MOSFET表示金屬-氧化物-半導體場效應(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)動簡單等優(yōu)點,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,但是功率MOS承受短時高溫、大電流、大電壓等過載狀況的能力弱,因此在應(yīng)用中就必須對其控制及驅(qū)動芯片進行合理的設(shè)計。基于此,本論文以可控性強、高可靠性為原則,研究并設(shè)計了一款滿足市場需求的、用于電機控制的高性能大電流功率MOS的控制和驅(qū)動IC。文中對國內(nèi)外大電流功率MOS的控制和驅(qū)動IC的研究背景和研究現(xiàn)狀進行了分析,詳解了電機的工作特點和驅(qū)動方式。根據(jù)功率MOS和電機二者的特點,綜合考慮影響大電流功率MOS的控制和驅(qū)動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IC的具體設(shè)計指標。然后針對可能會出現(xiàn)的故障狀況制定具體的保護方案。每一個保護模塊都從基本原理入手,分析了所采用的每個方案的特點和優(yōu)勢。最后,基于某代工線的0.35m的工藝平臺搭建了具體電路,包括:高壓上電及內(nèi)部電源電壓產(chǎn)生電路、帶隙基準產(chǎn)生電路、過流保護和短路保護電路、過溫保護電路、驅(qū)動電路等。其后利用cadence spectre仿真工具對電路的每個模塊以及整體電路進行了仿真,確保每個模塊在各工藝角下都能夠達到預(yù)期指標。在完成對大電流功率MOS的控制和驅(qū)動IC的電路設(shè)計、仿真分析、版圖設(shè)計后,進行流片并測試分析。結(jié)果表明:該大電流功率MOS的控制和驅(qū)動IC可工作在10V到13V電源電壓下,過溫保護閾值為175℃,開關(guān)遲滯25℃,過流保護電流為300A,短路保護電流為500A。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的意義及指標
    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)動原理
    2.1 功率MOS的電參數(shù)
    2.2 控制和驅(qū)動IC的原理和要求
    2.3 大電流功率MOS的控制和驅(qū)動IC的拓撲結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 功率MOS的控制和驅(qū)動IC的模塊設(shè)計
    3.1 LDO和帶隙基準模塊
        3.1.1 LDO和帶隙基準模塊的基本原理
        3.1.2 LDO和帶隙基準模塊的設(shè)計和仿真
    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)計和仿真
    3.5 EN以及各邏輯模塊
    3.6 驅(qū)動模塊
        3.6.1 驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)及原理
        3.6.2 驅(qū)動模塊的仿真結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
第四章 整體仿真、版圖及測試結(jié)果
    4.1 整體電路結(jié)構(gòu)及仿真
    4.2 正常啟動過程的仿真
    4.3 過溫情況的仿真
    4.4 過流和短路情況的仿真
    4.5 欠壓情況的仿真
    4.6 EN功能的仿真驗證
    4.7 版圖及測試結(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
攻讀碩士期間取得研究成果

【相似文獻】

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本文編號：2871458