针对应用选择正确的MOSFET驱动器

目前，现有的MOSFET技术和硅工艺种类繁多，这使得选择合适的MOSFET驱动器成了一个富有挑战性的过程。

从功能上讲，MOSFET驱动器将逻辑信号转变成较高的电压和电流，以很短的响应时间驱动MOSFET栅极的开和关。例如，使用MOSFET驱动器可以将一个5V、低电流的单片机输出信号转变成一个18V、几安培的驱动信号来作为功率MOSFET的输入。针对应用选择正确的MOSFET驱动器，需要对与MOSFET栅极电荷和工作频率相关的功耗有透彻的理解。例如，不管栅极电压的转变快或慢，MOSFET栅极充电或放电时所需的能量是相同的。

MOSFET驱动器的功耗性能由以下三个关键因素决定：

1 MOSFET栅极电容的充电和放电引起的功耗；

2 MOSFET驱动器静态电流引起的功耗；

3 MOSFET驱动器内的交越导通（直通）电流引起的功耗。

其中，由MOSFET栅极电容的充电和放电引起的功耗是最重要的，特别是当开关频率较低时。功耗由式(1)计算得出。

Pc=Cg×Vdd2×F (1)

其中，Cg是MOSFET的栅极电容；Vdd是MOSFET驱动器的工作电压（V）；F是开关频率。

峰值驱动电流的重要性
除了功耗，设计人员必须理解MOSFET驱动器要求的峰值驱动电流和相关的开关时间。在某一应用中，MOSFET驱动器和MOSFET的匹配由该应用要求的功率MOSFET的开关速度决定。在任何应用中，最理想的上升或下降时间基于多方面的要求，如电磁干扰（EMI）、开关损耗、引线/电路感应系数和开关频率。栅极电容、转变时间和MOSFET驱动器的额定电流之间的关系由式(2)表示：

dT=[dV×C]/I (2)

其中，dT是开／关时间；dV是栅极电压；C是栅极电容；I是MOSFET峰值驱动电流。

MOSFET栅极总电容完全可以由栅极总电荷（QG）决定。栅极电荷QG由式(3)得出：

QG=C×V (3)

最后得出I=QG/dT。在这种方法中，假定电流是恒定的。有一个不错的经验是：电流的平均值等于MOSFET驱动器额定峰值电流的二分之一。

MOSFET驱动器的功率由驱动器的输出峰值电流驱动能力决定。额定峰值电流通常是相对最大偏压而言的。这就是说，如果使用的MOSFET驱动器的偏压较低，那么它的峰值电流驱动能力也将被削弱。

例如，所需的MOSFET峰值驱动电流可通过以下供应商数据手册中的设计参数计算得出。MOSFET栅极电荷为20nC（Q），MOSFET栅极电压为12V（dV），开/关时间为40ns（dT），可得I=0.5A。

设计人员还可采用另外一种方法来选择合适的MOSFET驱动器，即时间恒定法。在这种方法中，用到了MOSFET驱动器电阻、任何一个外部栅极电阻和集中电容。

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