Circuito de driver MOSFET de pacote grande

Em primeiro lugar, o tipo e estrutura MOSFET, MOSFET é um FET (outro é JFET), pode ser fabricado em tipo aprimorado ou de esgotamento, canal P ou canal N, um total de quatro tipos, mas a aplicação real apenas de N aprimorado MOSFETs de canal e MOSFETs de canal P aprimorados, geralmente chamados de NMOSFET, ou PMOSFET refere-se ao NMOSFET geralmente mencionado, ou PMOSFET refere-se a esses dois tipos. Para esses dois tipos de MOSFETs aprimorados, os NMOSFETs são mais comumente usados ​​devido à sua baixa resistência e facilidade de fabricação. Portanto, os NMOSFETs são geralmente usados ​​em aplicações de comutação de fontes de alimentação e acionamento de motores, e a introdução a seguir também se concentra nos NMOSFETs. existe capacitância parasita entre os três pinos doMOSFET, o que não é necessário, mas sim devido às limitações do processo de fabricação. A presença de capacitância parasita torna um pouco complicado projetar ou selecionar um circuito de driver. Existe um diodo parasita entre o dreno e a fonte. Isso é chamado de diodo corporal e é importante no acionamento de cargas indutivas, como motores. A propósito, o diodo corporal está presente apenas em MOSFETs individuais e geralmente não está presente dentro de um chip IC.

Agora oMOSFETconduzir aplicações de baixa tensão, quando o uso de fonte de alimentação de 5 V, desta vez se você usar a estrutura tradicional de totem, devido ao transistor ser cerca de 0,7 V queda de tensão, resultando no final real adicionado ao portão na tensão é apenas 4,3 V. Neste momento, escolhemos a tensão nominal da porta de 4,5 V do MOSFET pela existência de certos riscos. O mesmo problema ocorre no uso de 3V ou outras ocasiões de fonte de alimentação de baixa tensão. A tensão dupla é usada em alguns circuitos de controle onde a seção lógica usa uma tensão digital típica de 5V ou 3,3V e a seção de potência usa 12V ou até mais. As duas tensões são conectadas usando um aterramento comum. Isso exige o uso de um circuito que permita que o lado de baixa tensão controle efetivamente o MOSFET no lado de alta tensão, enquanto o MOSFET no lado de alta tensão enfrentará os mesmos problemas mencionados em 1 e 2.

Em todos os três casos, a estrutura do totem não pode atender aos requisitos de saída, e muitos CIs de driver MOSFET disponíveis no mercado não parecem incluir uma estrutura de limitação de tensão de porta. A tensão de entrada não é um valor fixo, varia com o tempo ou outros fatores. Esta variação faz com que a tensão de acionamento fornecida ao MOSFET pelo circuito PWM seja instável. Para tornar o MOSFET protegido contra altas tensões de porta, muitos MOSFETs possuem reguladores de tensão integrados para limitar à força a amplitude da tensão de porta. Neste caso, quando a tensão do inversor fornece mais do que o regulador de tensão, isso causará um grande consumo de energia estática ao mesmo tempo, se você simplesmente usar o princípio do divisor de tensão do resistor para reduzir a tensão da porta, haverá um valor relativamente alto tensão de entrada, oMOSFETfunciona bem, enquanto a tensão de entrada é reduzida quando a tensão da porta é insuficiente para causar uma condução menos que completa, aumentando assim o consumo de energia.

Circuito relativamente comum aqui apenas para o circuito driver NMOSFET fazer uma análise simples: Vl e Vh são a fonte de alimentação low-end e high-end, as duas tensões podem ser iguais, mas Vl não deve exceder o Vh. Q1 e Q2 formam um totem invertido, usado para realizar o isolamento e, ao mesmo tempo, para garantir que os dois tubos condutores Q3 e Q4 não sejam conduzidos ao mesmo tempo. R2 e R3 fornecem uma tensão PWM R2 e R3 fornecem a referência de tensão PWM, alterando esta referência, você pode deixar o circuito funcionar na forma de onda do sinal PWM em uma posição relativamente íngreme e reta. Q3 e Q4 são usados ​​para fornecer a corrente do inversor, devido ao tempo de ativação, Q3 e Q4 em relação ao Vh e GND são apenas um mínimo de queda de tensão Vce, essa queda de tensão geralmente é de apenas 0,3 V ou mais, muito menor de 0,7 V Vce R5 e R6 são os resistores de feedback, usados ​​para a porta R5 e R6 são resistores de feedback usados ​​para amostrar a tensão da porta, que é então passada através de Q5 para gerar um forte feedback negativo nas bases de Q1 e Q2, limitando assim a tensão da porta a um valor finito. Este valor pode ser ajustado por R5 e R6. Finalmente, R1 fornece a limitação da corrente de base para Q3 e Q4, e R4 fornece a limitação da corrente de porta para os MOSFETs, que é a limitação do Ice de Q3Q4. Um capacitor de aceleração pode ser conectado em paralelo acima de R4, se necessário.