گیت درایور چیست ؟

بر خلاف ترانزیستورهای دوقطبی ، MOSFET ها به شرطی که روشن یا خاموش نیستند نیازی به ورودی برق ثابت ندارند. الکترود گیت جدا شده MOSFET یک خازن (خازن دروازه) را تشکیل می دهد که باید با هر بار روشن یا خاموش شدن MOSFET شارژ یا تخلیه شود. از آنجا که ترانزیستور برای روشن شدن نیاز به ولتاژ گیت خاصی دارد ، خازن گیت باید حداقل ولتاژ گیت مورد نیاز را برای روشن شدن ترانزیستور شارژ کند. به طور مشابه ، برای خاموش کردن ترانزیستور ، این بار باید از بین برود ، یعنی خازن دروازه باید تخلیه شود.

هنگامی که یک ترانزیستور روشن یا خاموش می شود ، بلافاصله از حالت غیر رسانا به حالت رسانا تبدیل نمی شود. و ممکن است به طور گذرا هم از ولتاژ بالا پشتیبانی کند و هم جریان بالا را هدایت کند. در نتیجه ، هنگامی که جریان دروازه به ترانزیستور وارد می شود تا باعث تعویض آن شود ، مقدار مشخصی گرما تولید می شود که در برخی موارد می تواند برای از بین بردن ترانزیستور کافی باشد.

بنابراین ، لازم است که زمان سوئیچینگ را تا حد ممکن کوتاه نگه دارید ، به طوری که تلفات سوئیچینگ را به حداقل برسانید. زمانهای معمولی تعویض در محدوده میکروثانیه است. زمان سوئیچینگ ترانزیستور با مقدار جریانی که برای شارژ دروازه استفاده می شود ، عکس عکس دارد. بنابراین ، جریانهای سوئیچینگ اغلب در محدوده چند صد میلی آمپر یا حتی در محدوده آمپر مورد نیاز است.

برای ولتاژهای معمولی دروازه تقریباً ۱۰-۱۵ ولت ، ممکن است چند وات برق برای سوئیچ سوق داده شود. هنگامی که جریانهای بزرگ در فرکانس های بالا تغییر می کنند ، به عنوان مثال در مبدل های DC به DC یا موتورهای الکتریکی بزرگ ، گاهی اوقات چندین ترانزیستور به صورت موازی ارائه می شوند تا جریان سوئیچینگ و قدرت سوئیچینگ به اندازه کافی بالا را فراهم کنند.

سیگنال سوئیچینگ برای ترانزیستور معمولاً توسط یک مدار منطقی یا یک میکروکنترلر تولید می شود که سیگنال خروجی را که معمولاً به چند میلی آمپر جریان محدود می شود ، ارائه می دهد. در نتیجه ، یک ترانزیستور که مستقیماً توسط چنین سیگنالی هدایت می شود ، بسیار آهسته تغییر می کند و به همین ترتیب قدرت از دست می رود.

در هنگام سوئیچینگ ، خازن دروازه ترانزیستور ممکن است جریان را آنقدر سریع بکشد که باعث ایجاد جریان بیش از حد در مدار منطقی یا میکروکنترلر شود و باعث گرم شدن بیش از حد شود که منجر به آسیب دائمی یا حتی تخریب کامل تراشه می شود. برای جلوگیری از این اتفاق ، یک درایور دروازه بین سیگنال خروجی میکروکنترلر و ترانزیستور قدرت ارائه می شود.

پمپ های شارژ غالباً در H-Bridges در درایورهای سمت بالا برای درایو جهت حرکت MOSFET ها و IGBT های قدرت بالای کانال n استفاده می شود. این دستگاه ها به دلیل عملکرد خوب خود مورد استفاده قرار می گیرند ، اما به ولتاژ درایو دروازه چند ولت بالاتر از ریل قدرت نیاز دارند.

هنگامی که مرکز نیم پل پایین می آید ، خازن از طریق یک دیود شارژ می شود و این شارژ مورد استفاده قرار می گیرد تا بعداً دروازه دروازه FET سمت بالا را چند ولت بالاتر از ولتاژ منبع یا پین امیتر قرار دهد تا روشن شود. این استراتژی به خوبی کار می کند به شرطی که پل به طور مرتب عوض شود و از پیچیدگی نیاز به تغذیه جداگانه جلوگیری می کند و اجازه می دهد دستگاه های n-channel کارآمدتر برای سوئیچ های بالا و پایین استفاده شوند.