閘極驅動器

閘極驅動器是一個小型功率放大器，它唯一的工作就是快速地對一顆 MOSFET 的閘極充電與放電。微控制器的腳位能設定閘極電壓，但無法供應那股短暫而巨大的電流突波，把一顆大閘極電容在奈秒內上下猛拉。閘極驅動器坐在微弱的邏輯訊號與功率 MOSFET 之間，接過一個無力的命令，向閘極推進或拉出數安培的電流，讓轉態俐落。

為什麼要這麼做？因為緩慢的閘極轉態代價高昂。當 MOSFET 從關穿越到開時，它會經過線性區，電壓與電流同時都很高，整段時間都在散熱。閘極驅動器越快把它彈過那個危險區，每次切換損失的能量就越少。典型的驅動器可能供應與汲取一安培或數安培、輸出阻抗很低，於是一顆 20 nC 的閘極能在數十奈秒而非數微秒內移動。

閘極驅動器也處理那些棘手的工作：高側驅動器內含自舉或電荷泵，把閘極抬到電源軌之上，給高側 N 通道開關用；許多還加上欠壓鎖定與半橋的死區時間控制等保護。誠實的現實是：在任何真實的切換速度或功率等級下，你不會直接用邏輯腳位去驅動功率 MOSFET：你會用一個正規的閘極驅動器，否則就要以發熱、振鈴和不可靠的切換來付出代價。