MOS 管的开启与关闭
要研究这个自举的由来,我们还是先看一下 MOS 的开启与关闭。从上文得知,我们首先要分别看一下 NMOS 和 PMOS电源拓扑中的开关情况了。
上图中展示的 Bcuk 电路中选用的是 PMOS 来作为开关管进行斩波控制,因此,我们知道只需要在 Q1 的 Vgs 施加负电压就可以顺利打开 MOS
管 Q1。
但是,从MOS 管的生产工艺上我们了解到,PMOS 的导通电流往往做不到很大,相同成本下,NMOS 的导通电流可以做到更大,也就是 Rdson可以做到相对较低。因此Buck 电路中会将开关管从 PMOS 更换为 NMOS,如下图所示。
那么问题来了,当我们把 Bcuk 电路中的 PMOS 换成 NMOS 之后,我们如何在 MOS 管 Q1 上给出一个高电平呢?系统最高电压是40V,从上图看,我们需要在 MOS 的栅极给出 45V 以上的电压才能使得 Q1 完全导通。
因此,在高边 MOS 使用 NMOS 的 DC-DC 芯片设计中,就需要一个电路来进行自举,也就是产生一个高于系统输入电压的电压来打开高边的NMOS。又因为电容的体积问题,很难集成在 IC 内部,因此绝大部分的 DC-DC 芯片要求使用者在外面放置这个自举电容。
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