MOSFET 驱动器与MOSFET 的匹配设计(AN799)

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1、AN799MOSFET驱动器与MOSFET的匹配设计2.由于MOSFET驱动器吸收静态电流而产生的功作者：JamieDunn耗。MicrochipTechnologyInc.公式2：简介当今多种MOSFET技术和硅片制程并存，而且技术进PQ=()IQH×DI+QL×()1D-×VDD步日新月异。要根据MOSFET的电压/电流或管芯尺寸，对如何将MOSFET驱动器与MOSFET进行匹配进其中：行一般说明，实际上显得颇为困难，甚至不可能。IQH=驱动器输入为高电平状态与任何设计决策一样，在为您设计中的MOSFET选择的静态电流合适的MOSFET驱动器时，需要考虑几个变量

2、。需要D=开关波形的占空比去考虑的参数至少需要包括输入至输出的传输时延、静态IQL=驱动器输入为低电平状态电流、抗闭锁和电流驱动能力。驱动器的功率消耗也影的静态电流响着封装的决定和驱动器的选择。本应用笔记将详细讨论与MOSFET栅极电荷和工作频3.MOSFET驱动器交越导通（穿通）电流产生的功率相关的MOSFET驱动器功耗。还将讨论如何根据耗。MOSFET所需的导通和截止时间将MOSFET驱动器的公式3：电流驱动能力与MOSFET栅极电荷相匹配。Microchip提供许多不同种类的MOSFET驱动器，它们P=CC×F×V采用不同的封装，因此可以使设计者为应用中的MO

3、S-SDDFET选择最合适的MOSFET驱动器。其中：CC=交越常数（A*sec）MOSFET驱动器的功耗对MOSFET的栅极进行充电和放电需要同样的能量，从上述公式推导得出，三部分功耗中只有一个与无论充放电过程快或慢（栅极电压的上升和下降）。因MOSFET栅极电容充电和放电有关。这部分功耗通常是此，MOSFET驱动器的电流驱动能力并不影响由MOS-最高的，特别在很低的开关频率时。FET栅极的容性负载产生的驱动器功耗。为了计算公式1的值，需要知道MOSFET栅极电容。MOSFET驱动器的功耗包含三部分：MOSFET栅极电容包含两个电容：栅源电容和栅漏电容1.由于MO

4、SFET栅极电容充电和放电产生的功耗。（密勒电容）。通常容易犯的错误是将MOSFET的输入公式1：电容（CISS）当作MOSFET总栅极电容。确定栅极电容的正确方法是看MOSFET数据手册中的总栅极电容2（QG）。这个信息通常显示在任何MOSFET的电气特P=C×V×FCGDD性表和典型特性曲线中。其中：CG=MOSFET栅极电容VDD=MOSFET驱动器电源电压（V）F=开关频率2006MicrochipTechnologyInc.DS00799B_CN第1页AN799表1显示了500V、14A、N沟道MOSFET的栅极电容MOSFET在不同栅极电压和漏极电压下

5、栅极电荷的典在数据手册中的典型示例。要留意数据手册表中给出的型特性曲线。应确保用来计算功耗的栅极电荷值也满足数值与它们的测试条件有关：栅极电压和漏极电压。这应用条件。些测试条件影响着栅极电荷的值。图1显示同一个表1：数据手册中栅极电荷的表示引脚参数最小值典型值最大值单位测试条件名QG总栅极电荷——150ID=14AQGS栅源电荷——20nCVDS=400VVGS=10VQGD栅漏电荷——80CISS输入电容—2600—VGS=0VCOSS输出电容—720—pFVDS=25Vf=1.0MHzCRSS反向传递电容—340—从图1的曲线中选取VGS=10V的典型值，我们得

6、到总通过使用图1的曲线并找到12V时对应的QG值可以得栅极电荷为98nC（VDS=400V）。利用Q=C*V关到CG的值。用QG除以12V就得到CG的值。已知QG系式，我们得到栅极电容为9.8nF，这大大高于表1中等于CG*VG，PC公式可重写为：列出的2.6nF的输入电容。这表明当计算栅极电容值P=Q×V×F时，总栅极电容值应从总栅极电荷值推导而来。CG需要特别留意的是，公式中的电压被取了平方。因此，2018VDS=400V减小栅极驱动电压可以显著减小驱动器的功耗。对于一16VDS=250V些MOSFET，栅极驱动电压超过8V至10V并不会进一14VDS=100V

7、步减小MOSFET电阻（RDS-ON）。以上述MOSFET为12例，10V栅极驱动电压时功耗为：108PC=QG×V×F6-93P=98×10×10×250×104C,Gate-to-SourceVoltage(V)2PC=245mWGS0V0102030405060708090100110120130140栅极电压减小了16%（从12V减小至10V），而得到QG,TotalGateCharge(nC)的由栅极驱动的功耗减小了28%。进一步可以看到由于栅极电压减小，也降低了交越传导损耗。图1：总栅极电荷—栅源电压（500V，公式3显示由于MOSFET驱动器交越导