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MOSFET幾種典型驅(qū)動電路（一）

MOSFET數(shù)字電路

數(shù)字科技的進(jìn)步，如微處理器運(yùn)算效能不斷提升，帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動力，這也使得MOSFET本身的操作速度越來越快，幾乎成為各種半導(dǎo)體主動元件中快的一種。MOSFET在數(shù)字信號處理上的成功來自CMOS邏輯電路的發(fā)明，這種結(jié)構(gòu)好處是理論上不會有靜態(tài)的功率損耗，只有在邏輯門（logic gate）的切換動作時才有電流通過。CMOS邏輯門基本的成員是CMOS反相器（inverter），而所有CMOS邏輯門的基本操作都如同反相器一樣，在邏輯轉(zhuǎn)換的瞬間同一時間內(nèi)必定只有一種晶體管（NMOS或是PMOS）處在導(dǎo)通的狀態(tài)下，另一種必定是截止?fàn)顟B(tài)，這使得從電源端到接地端不會有直接導(dǎo)通的路徑，大量節(jié)省了電流或功率的消耗，也降低了集成電路的發(fā)熱量。

MOSFET在數(shù)字電路上應(yīng)用的另外一大優(yōu)勢是對直流（DC）信號而言，MOSFET的柵極端阻抗為無限大（等效于開路），也就是理論上不會有電流從MOSFET的柵極端流向電路里的接地點(diǎn)，而是完全由電壓控制柵極的形式。這讓MOSFET和他們的競爭對手BJT相較之下更為省電，而且也更易于驅(qū)動。在CMOS邏輯電路里，除了負(fù)責(zé)驅(qū)動芯片外負(fù)載（off-chip load）的驅(qū)動器（driver）外，每一級的邏輯門都只要面對同樣是MOSFET的柵極，如此一來較不需考慮邏輯門本身的驅(qū)動力。相較之下，BJT的邏輯電路（例如常見的TTL）就沒有這些優(yōu)勢。MOSFET的柵極輸入電阻無限大對于電路設(shè)計工程師而言亦有其他優(yōu)點(diǎn)，例如較不需考慮邏輯門輸出端的負(fù)載效應(yīng)（loading effect）。

igbt驅(qū)動電路的簡介

IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

圖1所示為一個N 溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)， N+ 區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極。N+ 區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P 型區(qū)（包括P+ 和P 一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（ Subchannel region ）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+ 區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（ Drain injector ），它是IGBT 特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP 雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極。

IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP 晶體管提供基極電流，使IGBT 導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT 關(guān)斷。IGBT 的驅(qū)動方法和MOSFET 基本相同，只需控制輸入極N一溝道MOSFET ，所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET 的溝道形成后，從P+ 基極注入到N 一層的空穴（少子），對N 一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N 一層的電阻，使IGBT 在高電壓時，也具有低的通態(tài)電壓。

直流電機(jī)驅(qū)動芯片的選擇？

通用芯片一般用于LED顯示屏的低端產(chǎn)品，如戶內(nèi)的單、雙色屏等。的通用芯片是74HC595，具有8位鎖存、串一并移位寄存器和三態(tài)輸出功能。每路可輸出35 mA的非恒流的電流。

輸出電流:目前主流的恒流源LED驅(qū)動芯片輸出電流多為每通道90 mA左右。每通道同時輸出恒定電流的值對顯示屏更有意義，因?yàn)樵诎灼胶鉅顟B(tài)下，要求每通道都同時輸出恒流電流。

恒流輸出通道數(shù):恒流源輸出通道有8位和16位兩種規(guī)格，現(xiàn)在16位占主流，其主要優(yōu)勢在于減少了芯片尺寸，便于LED驅(qū)動板(PCB)布線，特別是對于點(diǎn)間距較小的LED驅(qū)動板更有利。的電流輸出:一種是同一個芯片通道間電流誤差值;另一種是不同芯片間輸出電流誤差值。

精度的電流輸出是個很關(guān)鍵的參數(shù)，對LED顯示屏的顯示均勻性影響很大。誤差越大，顯示均勻性越差，很難使屏體達(dá)到白平衡。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差( bit to bit )一般在±3%以內(nèi)，(chip to chip)片間電流誤差在±6%以內(nèi)。數(shù)據(jù)移位時鐘:其決定了顯示數(shù)據(jù)的傳輸速度，是影響顯示屏的更新速率的關(guān)鍵指標(biāo)。作為大尺寸顯示器件，顯示刷新率應(yīng)該在85Hz以上，才能保證穩(wěn)定的畫面(無掃描閃爍感)。較高的數(shù)據(jù)移位時鐘是e5a48de588b6e799bee5baa6e79fa5e9819331333365643636顯示屏獲取高刷新率畫面的基礎(chǔ)。目前主流恒流源驅(qū)動芯片移位時鐘頻率一般都在15-25 MHz以上。