FAN73901高侧和低侧栅极驱动IC：特性、应用与设计要点

在电子工程师的职业生涯中，选择合适的栅极驱动IC对于电路设计的成功至关重要。今天，我们就来深入了解一款性能出色的栅极驱动IC——FAN73901。

文件下载：FAN73901CN-D.pdf

1. 产品概述

FAN73901是一款单片高侧和低侧栅极驱动IC，它能够驱动工作电压最高达 +600V 的高速MOSFET和IGBT。飞兆半导体的这款产品具有缓冲输出级，所有NMOS晶体管设计为具有高脉冲电流驱动能力和最低交叠导通，适用于多种应用场景。

2. 主要特性

2.1 强大的驱动能力

浮动通道可实现高达 +600V 的自举运行，具备 2.5A/2.5A 的典型源电流/灌电流驱动能力，能够为高速MOSFET和IGBT提供稳定而强大的驱动，确保它们在高电压、大电流的环境下正常工作。

2.2 噪声消除功能

共模dv/dt噪声消除电路的设计，有效提高了芯片在高噪声环境下的抗干扰能力。特别是在高dv/dt噪声环境中，能保证高侧驱动器稳定运行，减少噪声对电路的影响，提高系统的可靠性。

2.3 欠压保护机制

两个通道均内置欠压闭锁（UVLO）功能。当 (V{DD}) 和 (V{BS}) 低于额定阈值电压时，UVLO电路会启动保护，防止故障发生，为电路提供了可靠的安全保障。

2.4 匹配传播延迟

适用于两个通道的匹配传播延迟，使得高侧和低侧的驱动信号能够同步，减少信号传输的时间差，提高电路的整体性能。

2.5 逻辑输入兼容性

兼容 3.3V 和 5V 逻辑输入电平，方便与不同的逻辑电路进行接口，增加了芯片的通用性和灵活性。同时，输出与输入同相，简化了电路设计。

3. 应用领域

3.1 半桥驱动器

在半桥电路中，FAN73901能够为上下桥臂的MOSFET或IGBT提供精确的驱动信号，确保半桥电路的稳定运行，广泛应用于各种电源和电机驱动电路中。

3.2 HID灯镇流器

HID灯镇流器需要在高电压下工作，FAN73901的高电压驱动能力和抗干扰性能使其成为HID灯镇流器的理想选择，能够为HID灯提供稳定的驱动电流。

3.3 SMPS（开关电源）

开关电源对效率和稳定性要求较高，FAN73901的大电流和低输出压降特性，能够满足开关电源的需求，提高电源的转换效率和稳定性。

3.4 电动机驱动

在电动机驱动电路中，FAN73901可以精确控制电动机的转速和转矩，为电动机提供可靠的驱动信号，提高电动机的运行效率和性能。

4. 电气特性与参数

4.1 绝对最大额定值

在使用FAN73901时，需要注意其绝对最大额定值，应力超过这些值可能会损坏器件。例如，高侧浮动电源偏置电压 (V{S}) 的范围是 (V{B}-25) 到 (V{B}+0.3V)，高侧浮动电源电压 (V{B}) 的范围是 -0.3 到 625.0V 等。同时，要注意功耗 (P{D}) 不能超过 0.625W，结温 (T{J}) 不能超过 +150°C 等。

4.2 推荐工作条件

为了确保器件的最佳性能，需要在推荐的工作条件下使用。例如，高侧浮动电源电压 (V{B}) 的范围是 (V{S}+10) 到 (V{S}+20V)，低侧和逻辑电源电压 (V{DD}) 的范围是 10 到 20V 等。

4.3 电气特性参数

包括电源部分、逻辑输入部分和栅极驱动器输出部分的各项参数。例如，电源部分的 (V{DD}) 和 (V{BS}) 电源欠压正向阈值 (V{DDUV+}) 和 (V{BSUV+}) 典型值为 8.8V，逻辑输入部分的逻辑 “1” 输入电压 (V_{IH}) 典型值为 2.5V 等。这些参数对于电路设计和性能评估非常重要。

4.4 动态电气特性

导通传播延时 (t{on}) 和关断传播延时 (t{off}) 典型值均为 200ns，延时匹配 (MT) 典型值为 50ns 等。这些动态特性参数影响着电路的开关速度和响应时间，在设计高速电路时需要重点考虑。

5. 典型特性与波形

文档中给出了多个典型特性图，如导通传播延迟与温度的关系、关断传播延迟与温度的关系等。这些特性图直观地展示了芯片在不同温度下的性能变化，有助于工程师在不同的工作环境下进行电路设计和优化。同时，开关时间定义部分给出了开关时间测试电路、输入/输出时序图、开关时间波形定义和开关匹配波形定义，为工程师理解和测量芯片的开关特性提供了详细的参考。

6. 引脚布局与定义

FAN73901的引脚布局清晰，引脚定义明确。例如，引脚 1（HIN）是高侧栅极驱动器输出的逻辑输入，引脚 2（LIN）是低侧栅极驱动器输出的逻辑输入等。了解引脚布局和定义对于正确连接电路和实现芯片的功能至关重要。

7. 订购信息

文档提供了FAN73901的订购信息，包括器件编号、封装、工作温度范围和包装方法。例如，FAN73901M 的封装未明确给出，工作温度范围未提及，包装方法为塑料管；FAN73901MX 的封装为 8 - SOP，工作温度范围为 -40°C 到 125°C，包装方法为卷带和卷盘。工程师在订购时可以根据自己的需求选择合适的型号。

8. 注意事项

8.1 命名规则变更

由于Fairchild Semiconductor被ON Semiconductor整合，部分Fairchild可订购的零件编号需要更改，以满足ON Semiconductor的系统要求。原Fairchild零件编号中的下划线（_）将改为破折号（-），使用时需通过ON Semiconductor网站验证更新后的器件编号。

8.2 应用限制

ON Semiconductor产品不设计、不打算也未获授权用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备或类似分类的医疗设备以及用于人体植入的设备。如果购买或使用这些产品用于未授权的应用，买方需承担相关责任。

8.3 性能验证

“典型” 参数可能会因不同的应用而有所变化，实际性能也可能随时间变化。所有工作参数，包括 “典型值”，都必须由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。

总之，FAN73901是一款性能优异的高侧和低侧栅极驱动IC，具有强大的驱动能力、良好的抗干扰性能和完善的保护机制，适用于多种应用场景。在使用时，工程师需要根据其特性和参数进行合理的电路设计，并注意相关的注意事项，以确保电路的稳定运行和性能优化。大家在实际应用中有没有遇到过类似栅极驱动IC的问题呢？欢迎在评论区分享交流。