DCDC高端NMOS如何實(shí)現(xiàn)自舉？vGS對溝道的控制作用了解嗎
以下內(nèi)容中，小編將對NMOS的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對NMOS的了解，和小編一起來看看吧。
一、vGS對iD及溝道的控制作用
① vGS=0 的情況
增強(qiáng)型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵——源電壓vGS=0時(shí)，即使加上漏——源電壓vDS，而且不論vDS的極性如何，總有一個(gè)PN結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏——源極間沒有導(dǎo)電溝道，所以這時(shí)漏極電流iD≈0。
② vGS>0 的情況
若vGS>0，則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個(gè)電場。電場方向垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向襯底的電場。這個(gè)電場能排斥空穴而吸引電子。
排斥空穴：使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥，剩下不能移動(dòng)的受主離子(負(fù)離子)，形成耗盡層。吸引電子：將 P型襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表面。
二、DCDC高端NMOS的自舉秘訣
NMOS管的主回路電流方向?yàn)镈極到S極，導(dǎo)通條件為VGS有一定的壓差，即VG-VS>VTH；PMOS管的主回路電流方向?yàn)镾極到G極，導(dǎo)通條件為VSG有一定的壓差，即VS-VG>VTH。
故一般把NMOS作為下管，S極接地，只要給G極一定電壓即可控制其導(dǎo)通關(guān)斷；把PMOS作為上管，S極接V IN ，G極給個(gè)低電壓即可導(dǎo)通。當(dāng)然NMOS管也可作為上管，但需要增加自舉驅(qū)動(dòng)電路。
對于一些拓?fù)洌热鏐uck、Boost、Buck-Boost這些用NMOS作為上管的拓?fù)洌蜎]辦法直接用剛才說的只給G極一個(gè)電平來驅(qū)動(dòng)。假如此時(shí)D極接V IN ，S極的電壓不定，NMOS管截止時(shí)為低電平，導(dǎo)通時(shí)接近高電平V IN ，需要板子上給G極一個(gè)更高的電壓，但此時(shí)板子已無比VIN更高的電平了，那么就可以采用自舉驅(qū)動(dòng)電路。
如圖為用于驅(qū)動(dòng)上MOS管的電容自舉驅(qū)動(dòng)電路。該自舉電容通過二極管接到VCC端，下接上MOS管的S極。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)下MOS管導(dǎo)通時(shí)，VCC通過二極管、RBOOT、下MOS管，對CBOOT充電。
充電時(shí)間為下MOS管的導(dǎo)通時(shí)間，我們定為Toff（上MOS管）；當(dāng)下管關(guān)斷后，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通上MOS管，CBOOT的下端電壓變?yōu)閂 IN ，由于電容兩端電壓不能突變，所以CBOOT上的電壓自然就被舉了起來。這樣驅(qū)動(dòng)電壓才能高過輸入電壓，就能保持上管持續(xù)導(dǎo)通，此時(shí)VBOOT的電壓通過RBOOT和內(nèi)部電路放電，放電時(shí)間為Ton（上MOS管）。
自舉電容充電過程如圖：
下MOS管導(dǎo)通時(shí)開始充電，充電電壓對時(shí)間的關(guān)系如公式一所示：
Vcboot_max = V0 + VCC x [1–exp (-Toff/RC)]；
充電電流對時(shí)間的關(guān)系如公式二所示：
I = CdU/dT = C x △Vcboot/Toff。
接下來看一下其放電過程：上MOS管導(dǎo)通時(shí)開始放電，放電電壓對時(shí)間的關(guān)系如公式三所示：
Vcboot_min = exp [ -Ton/ (Rtotal x C) ] x Vcboot_max
放電電流對時(shí)間的關(guān)系如公式四所示：
I = CdU/dT = C x △Vcboot/Ton
至此我們已經(jīng)掌握自舉驅(qū)動(dòng)電路的“竅門”。
以上便是小編此次帶來的有關(guān)NMOS的全部內(nèi)容，十分感謝大家的耐心閱讀，想要了解更多相關(guān)內(nèi)容，或者更多精彩內(nèi)容，請一定關(guān)注我們網(wǎng)站哦。
下載文檔
