วัตถุประสงค์ของ "ไดรเวอร์ MOSFET" ของ IC คืออะไร


22

มี "ไดรเวอร์ MOSFET" โดยเฉพาะมี IC (ICL7667, Max622 / 626, TD340, IXD * 404) บางคนก็ควบคุม IGBT อะไรคือวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติของสิ่งเหล่านี้ ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับการเพิ่มความเร็วในการเปลี่ยน (ความจุประตูในการขับขี่) หรือมีแรงจูงใจอื่น ๆ หรือไม่?

คำตอบ:


28

IC driver MOSFET IC (เช่น ICL7667 ที่คุณพูดถึง) แปลสัญญาณลอจิคัล TTL หรือ CMOS เป็นแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและกระแสที่สูงขึ้นโดยมีเป้าหมายอย่างรวดเร็วและสลับประตู MOSFET อย่างสมบูรณ์

โดยปกติแล้วขาออกของไมโครคอนโทรลเลอร์จะเพียงพอสำหรับการขับระดับสัญญาณตรรกะ MOSFET ขนาดเล็กเช่น 2N7000 อย่างไรก็ตามปัญหาสองประการเกิดขึ้นเมื่อขับ MOSFET ที่ใหญ่กว่า:

  1. ความจุของเกตที่สูงขึ้น - สัญญาณดิจิตอลนั้นหมายถึงการขับเคลื่อนโหลดขนาดเล็ก (ตามลำดับ 10-100pF) นี่คือน้อยกว่า MOSFET จำนวนมากซึ่งสามารถอยู่ในพัน pF
  2. แรงดันประตูที่สูงขึ้น - สัญญาณ 3.3V หรือ 5V มักไม่เพียงพอ โดยปกติจะต้องใช้ 8-12V เพื่อเปิด MOSFET อย่างเต็มที่

ในที่สุดไดรเวอร์ MOSFET จำนวนมากได้รับการออกแบบอย่างชัดเจนเพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมมอเตอร์ด้วย H-bridge


6
มีปัญหาที่สามคือ: การสลับ MOSFET สามารถทำให้กระแสย้อนกลับจากเกตกลับไปที่ cicruit ในการขับขี่ ไดรเวอร์ MOSFET ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับกระแสไฟด้านหลัง ([อ้างอิง] (www.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf) p12)
Wouter van Ooijen

10

ใช่มันเกี่ยวกับการเพิ่มความเร็วการสลับสูงสุดโดยการทิ้งกระแสไฟจำนวนมากเข้าไปที่ประตูเพื่อให้กระแสไฟ MOSFET ใช้เวลาอย่างน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในสถานะการเปลี่ยนภาพดังนั้นจึงสิ้นเปลืองพลังงานน้อยลงและไม่ร้อน

มันบอกว่ามากในเอกสารข้อมูลของชิ้นส่วนที่คุณระบุไว้ :)

ICL7667 เป็นไดรเวอร์ความเร็วสูงแบบเสาหินคู่ที่ออกแบบมาเพื่อแปลงสัญญาณระดับ TTL เป็นเอาต์พุตปัจจุบัน ... ความเร็วสูงและเอาต์พุตปัจจุบันช่วยให้สามารถขับเคลื่อนโหลด capacitive ขนาดใหญ่ที่มีอัตราการฆ่าสูงและความล่าช้าในการแพร่กระจายต่ำ ... สูงของ ICL7667 เอาท์พุทปัจจุบัน ลดการสูญเสียพลังงานใน MOSFET พลังงานโดยการชาร์จอย่างรวดเร็วและการปล่อยประจุความจุประตู


4

ใช่. และอีกสาเหตุหนึ่งก็คือการขับรถ "ด้านสูง" ของสะพาน สำหรับไอซีเหล่านี้มีตัวเก็บประจุภายนอกและออสซิลเลเตอร์ภายในที่มีตัวคูณแรงดันไดโอดดังนั้นเอาต์พุตของการขับเกตจะให้แรงดันไฟฟ้าไม่กี่โวลต์ที่สูงกว่าแรงดันบริดจ์และ / หรือแรงดันบัส


2
ใช่ - มีไดรเวอร์ระดับสูงพิเศษอยู่เพื่อให้สามารถใช้อุปกรณ์ N-channel ที่มีประสิทธิภาพดีกว่าได้ที่ด้านสูงของบริดจ์รวมถึงด้านต่ำ มิฉะนั้น - ไม่มีแรงดันเกทด้านบนรางจ่ายไฟบวก - ต้องใช้อุปกรณ์ P-channel ที่นั่น มีประเด็นที่ความเหนือกว่าของอุปกรณ์ N-channel แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของวงจรเพิ่มเติมของเทคนิคนี้
Chris Stratton

4

หากคุณต้องการคำนวณเกตปัจจุบันระหว่างการสลับคุณสามารถใช้สูตรนี้:

Ig = Q / t

โดยที่ Q คือค่าเกตใน Coulomb (nC จากแผ่นข้อมูล) และ t คือเวลาเปลี่ยน (เป็น ns ถ้าคุณใช้ nC)

หากคุณต้องการสลับใน 20 ns, FET ทั่วไปที่มีค่าประตูรวม 50 nC จะต้องมี 2.5A คุณสามารถค้นหาชิ้นส่วน nimbler ที่มีค่าประตูต่ำกว่า 10 nC ฉันชอบที่จะใช้ 2 BJT ในการกำหนดค่าโทเท็มสำหรับการขับ MOSFET แทนที่จะเป็นไอซีไดรเวอร์ราคาแพง


และคุณจะแปลแรงดันไฟฟ้าสำหรับโทเท็มได้อย่างไร?
jpc

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้ผลลัพธ์ที่ดีโดยใช้ระดับตรรกะ MOSFET และใช้งานโทเท็มบนราง 3V3 นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ BJT สำหรับการแปลแรงดันไฟฟ้าหากคุณตกลงกับสัญญาณที่กลับด้าน
morten
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.