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MOSFET驱动器–它们是什么，为什么我们需要它们？

这些天来有很多MOSFET驱动器。MOSFET驱动器本身通常包含MOSFET。需要MOSFET驱动器有几个原因：

驱动电流– MOSFET可能具有很高的栅极电容中国机械网okmao.com。例如，来自国际整流器公司的IRF530NS是一款90mW的器件，它可以承受100V的17A连续漏极电流，并具有920pF的输入电容。为了获得最低的导通电阻，您可能希望将栅极驱动到尽可能高的水平，例如15V，并且要最大程度地降低功耗，您想要在ON和OFF之间快速切换，反之亦然，否则晶体管将在饱和区域中花费相对较长的时间，而不是在线性或欧姆区域。线性/欧姆区域也可以称为三极管区域。来自双极晶体管背景的任何人都可能会发现这些术语令人困惑，因为双极晶体管的饱和区域与MOSFET的饱和区域并不相同。

此原理图的简单模拟：

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得到以下结果：

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因此，您可以看到要获得快速的开关时间，您需要一个1A的峰值栅极电流，才能从MOSFET获得17A。如果通过与栅极串联增加100W来将栅极电流限制为100mA，则会有明显的上升和下降时间以及开/关延迟。下图显示了没有串联栅极电阻（黄色走线）和具有100W（蓝色走线）的漏极电流的比较，从而将栅极电流限制为100mA。品红色信号是串联电阻之前的驱动信号。您可以看到栅极电流限制对上升和下降时间以及延迟的影响。如果您看一下MOSFET的功耗，您还将发现栅极电阻使它从28W增加到105W。所以，

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导通/关断延迟的原因之一是通道中的电荷存储，而不是栅极的电容。安森美半导体应用笔记AND9083-D.pdf详细解释了栅极电荷。

如果要使用CPLD或微控制器之类的逻辑来驱动MOSFET，则显然需要一些提高电流的方法，因为CPLD不会驱动1A甚至100mA的电流。此外，尽管现在有很多“逻辑电平” MOSFET可以从3.3V或2.5V逻辑电平驱动，但仍有许多情况需要使用更多的电压。因此，您还需要MOSFET驱动器来增加驱动电压和电流。在给定的仿真示例中，使用的栅极驱动器为15V。有关MOSFET驱动器的示例，请参见Microchip TC1426。这是一个双MOSFET驱动器，在与5V逻辑接口时，可驱动高达1.2A的电流和高达16V的电平移位。

高端驱动器 –驱动高电流，高电压负载的常用方法是使用两个NMOS晶体管，而不是使用NMOS吸收电流和PMOS来提供电流。较高的载流子迁移率意味着对于给定的尺寸和栅极电容，NMOS晶体管的电阻比PMOS低，因此是优选的。但是，要使用它们来提供电流，您需要将栅极驱动到高于电源电压的水平，并将其作为“源极跟随器”进行操作。MOSFET的漏极将连接到正电源，而负载将连接到源极。一个例子就是国际整流器公司的IRS2001。

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这些设备的关键技巧是“引导程序”。使用Vb和Vs之间的电容器（高端NMOS的源极）和IC的一些电路，它会产生比Vs高10V至20V的电压，并以此驱动HO –高端栅极引脚。除了提供从低电平逻辑信号的电平转换以驱动MOSFET栅极之外。在这种特殊的IC中，有两个驱动器，一个高端驱动器和一个低端驱动器，用于“推挽式”驱动器。而且，它具有单独的输入引脚，因此每个晶体管的时序都可以单独控制，因此在两个晶体管都不导通时，如果有必要，您可以引入一个死区。

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