文档介绍：功率场效应管在驱动电路中的应用
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等离子电视（PDP）是利用惰性气体放电产生的真空紫外线VUV，激发低能荧光粉发光来实现彩***像显示的。PDP工作需要驱动电路产生高压脉冲来驱动屏体电极。PDP驱动电路中存在大量的功率开关器件，并要求功率开关器件有极快的开关速度（包括由导通转向截止的过渡时间Toff，和由截止转向导通的过渡时间Ton），以及大电流、高耐压的要求。
0V
176V
350V
-70V
PDP部分高压驱动波形
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场效应管（MOSFET）由于具有如下优点而广泛应用于PDP驱动电路中，这些优点主要是：
（1）场效应管是多数载流子导电，不存在少数载流子的存储效应，从而有较高的开关速度。
（2）具有较宽的安全工作区而不会产生热点和二次击穿，同时它具有正的温度系数，容易并联使用，可以解决大电流问题。
（3）具有较高的开启电压，即阈值电压，因此具有较高的噪声容限和抗干扰能力，给电路设计和调试带来很大的方便。
（4）由于它是电压控制器件，具有很高的输入阻抗，因此驱动功率小，而且驱动电路简单。
可见，这些优点是双极晶体管不具备的。
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PDP驱动电路是一种高压开关电路，电压幅值负几十伏到正几百伏左右，工作频率100~233kHz，驱动电路的设计选型对PDP的画面质量尤为重要。
在基于“开关”的驱动电路设计完成后，需要解决两个问题：一是选择合适的MOS管替代驱动电路中的“开关”，二是进行MOS管的栅极驱动电路设计。
K1
Us
基于“开关”的电路
基于“MOS管”的电路
Us
K2
K3
M1
M2
M3
M4
说明：K3是“双向”开关，用2只N型MOS管实现。另外，PDP驱动电路中，大多选用性价比高的N型MOS管。
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MOS管的选型就是选择参数合适的MOS管，使驱动电路能够高效率、稳定地工作，且寿命满足要求。简单地说，就是要求MOS管的过渡过程要足够快，以便减少开关损耗；导通电阻足够小，以便减少导通损耗；关断电阻足够大，以便提高隔离作用，同时兼顾成本因素。
一、MOS管的选型
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（1）耐压BVdss(V)
（2）最大直流漏电流Id(A)
（3）漏源导通电阻Rds(on)(Ω或mΩ)
（4）漏极功耗Pd(W)
（5）输入电容Ciss(pF)
（6）上升时间tr(ns) 导通时间ton(ns) 下降时间tf(ns)
关断时间toff(ns) 反向恢复时间trr(ns)
（7）栅极总电荷Qg(nC)
（8）沟道温度Tch（℃） 结温度Tj（℃）
（9）微分电压dv/dt(V/ns)
（10）热阻Rthck(K/W)
MOS管的参数很多，达几十个，下面给出了一些设计中要重点考虑的参数，括号内为常用单位：
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在PDP驱动电路设计中，在Vdss、Id、Pd等满足要求的前提下，Rds(on)、trr、Ciss、Qg参数要认真考虑，Rds(on)为导通电阻，低的导通电阻有助于减少导通损耗，特别是与“能量回收电路”相关的MOS管（图中的M1、M2、M3、M4），低的导通电阻有助于提高能量回收的效率，降低PDP的功耗。
Us
M1
M2
M3
M4
L
X
Cs
Cp
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trr、Ciss、Qg参数影响MOS管的开关速度，低的参数值能够加快MOS管的转换过程，有助于减少MOS管的开关损耗。另外，低的Ciss和Qg参数，能够减少MOS管栅极的驱动功率，简化栅极驱动电路的设计。
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MOS管存在两种转换过程：一是导通转换过程，二是关断转换过程。
右图为MOS管导通转换过程的示意图，导通转换过程分为4个区间，Vgs－t曲线是单调递增的，对应于MOS管栅极电容的充电过程，区间Ⅲ的平台是由于MOS管的密勒电容引起的。可以看出，区间Ⅱ和Ⅲ的电压与电流重叠，是MOS管导通过程功耗最大的区域。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Id
Vds
t
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Vgs
t
Vth
二、MOS管的栅极驱动电路设计。
(a)导通过程，栅极电压Vgs-t曲线
(b)导通过程，漏源电压Vds与漏极电流Id的变化
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关断转换过程也分为4个区间，Vgs－t曲线是单调递减的，对应于MOS管栅极电容的放电过程，区间Ⅱ的平台也是由于MOS管的密