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MOSFET驱动电路类型的研究与测试
发布时间:2013-05-22   点击次数:1703次

MOSFET驱动电路类型的研究与测试

引 言

MOSFET是一种多子导电的单极性电压控制器件,具有开关速度快、输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性好、安全工作区宽、无二次击穿等优点,在诸多领域中获得了越来越广泛的应用。为了适应不同场合下的使用要求,各种类型的MOSFET驱动电路也相继出现。不同驱动电路的驱动能力不同,输入驱动波形受到的影响也有所不同,所以对不同类型的MOSFET驱动电路进行研究和测试就显得非常重要。

MOSFET对驱动电路的设计要求

由于MOSFET的开关特性与驱动电路的性能密切相关,设计优良的驱动电路能够有效地改善MOSFET的开关特性,从而减少开关损耗,提高整机效率及功率器件工作的稳定性。因此MOSFET驱动电路应满足以下要求:
① 导通时驱动电路应该能够提供足够大的驱动电流为输入电容充电,使MOSFET栅源极电压迅速上升到所需值,保证开关管能迅速导通且不存在上升沿的高频振荡。
② 为使MOSFET可靠导通,栅极电压(驱动电压)应高于开启电压UT(3~5V),为减小导通电阻及导通损耗,应在不超过栅极击穿电压的前提下尽量加大栅极驱动电压。
③ 为加速关断,在关断时建立负的栅源电压,并给输入电容提供低阻抗的放电通道以加速电容放电,保证开关管能够快速关断。
④ 关断期间驱动电路zui好能提供一定的负电压以避免受到干扰产生误导通。
⑤ 要求驱动电路结构简单可靠,损耗小,zui好有隔离。

MOSFET驱动电路的常见类型及特点

常见的MOSFET驱动电路可以分为直接驱动型和隔离驱动型两种。直接驱动包括推挽输出驱动、 TTL驱动和CMOS驱动等; 隔离型驱动包括光耦隔离和磁耦合隔离两种形式。

1 推挽式直接驱动电路

推挽式驱动是zui常用的直接驱动方式之一,适用于不要求隔离的小功率开关设备。它采用一对NPN和PNP晶体管搭建而成,可以实现导通时输出较大的驱动电流,关断时为栅极电荷提供低阻的放电回路,同时晶体管工作于射极跟随,不会出现饱和。

功率MOSFET属于电压型控制器件,只要栅极和源极之间施加的电压超过其阈值电压就会导通。由于MOSFET存在结电容,关断时其漏源两端电压的突然上升将会通过结电容在栅源两端产生干扰电压。常用的推挽式直接驱动电路的关断回路阻抗小,关断速度较快。但它不能提供负压,故其抗干扰性较差。其电路和实验波形图如图1所示。

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