我們將在電機驅(qū)動器電路和開關穩(wěn)壓器中看到的一種非常常見的結構使用兩個功率 FET，一個堆疊在另一個之上。在操作中，上下 FET 輪流導通。首先，上部 FET 開啟，下部 FET 關閉。然后他們切換狀態(tài)。

這是國際整流器數(shù)據(jù)表中IR3870的內(nèi)部電路。這是一個非常典型的降壓穩(wěn)壓器(這意味著輸出電壓低于輸入電壓)。請牢記稱為“BOOT”的連接。

顯示功率級的 IR3870 的內(nèi)部結構。兩個 N 溝道功率 FET 在 IC 內(nèi)部，因此只需要外部無源元件。這是將IC變成工作電源的外部電路。

BOOT 連接為上部功率 FET 驅(qū)動電路供電。注意將輸入電源連接到引導引腳的肖特基二極管。在輸出端沒有任何開關活動的情況下，V-BOOT 將等于 PVCC 減去二極管壓降(幾分之一伏)。假設 PVCC=5VDC，V-BOOT 為 4.5VDC。

顯然，上下 FET 的 FET 驅(qū)動電路需要電源才能在正確的時間向每個 FET 柵極施加正電壓以將它們打開。對于較低的 FET，源極連接與電路公共端或接地相連，因此很容易上電。向柵極施加幾伏電壓，F(xiàn)ET 就會硬開啟(導通電阻非常低)。讓我們假設，在柵極上施加 4VDC 時，F(xiàn)ET 處于硬導通狀態(tài)。對于上層 FET，這更加困難。如果我們將 4VDC 施加到上 FET 柵極，它將開始打開。但是通過開啟(導通)，其源極電壓將開始上升，接近其漏極電壓。但是當源極電壓接近柵極電壓時，F(xiàn)ET 會更難地停止開啟。如果它只是在途中的一部分，功耗會很高。這正是你不知道的 想要一個開關電源。

請記住，此電源電路的目的是讓上下 FET 根據(jù) IC 中其他地方的電源控制電路的 PWM 要求輪流打開和關閉。在標記為 PHASE 的節(jié)點處產(chǎn)生的 PWM 波形應該是在 0VDC 和 5VDC 之間來回反彈的矩形波。這應用于電感器和濾波電容器以產(chǎn)生(大部分)穩(wěn)態(tài)直流輸出。

如果我們將柵極電壓提高得更高，源極將簡單地跟隨它。由于我們可用的最高電壓是 5VDC，因此我們無法充分打開上部 FET — 除非我們可以添加一個單獨的更高電壓源來驅(qū)動上部 FET 柵極。這就是我們回到 BOOT 電路的地方。

通過將一個小值電容器(可能在 0.01 到 0.1μF 范圍內(nèi))的一側連接到 PHASE 節(jié)點，將另一側連接到 BOOT 節(jié)點，我們可以得到我們 需要的東西。這就是發(fā)生的事情——假設如上所述，我們開始稍微打開上部 FET。還記得由于肖特基二極管，BOOT 電容器的上側為 4.5VDC。隨著上部 FET 稍微開啟，PHASE 節(jié)點電壓開始向 5VDC 上升。這會將 BOOT 電容器的上側相應推高，從而提高上 FET 驅(qū)動電路的電源電壓。這會使上部 FET 開啟更多;該過程迅速將 BOOT 電壓提高到幾乎是 PVCC 電壓的兩倍。

由于此電壓供應完全基于電容器上的電荷，因此它不會保持很高的時間，但它只需要在幾十到幾百微秒內(nèi)可用。然后整個過程重復。我們將在許多不同的電源中看到該電路。它允許上部 FET 通過自己的自舉將其柵極拉高而自行開啟。