MOSFET表示金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管,是一種電壓控制電流型器件,具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在電子繼電器、開關(guān)電源、逆變器等電路中得到了廣泛的應(yīng)用。雖然功率MOS具有如此多的優(yōu)點(diǎn),但是功率MOS承受短時(shí)高溫、大電流、大電壓等過(guò)載狀況的能力弱,因此在應(yīng)用中就必須對(duì)其控制及驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)�；诖�,本論文以可控性強(qiáng)、高可靠性為原則,研究并設(shè)計(jì)了一款滿足市場(chǎng)需求的、用于電機(jī)控制的高性能大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC。文中對(duì)國(guó)內(nèi)外大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的研究背景和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,詳解了電機(jī)的工作特點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)方式。根據(jù)功率MOS和電機(jī)二者的特點(diǎn),綜合考慮影響大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的可靠性的諸多因素,確定了大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的整體架構(gòu)。首先,根據(jù)所選用的大電流功率MOS的具體參數(shù)提出了大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的具體設(shè)計(jì)指標(biāo)。然后針對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的故障狀況制定具體的保護(hù)方案。每一個(gè)保護(hù)模塊都從基本原理入手,分析了所采用的每個(gè)方案的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。最后,基于某代工線的0.35m的工藝平臺(tái)搭建了具體電路,包括:高壓上電及內(nèi)部電源電壓產(chǎn)生電路、帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)電路、過(guò)溫保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路等。其后利用cadence spectre仿真工具對(duì)電路的每個(gè)模塊以及整體電路進(jìn)行了仿真,確保每個(gè)模塊在各工藝角下都能夠達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。在完成對(duì)大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的電路設(shè)計(jì)、仿真分析、版圖設(shè)計(jì)后,進(jìn)行流片并測(cè)試分析。結(jié)果表明:該大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC可工作在10V到13V電源電壓下,過(guò)溫保護(hù)閾值為175℃,開關(guān)遲滯25℃,過(guò)流保護(hù)電流為300A,短路保護(hù)電流為500A。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN386
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的意義及指標(biāo)
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)原理
    2.1 功率MOS的電參數(shù)
    2.2 控制和驅(qū)動(dòng)IC的原理和要求
    2.3 大電流功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 功率MOS的控制和驅(qū)動(dòng)IC的模塊設(shè)計(jì)
    3.1 LDO和帶隙基準(zhǔn)模塊
        3.1.1 LDO和帶隙基準(zhǔn)模塊的基本原理
        3.1.2 LDO和帶隙基準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì)和仿真
    3.2 UVLO模塊
        3.2.1 UVLO模塊的原理分析
        3.2.2 UVLO模塊的設(shè)計(jì)和仿真
    3.3 OTP模塊
        3.3.1 OTP模塊的原理分析
        3.3.2 OTP模塊的設(shè)計(jì)和仿真
    3.4 電流采樣模塊以及OCP模塊和SCP模塊
        3.4.1 電流采樣模塊以及OCP模塊和SCP模塊的原理分析
        3.4.2 電流采樣模塊以及OCP和SCP模塊的設(shè)計(jì)和仿真
    3.5 EN以及各邏輯模塊
    3.6 驅(qū)動(dòng)模塊
        3.6.1 驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)及原理
        3.6.2 驅(qū)動(dòng)模塊的仿真結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
第四章 整體仿真、版圖及測(cè)試結(jié)果
    4.1 整體電路結(jié)構(gòu)及仿真
    4.2 正常啟動(dòng)過(guò)程的仿真
    4.3 過(guò)溫情況的仿真
    4.4 過(guò)流和短路情況的仿真
    4.5 欠壓情況的仿真
    4.6 EN功能的仿真驗(yàn)證
    4.7 版圖及測(cè)試結(jié)果
    4.8 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得研究成果

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本文編號(hào)：2871458