高电流、高端与低端栅极驱动IC——FAN7390的全面解析

在电子设计领域，栅极驱动IC是驱动高速MOSFET和IGBT的关键组件。今天，我们就来深入了解一下安森美（onsemi）的FAN7390，这是一款单片高端和低端栅极驱动IC，具备诸多出色特性，适用于多种应用场景。

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一、产品概述

FAN7390能够驱动工作电压最高达 +600V 的高速MOSFET和IGBT。它拥有缓冲输出级，所有NMOS晶体管设计为具有高脉冲电流驱动能力和最低交叉传导。安森美的高压工艺和共模噪声消除技术，确保了高端驱动器在较高dv/dt噪声环境中也能稳定工作。先进的电平转换电路，使高端栅极驱动器在电源电压为 (V{BS}=15 ~V) 时，能够承受高达 (V{S}=-9.8 ~V)（典型值）正常工作。此外，UVLO电路可防止驱动电路当 (V{DD}) 和 (V{BS}) 低于指定的阈值电压时发生故障。其高电流和低输出电压跌落的特点，使其适用于PDP维持脉冲驱动、电动机驱动、开关电源以及大功率直流转换器等应用。

二、产品特性

2.1 浮动通道与高驱动能力

浮动通道可实现高达 +600V 的自举运行，所有通道的拉电流和灌电流驱动能力为 4.5 A/4.5A，能够满足高功率应用的需求。

2.2 噪声消除与欠压闭锁

共模dv/dt噪声消除电路可有效减少噪声干扰，保证电路的稳定性。两个通道均内置欠压闭锁功能，增强了系统的可靠性。

2.3 匹配传播延迟与逻辑兼容性

适用于两个通道的匹配传播延迟，确保信号传输的同步性。逻辑地 ((V_{SS})) 和功率(COM)接地 ±7V 偏压，兼容 3.3V 和 5V 输入逻辑，输出与输入同相，方便与其他电路集成。

三、应用领域

3.1 PDP维持驱动

在等离子显示器（PDP）中，FAN7390可用于维持脉冲驱动，确保显示器的稳定显示。

3.2 HID灯镇流器

为高强度气体放电（HID）灯提供稳定的驱动，保证灯光的正常工作。

3.3 SMPS

开关电源（SMPS）中，FAN7390可实现高效的功率转换。

3.4 电动机驱动

驱动电动机，实现精确的控制和高效的运行。

四、引脚布局与说明

8 - Pin	14 - Pin	名称	说明
1	1	HIN	高端栅极驱动器输出的逻辑输入
2	2	LIN	低端栅极驱动器输出的逻辑输入
3	Vss	逻辑地(仅适用于FAN7390M1)
3	5	COM	低端栅极返回
4	6	LO	低端栅极输出
5	7	VDD	低端和逻辑电路的电源电压
6	11	Vs	高端浮动电源电压返回
7	12	HO	高端驱动输出
8	13	VB	高端浮动电源
	4, 8, 9, 10, 14	NC	未连接

电子工程师在设计电路时，需要根据引脚功能合理连接，确保芯片的正常工作。

五、电气特性

5.1 电源部分

在 (V{BIAS }(V{DD}, V{BS})=15.0 ~V)，(V{S}=V{SS}=COM)，(T{A}=25^{circ} C) 的条件下，电源部分的参数如下：

• (V{DDUV+})（(V{DD}) 和 (V_{BS}) 电源欠压正向阈值）：8.0 - 9.8V
• (V{DDUV -})（(V{DD}) 和 (V_{BS}) 电源欠压负向阈值）：7.4 - 9.0V
• 偏置漏电流 (I_{LK})：VB = Vs = 600V 时，- 1 - 50 μA
• (V{BS}) 静态电源电流 (I{QBS})：(V_{IN}=0V) 或 5V 时，45 - 80 μA
• (V{DD}) 电源静态电流 (I{DD})：(V_{IN}=0V) 或 5V 时，- 75 - 110 μA
• (V{BS}) 电源工作电流 (I{PBS})：(f_{IN}= 20kHz)，rms 值时，- 530 - 640 μA
• (V{DD}) 电源工作电流 (I{PDD})：(f_{N}=20kHz)，rms 值时，530 - 640 μA

5.2 逻辑输入部分

• 逻辑 “1” 输入电压 (V_{IH})：2.5V
• 逻辑 “0” 输入电压 (V_{IL})：1.2V
• 逻辑 “1” 输入偏置电流 (I{IN+})：(V{IN}=5V) 时，- 25 - 50 μA
• 逻辑 “0” 输入偏置电流 (I{IN -})：(V{IN}=0V) 时，- 1.0 - 2.0 μA
• 输入下拉电阻 (R_{IN})：100 - 200 kΩ

5.3 栅极驱动器输出部分

• 高电平输出电压 (V{OH})：无负载时，(V{BIAS}-V_{O}) 为 1.0V
• 低电平输出电压 (V_{OL})：无负载时，- - 35 mV
• 输出高电平短路脉冲电流 (I{O+})：(V{O}=0V)，(V_{IN}=5V) 且 (PW<10μs) 时，3.5 - 4.5 A
• 输出低电平短路脉冲电流 (I{O -})：(V{O}= 15V)，(V_{IN}=0V) 且 (PW<10μs) 时，3.5 - 4.5 A
• 当 HIN 信号传输至 HO 时，容许 (V_{S}) 引脚负电压：- 9.8 - - 7.0V
• (V_{SS}-COM) 电压持久性：- 7.0 - 7.0V

5.4 动态电气特性

在 (V{BIAS }(V{DD}, V{BS})=15.0 ~V)，(V{S}=V{SS}=COM=0 ~V)，(C{L}=1000 pF) 且 (T_{A}=25^{circ} C) 的条件下：

• 导通传输延时 (t_{on})：140 - 220 ns
• 关断传输延时 (t_{off})：140 - 220 ns
• 延时匹配，HS 与 LS 导通/关断 (MT)：1 - 50 ns
• 导通上升时间 (t_{r})：1 - 25 - 50 ns
• 关断下降时间 (t_{f})：20 - 45 ns

六、绝对最大额定值与推荐工作条件

6.1 绝对最大额定值

在 (T_{A}=25^{circ} C) 时，各参数的绝对最大额定值如下：	符号	特性	最小值	最大值	单位
(V_{S})	高端浮动电源偏置电压	(V_{B} - 25)	(V_{B} + 0.3)	V
(V_{B})	高端浮动电源电压	- 0.3	625.0	V
(V_{HO})	高端浮动输出电压 (HO)	(V_{S}-0.3)	(V_{B} + 0.3)	V
(V_{DD})	低端和固定逻辑电源电压	- 0.3	25.0	V
(V_{LO})	低端输出电压 (LO)	- 0.3	(V_{DD} + 0.3)	V
(V_{IN})	逻辑输入电压(HIN,LIN)	(V_{SS} - 0.3)	(V_{DD} + 0.3)	V
(V_{SS})	逻辑地(仅适用于FAN7390M1)	(V_{DD}-25)	(V_{DD} + 0.3)	V
(dV_{S}/dt)	允许的偏置电压转换速率		50	V/ns
(P_{D})	功耗	8 - SOP：0.625；14 - SOP：1.000	W
(theta_{JA})	结至环境热阻	8 - SOP：200；14 - SOP：110	°C/W
(T_{J})	结温		+150	°C
(T_{STG})	存储温度		+150	°C

需要注意的是，如果电压超过最大额定值表中列出的值范围，器件可能会损坏，影响可靠性。

6.2 推荐工作条件

符号	参数	最小值	最大值	单位
(V_{B})	高端浮动电源电压	(V_{S} + 10)	(V_{S} + 22)	V
(V_{S})	高端浮动电源偏置电压	6 - (V_{DD})	600	V
(V_{HO})	高端输出电压	(V_{S})	(V_{B})	V
(V_{DD})	低端和逻辑电源电压	10	22	V
(V_{LO})	低端输出电压	COM	(V_{DD})	V
(V_{IN})	逻辑输入电压(HIN,LIN)	(V_{SS})	(V_{DD})	V
(T_{A})	操作环境温度	- 40	+125	°C

高于推荐工作范围时，不保证能够正常运行，长时间在范围以外的电压下运行，可能会影响器件的可靠性。

七、典型特性与开关时间定义

文档中还给出了多个典型特性图，如开通传输延时与温度的关系、关断传输延时与温度的关系等，这些特性图有助于工程师了解芯片在不同温度下的性能表现。同时，定义了开关时间波形和开关匹配波形，为电路设计提供了重要的参考。

八、订购信息与修订历史

8.1 订购信息

器件编号	封装	工作温度范围	包装方法
FAN7390M1X	SOIC14 14 - SOP	- 40 °C~125 °C	3000/卷带和卷盘

需要注意的是，FAN7390M1X 已停产，不推荐用于新设计。

8.2 修订历史

修订	变更说明	日期
3	品牌重塑后相应更改文档。FAN7390M1X OPN 标记为已停产。	3/11/2026

综上所述，FAN7390是一款性能出色的栅极驱动IC，在高功率应用中具有很大的优势。电子工程师在设计时，需要根据其特性、电气参数和工作条件进行合理的电路设计，以确保系统的稳定性和可靠性。你在使用 FAN7390 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。