(fu)位(wei)电压，如果没有这个电容，会出现磁饱和。

与电(dian)容串联的电(dian)阻的作用是(shi)为了(le)防止占空(kong)比突然变化(hua)形(xing)成LC的震荡，因此加这(zhei)个电(dian)阻进行(xing)缓解。

（七）自举逆变图

下面是一个(ge)实际(ji)的自举逆变图，供参考。

MOSFET管栅极检测方法

1．准备工作(zuo)测量之前(qian)，先把人体对地(di)短路后，才能(neng)摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导(dao)线与(yu)大地(di)连通，使(shi)人体与(yu)大地(di)保持等电位。再把管脚分开，然后拆掉导(dao)线。

2．判(pan)定电极(ji)(ji)(ji)将万用表(biao)拨于R×100档，首先确定栅(zha)极(ji)(ji)(ji)。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大(da)，证明此(ci)脚就是栅(zha)极(ji)(ji)(ji)G。交(jiao)换表(biao)笔(bi)重测(ce)量，S-D之间的电阻值应为几百欧至(zhi)几千欧，其中阻值较小的那一次(ci)，黑表(biao)笔(bi)接的为D极(ji)(ji)(ji)，红表(biao)笔(bi)接的是S极(ji)(ji)(ji)。日本生产(chan)的3SK系列产(chan)品，S极(ji)(ji)(ji)与管壳(qiao)接通，据此(ci)很(hen)容易确定S极(ji)(ji)(ji)。

电(dian)子管栅极(ji)的检测：

1．以额定(ding)电压点亮(liang)灯丝并预热数十秒。

2．万用表(biao)置于Rx100档，以黑表(biao)笔接触栅(zha)极(ji)，红表(biao)笔接触阴极(ji)。如果出现一个(ge)稳定(ding)的(de)示(shi)数(shu)(shu)，则证明电子管(guan)(guan)基本(ben)是正(zheng)常的(de)。相(xiang)同(tong)条件(jian)下(xia)同(tong)新管(guan)(guan)测得的(de)数(shu)(shu)值进行比(bi)较可以大致(zhi)得出管(guan)(guan)子的(de)老化程度。

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