有效功率转换的关键在于dc/dc转换器功率级内发生的切换。出于充分的理由，今天的许多高频高性能PWM控制器不具备直接驱动功率MOS场效应管的能力。

相反，MOSFET驱动IC是PWM的低功率开关信号和MOS场效应管所需的大电流之间的接口。一次变换器拓扑梥如降压、助推、前进或全桥梚因此，为特定应用选择最佳的驱动IC需要了解MOSFET驱动IC的功能，这对提高开关性能至关重要。

 

输入级

MOSFET驱动器的输入级应与CMOS和TTL输入信号兼容。CMOS输入级使用可变输入阈值，取决于等于三分之二VDD和三分之一VDD的开启和关闭阈值。

CMOS输入级提供出色的抗噪性，尤其是对于更高的VDD值。由于TTL输入级不依赖于匹配驱动器的VDD，因此设计者在选择PWM控制器时具有更大的灵活性，因为UVLO不是输入开关阈值的考虑因素。

 

输出额定电流

驱动器的额定电流和功率MOSFET栅极电荷主要决定MOS场效应管的开启和关闭速度。由于这些开关转换决定功率MOSFET内的开关损耗，因此选择额定电流与功率MOSFET正确匹配的驱动器可以在提高效率方面发挥重要作用。

早期的MOSFET驱动器采用互补双极工艺设计，以提供功率MOSFET所需的高电流。这些类型的驱动器在提供大电流方面是有效的，但是它们将功率MOSFET完全保持在高或低状态的能力受到饱和和截止电压的限制。

大多数现代MOSFET驱动器使用仅MOS输出级来提供dc/dc转换器的功率MOSFET所需的高电流。使用仅MOS驱动级的IC通过在两个电源轨、VDD和接地之间完全切换功率MOSFET，克服了双极MOSFET驱动器的缺点。仅MOS驱动IC的缺点是无法在低电压下产生高栅极电流，例如功率MOSFET栅极至源极阈值电压。

一些制造商通过指定此类设备的“峰值”额定电流来“解决”这一问题。例如，额定值为3 a的MOS驱动器的测试条件可在10 V的VDD下指定，相当于驱动器源阻抗3.3 W。

这意味着当在功率MOSFET的栅极和源极上施加10 V电压时，驱动器可以提供3 A电流。然而，功率MOSFET直到达到门源阈值电压才开始“开启”。功率MOSFET栅极至源极阈值电压使用5V的近似值意味着驱动器的实际额定电流为

（10伏-5伏）/3.3瓦=1.5安

仅为数据表上指定值的一半。

如，该公司的UCC37321/2低压侧9-A驱动器等MOS场效应管驱动器由双极和MOS工艺组合而成，称为TrueDrive（见图1）。双极部分在功率MOSFET的米勒平台提供最需要的额定电流。

 

 

用于高速开关的最佳MOSFET驱动器包括双极和MOS工艺的组合。

 

MOS部分与每个双极器件并联放置，以实现VDD和接地之间的真正轨对轨切换。结果是一个优秀的MOS场效应管驱动器优化高速开关和真正的额定值，以提供数据表上规定的全部电流。

 

内部调节或可调闸门驱动

一些MOSFET驱动器使用固定的内部调节器来设置栅极驱动电压的振幅。当驱动IC的VDD电源电压调节不当时，应考虑内部调节的栅极驱动。

其优点是栅极驱动振幅调节良好，可与功率MOSFET紧密匹配，提供最佳开关效果。然而，随着功率MOSFET的栅极到源极电压的增加，导通电阻减小，从而降低了由传导损耗引起的功耗。

相反，随着栅极到源极电压的增加，与栅极电荷相关的功率损耗也增加。因此，对于需要最高效率的转换器，例如电压调节器模块应用，具有可调栅极驱动电压的MOSFET驱动器可以更有效地平衡栅极电荷损耗和传导损耗。

 

 

传播延迟

传播延迟是将信号从驱动器输入传递到输出所需的时间。虽然传播延迟会影响PWM和功率MOS场效应管之间的定时，但延迟不是主要问题，因为它通常在转换器的控制回路中考虑。对于使用一次侧PWM控制器和二次侧同步整流器MOSFET驱动器的隔离变流器，传播延迟会显著影响一次侧到二次侧的时序。

此类变流器的要求是，次级同步整流器的总延迟必须小于PWM通过电力变压器的延迟。使用传播延迟大于一次侧PWM到MOSFET延迟的二次侧MOSFET驱动器会使一次侧和二次侧之间的时序难以优化。

 

死区时间控制

对于同步降压型dc/dc变换器应用，高压侧和低压侧MOSFET不得同时导通，否则会产生破坏性的“击穿”电流。因此，这类MOSFET驱动器的一个重要考虑因素是死区时间控制。

电流驱动器在同步降压的两个驱动信号之间提供用户可编程的固定延迟。这种方法的优点在于简单。缺点是，对死区时间进行足够长的编程，以确保在所有操作条件下不会发生交叉传导，从而导致低压侧同步MOSFET中的体二极管传导损耗增加。

其他梥如TPS2838/9同步降压驱动器梪采用自适应栅极驱动技术，主动调整高侧和低侧MOSFET之间的死区时间。自适应栅极驱动感测低压侧MOSFET的漏极到源极电压，同时主动调整死区时间，以减少体二极管的传导损耗并避免交叉传导。与固定延迟相比，自适应栅极驱动提供了显著的改进，但由于检测到体二极管导通和调整栅极驱动信号之间的有限传播延迟，某些体二极管导通不可避免。

如今，新的驱动器还使用预测门驱动器来克服与自适应门驱动器相关的传播延迟。预测栅极驱动技术是一种数字控制技术，它实际上消除了体二极管的导通，同时优化了死区时间，以提供尽可能高的效率。

 

包装材料

与任何电源管理IC一样，MOS场效应管驱动器的结温必须在所有工作条件下安全地保持在额定范围内。工业标准封装，如DIP、SOIC和TSSOP是流行的考虑因素，但高频应用中使用的大电流MOSFET驱动器需要仔细考虑先进的封装技术。

目前MOSFET驱动器放置在TSSOP中，封装底部有一个裸露的引线框架芯片垫。这被称为PowerPad TSSOP或HTSSOP，提供热阻抗，接头至外壳额定值低至2°C/W。

与没有在类似结温下工作的PowerPad的TSSOP相比，HTSSOP的较低热阻抗意味着在同等尺寸的封装中可以消耗更多的功率。对于寄生效应（如杂散电容和引线电感）最小化对开关性能至关重要的应用，QFN封装是必须的。QFN封装没有可测量的引线电感，使其成为高频转换器设计的理想选择。