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Part 01、前言
下圖是一個使用PNP晶體管實(shí)現(xiàn)的MOSFET驅(qū)動電路，電路很簡單，一個RGATE電阻、二極管DON和關(guān)斷晶體管QOFF。這個電路設(shè)計(jì)類似“輕量版Totem-Pole”的MOSFET驅(qū)動拓?fù)?，既保留了高效?qū)動的優(yōu)點(diǎn)，又通過獨(dú)特布局優(yōu)化了性能。RGATE電阻和晶體管QOFF的作用很好理解，但是二極管DON有什么用呢？今天就來講解一下。
Part 02、電路講解
這電路的核心在于QOFF也就是關(guān)斷PNP和DON開通二極管的配合，QOFF在關(guān)斷期間通過基極-發(fā)射極結(jié)與MOSFET柵極-源極形成局部短路，迅速對柵極電容Cgs放電。RGATE的作用是限制開通速度，確保電流Ig≈(VDRV-Vgs(th))/RGATE（Vgs(th)為閾值電壓）不過激，防止振蕩。
DON二極管有什么用呢？這玩意在這里是個“多面手”：
首先DON二極管是提供開通電流路徑，對MOSFET的柵極寄生電容Cgs快速充電。
其次DON二極管可以保護(hù)QOFF的基極-發(fā)射極結(jié)，避免開通過程初期的反向電壓擊穿QOFF的基極-發(fā)射極結(jié)，比如MOSFET開啟時，柵極產(chǎn)生振蕩可能會在QOFF的基極-發(fā)射極結(jié)產(chǎn)生的反向偏置電壓，一般三極管基極-發(fā)射極反向耐壓在6V左右，比如下圖，并聯(lián)一個二極管就能避免QOFF的基極-發(fā)射極結(jié)被損壞。
最小環(huán)路與低損耗：
這個電路的亮點(diǎn)在于優(yōu)化了電流環(huán)路。MOSFET關(guān)斷時，QOFF將高峰值放電電流限制在最小的環(huán)路內(nèi)：柵極、源極、QOFF的集電極和發(fā)射極之間，高峰值放電電流可能達(dá)數(shù)百mA，取決于Cgs和dv/dt值，環(huán)路中的寄生電感L_parasitic通過采用短走線可以降到1nH左右，阻抗Z_L = jωL（ω = 2πf，f = 100MHz）僅約j0.6Ω，這樣可以把柵極振蕩被壓得死死的。
而且關(guān)斷電流不需要返回驅(qū)動器，避免了MOSFET誤導(dǎo)通風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)轵?qū)動器輸出阻抗R_driver在dv/dt出現(xiàn)時會產(chǎn)生壓降。而且這還順帶把驅(qū)動器功率損耗砍了整整一半，而且QOFF一直處于不飽和狀態(tài)，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1580351.html">基極電流Ib < Ic / β，β ≈ 20-50，這樣可以確保三極管快速切換，開關(guān)時間t ≈ Qg / Ig（Qg為柵極電荷）也會比較小。
鉗位機(jī)制：
而且這個電路設(shè)計(jì)跟Totem-Pole驅(qū)動器有異曲同工之妙。QOFF的基極-發(fā)射極結(jié)和DON的正向特性，讓柵極電壓被鉗制在：
最低：GND+0.7V（QOFF導(dǎo)通時）
最高：VDRV-0.7V（DON導(dǎo)通時）
比如VDRV = 12V，則柵極電壓被鉗制在0.7V到11.3V，這大大降低了柵極電壓過壓的風(fēng)險(xiǎn)，相當(dāng)于給MOSFET裝了個“防爆膜”。而且這樣可以省了柵極加穩(wěn)壓二極管的麻煩。
這電路唯一的遺憾在于QOFF的基極-發(fā)射極壓降≈0.7V，讓柵極無法拉到真正的0V。當(dāng)Vgs < 0.7V時，剩余電荷放不掉，關(guān)斷不徹底。不過，對于高頻開關(guān)場景，這點(diǎn)瑕疵影響不大。
總結(jié)來說：
布局：驅(qū)動器貼MOSFET放置，D_ON和Q_OFF走線要短，寄生電感降到最低。
RGATE：10-20Ω起步，示波器測Vgs波形，振鈴超10%就調(diào)大。
旁路電容：VDRV旁加0.1μF+1μF，穩(wěn)住瞬態(tài)。
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