圖騰柱電路工作原理及注意事項(xiàng)詳解-KIA MOS管

圖騰柱就是上下各一個(gè)晶體管，上管為NPN，c極接正電源，下管為PNP，e極接負(fù)電源，注意，是負(fù)電源，是地。兩個(gè)b極接到一起，接輸入，上管的e和下管的c接到一起，接輸出。用來(lái)匹配電壓，或者提高IO口的驅(qū)動(dòng)能力。

有幾種圖騰柱電路的變種，一種是兩管全用NPN，但是下管通過(guò)一個(gè)反相器接到輸入，也起到同樣作用；還有一種是下管的e接到地，兩管之間靠一個(gè)穩(wěn)壓管代替負(fù)電源。

圖騰柱電路工作原理分析

圖騰柱電路

1）首先要確定的是你需要多少的驅(qū)動(dòng)能力？要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載（一般可認(rèn)為是功率管）有多少？

以MOSFET為例，驅(qū)動(dòng)其實(shí)就是對(duì)MOS的門級(jí)電容的充放電，這就要考慮有幾個(gè)MOS并聯(lián)，門級(jí)電容有多大？MOS的Rg有多大，加上驅(qū)動(dòng)回路寄生電感等，其實(shí)就是一個(gè)LRC串聯(lián)回路。

2）驅(qū)動(dòng)能力用個(gè)簡(jiǎn)化的公式來(lái)算就是I=C*Du/Dt，MOS的門級(jí)電容先確定，再來(lái)考慮準(zhǔn)備要幾V的門級(jí)電壓，然后就是這個(gè)電壓建立和消除的時(shí)間，也就牽涉到MOS的開(kāi)通關(guān)斷速度，這會(huì)直接影響到功率管的損耗及其它問(wèn)題，如應(yīng)力等。這幾個(gè)想好了，所要的驅(qū)動(dòng)電流也就出來(lái)了。

3）得到這個(gè)所要的驅(qū)動(dòng)電流，再考慮上驅(qū)動(dòng)回路的一堆寄生參數(shù)等，也就可以推出圖騰柱電路需提供多少驅(qū)動(dòng)電流（注意這是個(gè)脈沖電流）。

4）這個(gè)時(shí)候再考慮的就是PCB板layout的空間，位置，準(zhǔn)備為這個(gè)電路花多少錢選器件，用MOS還是BJT，綜合考慮，然后就想辦法選器件，當(dāng)然還要考慮IC的輸出信號(hào)和選的圖騰柱器件（MOS或BJT）之間也是個(gè)回路，這會(huì)不會(huì)有問(wèn)題？

5）另外要考慮的是，這個(gè)圖騰柱能不能徹底關(guān)掉，這就又要考慮N在上還是P在上，正開(kāi)還是負(fù)開(kāi)，比如選用PMOS做關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)圖騰柱輸出會(huì)仍有一個(gè)等于Vgs電壓的電壓加在負(fù)載MOS上，如果這個(gè)電壓高于負(fù)載MOS門檻的話，----這就意味著你沒(méi)關(guān)掉，雖然你前面關(guān)掉了。更痛苦的是，前面和后面的MOS門檻電壓tolerance都會(huì)非常大，再考慮到溫度系數(shù)。

6）還要重點(diǎn)考慮的是圖騰柱的器件也是要損耗功率的，所以要考慮它的溫度及功耗會(huì)不會(huì)有問(wèn)題。

總之，具體用時(shí)要考慮的問(wèn)題還真不少，單挑一個(gè)出來(lái)都非常簡(jiǎn)單，但加到一塊，還真要花點(diǎn)時(shí)間研究計(jì)算一下。因?yàn)槭亲霎a(chǎn)品，所有的規(guī)格參數(shù)，寄生參數(shù)，tolerance，溫度，cost，PCB空間等等等等，前前后后的一堆問(wèn)題都得面對(duì)，不象寫paper或仿真，抓住一點(diǎn)，其它都可考慮為理想狀態(tài)，這樣當(dāng)然很快可以推出理想的結(jié)果。