高性能MOSFET栅极驱动电路详解与应用策略

本篇文档详细介绍了MOSFET晶体管的开通过程，特别是针对2017年5月26日的rk平台中的EMMC 5.1修改版。MOSFET的开通分为四个阶段：首先，当输入电容从0V充电到阈值电压VTH时，大部分电流用于CGS电容器充电，少量流过CGD电容器，这段时间被称为开通延时。在此期间，虽然漏极电流和电压保持不变，但栅极电压逐渐上升。 第二阶段是线性工作区，栅极电压从VTH增加到Miller平坦电平VGS,Miller，此时电流与栅极电压成正比，漏极电流和电压分别上升，而二极管完全截止以保护PN结免受反向电压。 进入第三阶段，栅极已充电至足以承载负载电流且整流器二极管关闭，此时漏极电压可以下降，形成米勒平坦区域。在这个阶段，栅极电流全部转移到CGD电容器，以便实现漏源电压的快速变化，外部电路（直流电流源）限制了漏极电流使其保持恒定。 最后一阶段是增强MOSFET的导通，通过施加更高的栅极驱动电压VDRV，使得CGS和CGD电容器进一步充电，从而降低导通电阻，导致漏源电压轻微下降。整个过程中，栅极驱动电路的设计至关重要，尤其是在高速开关应用中，如MOSFET和IGBT栅极驱动器，它们影响着开关的速度、效率和可靠性。 文章深入探讨了多种驱动电路的设计，如接地参考栅极驱动、同步整流器驱动、高侧非隔离和隔离栅极驱动，以及交流耦合和变压器耦合解决方案。每个部分都包含了针对不同工作条件和问题的解决方案，如寄生器件影响、瞬态响应和极端工作环境的处理。此外，还提供了MOSFET开通阶段、关断时间间隔等技术细节，以及驱动电路的实例设计，包括集成双极晶体管、Totem-Pole驱动器和速度增强电路。 本资源对于电子产品的工程师来说是一份宝贵的参考资料，无论经验水平如何，都能从中找到解决实际设计挑战的实用信息。通过阅读这份应用报告，读者可以深入理解MOSFET栅极驱动器的基本原理，优化其在开关电路中的性能。