INV101、邏輯非門INV102組成。電阻R102的第一端口、N型溝道MOS管匪107的柵極、與驅(qū)動鏈單元的輸出端一起相連,電阻R102的第二端口、電阻R103的第一端口、N型溝道MOS管匪105的柵極一起相連,電阻R103的第二端口接地VSS,N型溝道MOS管匪105的漏極、P型溝道MOS管PM104的漏極、邏輯非門INVlOl的輸入端一起相連,P型溝道MOS管PM104的柵極與偏置電壓Vbiasp相連,邏輯非門INVlOl的輸出端與邏輯非門INV102的輸入端相連,邏輯非門INV102的輸出端與N型溝道MOS管匪106的柵極相連,二極管DlOl的陰極與N型溝道MOS管匪106的漏極相連,二極管DlOl的陽極與N型溝道MOS管匪107的源極相連,N型溝道MOS管NM107的漏極、P型溝道MOS管PM105的柵極與漏極、P型溝道MOS管PM106的柵極一起相連,N型溝道MOS管匪105的襯底與源極、N型溝道MOS管匪106的襯底與源極、N型溝道MOS管NM107的襯底都與地VSS相連,P型溝道MOS管PM104、P型溝道MOS管PM105和P型溝道MOS管PM106的襯底與源極都與高壓電源VDD相連,P型溝道MOS管PM106的漏極作為電流鏡的輸出端與驅(qū)動鏈單元的N型溝道MOS管匪104的柵極相連。
[0042]本實(shí)施例的基本工作原理:如圖6所示,由電流偏置單元All產(chǎn)生偏置電流,這里可以通過設(shè)置RlOl電阻的阻值來設(shè)定輸入偏置電流大小,再通過調(diào)節(jié)P型溝道MOS管PMlOl和P型溝道MOS管PM102構(gòu)成的電流鏡的鏡像比例來調(diào)節(jié)輸出電流的大小,即從P型溝道MOS管PM102漏極流出電流11的大小。當(dāng)變換器中功率MOSFET管的低壓驅(qū)動邏輯信號Dri ve_H為高電平時,經(jīng)過反相器鏈后轉(zhuǎn)換為低電平,開啟P型溝道MOS管PM103,并關(guān)斷N型溝道MOS管匪102和N型溝道MOS管匪103,此時由電流偏置單元All產(chǎn)生的電流流出,給N型溝道MOS管匪104的輸入電容充電,進(jìn)而N型溝道MOS管匪104的柵極電壓變?yōu)楦唠娖?,開啟N型溝道MOS管匪104,產(chǎn)生的驅(qū)動電流再給GATE端外接的功率MOSFET的輸入電容充電,功率MOSFET的柵極驅(qū)動電壓VGS線性上升;因?yàn)榇藭r驅(qū)動電流很小,VGS電壓上升比較緩慢,此時GATE端口經(jīng)過分壓電阻產(chǎn)生的電壓還不足夠開啟N型溝道MOS管匪105,這樣邏輯非門INVlOl的輸入為高電平,經(jīng)過兩級反相器后,N型溝道MOS管匪106的柵極電壓為高電平,開啟N型溝道MOS管匪106,形成到地通路;又因?yàn)镹型溝道MOS管匪107的開啟電壓為Vth7+VF( 二極管DlOl的正向?qū)▔航?+VDS6,一般將此電壓設(shè)置為功率MOSFET的米勒平臺電壓,通常在3V左右;當(dāng)GATE端口電壓,即功率MOSFET的柵極驅(qū)動電壓VGS上升到米勒平臺電壓之后,使N型溝道MOS管匪107管導(dǎo)通,產(chǎn)生電流,并經(jīng)過電流鏡比例放大后得正反饋偏置電流12,此時電流12很大并疊加到驅(qū)動電流上,使驅(qū)動電流增加,讓VGS電壓快速上升,待米勒平臺結(jié)束之后,功率MOSFET完全開啟,漏源之間等效為一個壓控電阻Rdson,此時疊加之后的大電流給功率MOSFET的CGD充電,讓VGS快速上升,減少退出米勒平臺的時間t3-t4段(如圖2所示的t3-t4時間段)消耗的電荷,即減少漏源電流Ids在電阻Rdson上產(chǎn)生的導(dǎo)通損耗,提高效率;但此時充電電流很大,需要一個泄放通路讓此大電流快速泄放,減少驅(qū)動損耗,電路上此時GATE端口電壓在分壓電阻R2上產(chǎn)生的電壓可以開啟N型溝道MOS管匪105,將N型溝道MOS管匪105的漏極電壓迅速拉低,經(jīng)過兩級反向器后,關(guān)斷N型溝道MOS管匪106,讓正反饋偏置電流12迅速減小,即通過電流鏡疊加的電流減小,進(jìn)而讓驅(qū)動電流減小,達(dá)到減少驅(qū)動損耗的目的。其應(yīng)用在開關(guān)電源反激變換器中,工作在CCM模式和DCM模式的仿真波形分別如圖7和圖8所示所示,可以看出退出米勒平臺的時間t3-t4分別是68ns和94ns,減少了導(dǎo)通損耗,提高效率。
[0043]實(shí)施例二
[0044]如圖9所示,為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的功率MOSFET軟驅(qū)動電路圖,包括:電流偏置單元A21、驅(qū)動鏈單元A22和正反饋電流產(chǎn)生單元A23。
[0045]電流偏置單元A21由P型溝道MOS管PM201、P型溝道MOS管PM202、P型溝道MOS管PM203構(gòu)成的電流鏡組成,輸入偏置電流Ibp_40u由芯片內(nèi)部偏置電流經(jīng)過電流鏡鏡像得到,P型溝道MOS管PM201的柵極與漏極、P型溝道MOS管PM202的柵極、P型溝道MOS管PM203的柵極與正反饋電流產(chǎn)生單元A23的輸出端一起相連,P型溝道MOS管PM201的源極與襯底、P型溝道MOS管PM202的源極與襯底、P型溝道MOS管PM203的源極、襯底與漏極一起與芯片內(nèi)部產(chǎn)生的低壓驅(qū)動電源VCC_DRI相連,P型溝道MOS管PM202的漏極作為電流鏡的輸出端,也即電流偏置單兀A21的輸出。
[0046]驅(qū)動鏈單元A22是由反相器鏈、P型溝道MOS管PM204、N型溝道MOS管NM201、N型溝道MOS管匪202組成,反相器鏈的輸入端與變換器中功率MOSFET管的低壓驅(qū)動邏輯信號Drive_H相連,反相器鏈的輸出端、P型溝道MOS管PM204的柵極、N型溝道MOS管匪201的柵極、N型溝道MOS管匪202的柵極一起相連,P型溝道MOS管PM204的漏極、N型溝道MOS管匪201的漏極、N型溝道MOS管匪202的漏極一起相連,并作為驅(qū)動鏈單元A2的輸出端口 GATE,P型溝道MOS管PM204的襯底與低壓驅(qū)動電源VCC_DRI相連,P型溝道MOS管PM204的源極與電流偏置單元Al的輸出端相連,N型溝道MOS管匪201的襯底與源極、N型溝道MOS管匪202的襯底與源極一起與地VSS相連。
[0047]正反饋電流產(chǎn)生單元A23是由邏輯非門INV201、邏輯非門INV202、N型溝道MOS管NM203、N型溝道MOS管NM204、N型溝道MOS管NM205、N型溝道MOS管NM206、電容組成C201,邏輯非門INV201的輸入端直接與GATE端口相連,INV201的輸出端、P型溝道MOS管PM205的柵極、N型溝道MOS管匪203的柵極一起相連,N型溝道MOS管匪203的漏極、P型溝道MOS管PM205的漏極、電容C201的正極、邏輯非門INV202的輸入端一起相連,電容C201的負(fù)極接地VSS,INV202的輸出端與N型溝道MOS管匪205的柵極相連,N型溝道MOS管匪204的柵極與漏極、N型溝道MOS管匪205的源極一起相連,N型溝道MOS管匪205的漏極與N型溝道MOS管匪206的源極相連,N型溝道MOS管匪206的柵極與GATE端口相連,N型溝道MOS管匪203的襯底與源極、N型溝道MOS管匪204的襯底與源極、N型溝道MOS管匪205的襯底、N型溝道MOS管匪206的襯底與地VSS—起相連,P型溝道MOS管PM205的襯底與源極與內(nèi)部低壓電源VCC相連,N型溝道MOS管NM206的漏極作為正反饋電流產(chǎn)生單元的輸出端。
[0048]本實(shí)施例與第一實(shí)施例相比,工作原理基本一致,區(qū)別在于:驅(qū)動鏈單元去掉了上驅(qū)動MOS管匪104,外部高壓電源VDD改為內(nèi)部低壓電源VCC_DRI,這樣生成的GATE端口電壓最高電壓為VCC_DRI,電流偏置單元和正反饋電流產(chǎn)生單元所用的MOS管都為低壓MOS管,不再是高壓MOS管,減少了軟驅(qū)動電路的面積,在正反饋電流產(chǎn)生單元中去掉了分壓電阻R102、R102和二極管D101,增加了電容C201,N型溝道NM205的柵極電壓由驅(qū)動電流給電容充電產(chǎn)生的電壓控制4型溝道匪206的開啟電壓為Vth6+VDS5+Vth4,采用本實(shí)施例的設(shè)計,對那些閾值電壓Vth小的功率MOSFET來講既可以滿足驅(qū)動能力,又可以減少軟驅(qū)動電路的面積。實(shí)施例二應(yīng)用在開關(guān)電源反激變換器中,工作在CCM模式和DCM模式的仿真波形分別如圖10和圖11所示所示,可以看出退出米勒平臺的時間t3-t4分別是69ns和98ns,減少了導(dǎo)通損耗,提尚效率。
[0049]本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此,按照本實(shí)用新型的上述內(nèi)容,利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段,在不脫離本實(shí)