針對應用選擇正確的MOSFET驅動器

目前，現(xiàn)有的MOSFET技術和硅工藝種類繁多，這使得選擇合適的MOSFET驅動器成了一個富有挑戰(zhàn)性的過程。

從功能上講，MOSFET驅動器將邏輯信號轉變成較高的電壓和電流，以很短的響應時間驅動MOSFET柵極的開和關。例如，使用MOSFET驅動器可以將一個5V、低電流的單片機輸出信號轉變成一個18V、幾安培的驅動信號來作為功率MOSFET的輸入。針對應用選擇正確的MOSFET驅動器，需要對與MOSFET柵極電荷和工作頻率相關的功耗有透徹的理解。例如，不管柵極電壓的轉變快或慢，MOSFET柵極充電或放電時所需的能量是相同的。

MOSFET驅動器的功耗性能由以下三個關鍵因素決定：

1 MOSFET柵極電容的充電和放電引起的功耗；

2 MOSFET驅動器靜態(tài)電流引起的功耗；

3 MOSFET驅動器內的交越導通（直通）電流引起的功耗。

其中，由MOSFET柵極電容的充電和放電引起的功耗是最重要的，特別是當開關頻率較低時。功耗由式(1)計算得出。

Pc=Cg×Vdd2×F (1)

其中，Cg是MOSFET的柵極電容；Vdd是MOSFET驅動器的工作電壓（V）；F是開關頻率。

峰值驅動電流的重要性
除了功耗，設計人員必須理解MOSFET驅動器要求的峰值驅動電流和相關的開關時間。在某一應用中，MOSFET驅動器和MOSFET的匹配由該應用要求的功率MOSFET的開關速度決定。在任何應用中，最理想的上升或下降時間基于多方面的要求，如電磁干擾（EMI）、開關損耗、引線/電路感應系數(shù)和開關頻率。柵極電容、轉變時間和MOSFET驅動器的額定電流之間的關系由式(2)表示：

dT=[dV×C]/I (2)

其中，dT是開／關時間；dV是柵極電壓；C是柵極電容；I是MOSFET峰值驅動電流。

MOSFET柵極總電容完全可以由柵極總電荷（QG）決定。柵極電荷QG由式(3)得出：

QG=C×V (3)

最后得出I=QG/dT。在這種方法中，假定電流是恒定的。有一個不錯的經驗是：電流的平均值等于MOSFET驅動器額定峰值電流的二分之一。

MOSFET驅動器的功率由驅動器的輸出峰值電流驅動能力決定。額定峰值電流通常是相對最大偏壓而言的。這就是說，如果使用的MOSFET驅動器的偏壓較低，那么它的峰值電流驅動能力也將被削弱。

例如，所需的MOSFET峰值驅動電流可通過以下供應商數(shù)據(jù)手冊中的設計參數(shù)計算得出。MOSFET柵極電荷為20nC（Q），MOSFET柵極電壓為12V（dV），開/關時間為40ns（dT），可得I=0.5A。

設計人員還可采用另外一種方法來選擇合適的MOSFET驅動器，即時間恒定法。在這種方法中，用到了MOSFET驅動器電阻、任何一個外部柵極電阻和集中電容。

Tcharge=((Rdriver+Rgate)×Ctotal)×TC (4)