圖騰柱電路,圖騰柱驅(qū)動電路設計分享-KIA MOS管

圖騰柱介紹

圖騰柱就是上下各一個三極管，上管為NPN，c極(集電極)接正電源，下管為PNP，c極(集電極)接地。兩個b極(基極)接一起，接輸入，上管和下管的e極(發(fā)射極)接到一起，接輸出，像一個"圖騰柱"。用同一信號驅(qū)動兩個b極。驅(qū)動信號為高時，NPN導通;信號為低時，PNP導通。利用兩個晶體管構(gòu)成推挽輸出。 用來匹配電壓，或者提高IO口的驅(qū)動能力。

上下兩個輸出管，從直流角度看是串聯(lián)，兩管聯(lián)接處為輸出端。上管導通下管截止輸出高電平，下管導通上管截止輸出低電平，如果電路邏輯可以上下兩管均截止則輸出為高阻態(tài)。

在開關(guān)電源中，類似的電路常稱為半橋。

電路變種

一種是兩管全用NPN，但是下管通過一個反相器接到輸入，也起到同樣作用;

還有一種是下管的e接到地，兩管之間靠一個穩(wěn)壓管代替負電源。

門電路的輸出極采用一個上電阻接一個NPN型晶體管的集電極，這個管子的發(fā)射極接下面管子的發(fā)射極同時輸出;下管的集電極接地。兩管的基極分別接前級的控制。由于此結(jié)構(gòu)畫出的電路圖有點兒象印第安人的圖騰柱，所以叫圖騰柱式輸出(也叫圖騰式輸出)。

圖騰柱作用

一方面增加了驅(qū)動能力，另一方面，當PWM的輸出端為低電平的時候，下管為MOS的結(jié)電容提供放電回路。

圖騰柱電路應用注意問題

驅(qū)動MOS管或IGBT管，某些管子可能需要比較大的驅(qū)動電流或者灌電流，這時候就需要用到圖騰柱電路，在實際使用中，如果就按照圖中所示的電路的話，往往會因為走線電感與管子的結(jié)電容引起諧振而帶來問題。可以增加電路圖中的R1與D1加速放電，避免引起共振。

如果設備抗干擾能力較弱的話，圖騰柱電路很容易受到干擾而產(chǎn)生有誤動作。為了提升圖騰柱的抗干擾能力，我們可以將電路改為下圖所示。

圖騰柱驅(qū)動電路設計

圖騰柱型驅(qū)動電路的作用在于：提升電流驅(qū)動能力，迅速完成對于門極電荷的充電或者放電的過程。

當某些管子可能需要比較大的驅(qū)動電流或者灌電流，這時候就需要用到圖騰柱電路。

器件作用說明：

Qn：N BJT

Qp：P BJT

Qmos：待驅(qū)動NMOS

Rb：基極電阻

Cb：加速電容

Rc：集電極電阻

Rg：驅(qū)動電阻

原理分析:

左邊一個輸入驅(qū)動信號Drv_b（驅(qū)動能力很弱）通過一個圖騰柱輸出電路，從三極管的發(fā)射極公共端出來得到驅(qū)動能力（帶載能力）大大增強的信號Drv_g；從能量的角度來講，弱能量信號Drv_b通過Qn和Qp的作用，從Vcc取電（獲取能量），從而變成了攜帶高能量的Drv_g信號；在這個能量傳遞的過程中，Qn和Qp分別交替工作在截至和飽和狀態(tài)；

具體工作過程（邏輯分析）如下：

以方波為例，1代表高電平，0代表零電平，-1代表負電平；Vb表示Qn和Qp的公共基極電壓，Vqn_c表示Qn管子的集電極電壓，Vqn_be表示Qn管子基極-發(fā)射極電壓，Vqp_be表示Qp基極-發(fā)射極電壓

當輸入驅(qū)動信號Drv_b=1則Vb=1，Vqn_be=1，由于：Qn兩端有一個Vcc電壓，即Vqn_ce=1，所以，Qn管飽和導通，Qn管電流主要由集電極流向發(fā)射極，Drv_g=1，這時MOS管結(jié)電容迅速充電；（Qn管飽和導通，能量由Vcc提供驅(qū)動能力大大增強）

當輸入電壓為低電平Drv_b=0則Vb=0，Vqp_be=-1，由于MOS管上的結(jié)電容存在電壓，即Vqp_ec=1，所以，Qp管飽和導通，Qp管電流主要由發(fā)射極流向集電極，Drv_g=0;這時MOS管結(jié)電容迅速放電；（Qp管飽和導通，MOS管放電速度加快）

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