MAX17600 - MAX17605 4A 吸/源電流、12ns 雙 MOSFET 驅(qū)動器：高速驅(qū)動的理想選擇

在電子設(shè)計領(lǐng)域，MOSFET 驅(qū)動器的性能對整個電路的效率和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。今天我們要介紹的 Maxim Integrated 公司的 MAX17600 - MAX17605 系列雙 MOSFET 驅(qū)動器，以其高速、大電流和低延遲等特性，成為了眾多應用場景中的理想選擇。

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一、器件概述

MAX17600 - MAX17605 是高速 MOSFET 驅(qū)動器，能夠提供 4A 的峰值吸/源電流。該系列器件具有多種反相和同相輸入選項，為 MOSFET 的控制提供了更大的靈活性。內(nèi)部邏輯電路可防止輸出狀態(tài)變化時出現(xiàn)直通現(xiàn)象，邏輯輸入能承受高達 +14V 的電壓尖峰，不受 VDD 電壓的影響。其傳播延遲時間極短且雙通道匹配，開關(guān)時間快，典型傳播延遲僅為 12ns，非常適合高頻電路。器件采用 +4V 至 +14V 的單電源供電，典型電源電流消耗為 1mA。

不同型號的邏輯電平差異

其中，MAX17600/MAX17601/MAX17602 具有標準 TTL 輸入邏輯電平，而 MAX17603/MAX17604/MAX17605 則具有類似 CMOS 的高噪聲容限（HNM）輸入邏輯電平。不同的邏輯電平可以根據(jù)具體的應用需求進行選擇，你在實際設(shè)計中會優(yōu)先考慮哪種邏輯電平呢？

不同輸入類型的驅(qū)動器

MAX17600/MAX17603 是雙反相輸入驅(qū)動器，MAX17601/MAX17604 是雙同相輸入驅(qū)動器，MAX17602/MAX17605 則具有一個同相和一個反相輸入。此外，這些器件還配備了使能引腳（ENA 和 ENB），方便對驅(qū)動器的操作進行更好的控制。

二、關(guān)鍵特性

1. 雙驅(qū)動器與使能輸入

雙驅(qū)動器設(shè)計可以同時控制兩個 MOSFET，使能輸入則為驅(qū)動器的開啟和關(guān)閉提供了靈活的控制方式。在需要對多個 MOSFET 進行獨立控制的應用中，這種設(shè)計就顯得尤為重要。

2. 寬電源電壓范圍

+4V 至 +14V 的單電源供電范圍，使得該驅(qū)動器能夠適應不同的電源環(huán)境，增加了其在各種應用中的通用性。

3. 大電流驅(qū)動能力

4A 的峰值吸/源電流，能夠快速地對 MOSFET 的柵極進行充電和放電，實現(xiàn) MOSFET 的快速開關(guān)，從而提高電路的效率。

4. 高輸入耐壓

邏輯輸入能承受高達 +14V 的電壓尖峰，這在一些存在電壓波動的環(huán)境中，可以有效保護驅(qū)動器免受損壞，提高了系統(tǒng)的可靠性。

5. 低傳播延遲

典型 12ns 的傳播延遲，以及 6ns 的典型上升時間和 5ns 的典型下降時間（帶 1nF 負載），確保了驅(qū)動器能夠快速響應輸入信號的變化，適用于高頻應用。

6. 通道間匹配延遲

雙通道之間的延遲匹配，使得兩個 MOSFET 的開關(guān)動作更加同步，減少了因延遲差異導致的問題。

7. 多種邏輯電平輸入

TTL 或 HNM 邏輯電平輸入，并帶有遲滯功能，增強了對噪聲的抗干擾能力，同時低輸入電容（典型值為 10pF）也減少了對前級驅(qū)動電路的負載影響。

8. 熱關(guān)斷保護

熱關(guān)斷保護功能可以在器件溫度過高時自動關(guān)閉，防止器件因過熱而損壞，提高了器件的安全性和可靠性。

9. 多種封裝選項

提供 8 引腳（3mm x 3mm）TDFN、8 引腳（3mm x 5mm）μMAX? 和 8 引腳 SO 封裝，適用于不同的 PCB 布局和散熱要求。

10. 寬工作溫度范圍

-40°C 至 +125°C 的工作溫度范圍，使得該驅(qū)動器能夠在惡劣的環(huán)境條件下正常工作。

三、應用領(lǐng)域

1. 功率 MOSFET 開關(guān)

在需要快速開關(guān)功率 MOSFET 的應用中，如開關(guān)電源、電機控制等，MAX17600 - MAX17605 可以提供足夠的驅(qū)動電流和快速的開關(guān)速度，提高系統(tǒng)的效率和性能。

2. 開關(guān)模式電源

在開關(guān)模式電源中，驅(qū)動器的性能直接影響到電源的轉(zhuǎn)換效率和輸出穩(wěn)定性。該系列驅(qū)動器的低延遲和大電流驅(qū)動能力，能夠滿足開關(guān)模式電源對快速開關(guān)和高效驅(qū)動的要求。

3. DC - DC 轉(zhuǎn)換器

DC - DC 轉(zhuǎn)換器需要精確的電壓轉(zhuǎn)換和快速的響應速度，MAX17600 - MAX17605 可以為其提供穩(wěn)定的驅(qū)動信號，確保轉(zhuǎn)換器的正常工作。

4. 電機控制

在電機控制中，需要對 MOSFET 進行精確的開關(guān)控制，以實現(xiàn)電機的調(diào)速和正反轉(zhuǎn)等功能。該系列驅(qū)動器的雙驅(qū)動器設(shè)計和靈活的使能控制，能夠滿足電機控制的需求。

5. 電源模塊

電源模塊通常需要緊湊的設(shè)計和高效的性能，MAX17600 - MAX17605 的多種封裝選項和低功耗特性，使其成為電源模塊設(shè)計的理想選擇。

四、電氣特性

1. 電源特性

VDD 工作范圍在 TTL 版本為 4V 至 14V，HNM 版本為 6V 至 14V。VDD 欠壓鎖定（UVLO）典型值為 3.5V，具有 200mV 的遲滯，可避免抖動。VDD 從欠壓鎖定恢復到輸出開啟的延遲典型值為 120μs。在不開關(guān)狀態(tài)下，VDD 電源電流典型值為 1mA，當 VDD = 4.5V、CL = 1nF 且雙通道以 1MHz 開關(guān)時，開關(guān)狀態(tài)下的電源電流典型值為 12mA。

2. 驅(qū)動器輸出特性

驅(qū)動器輸出具有 4A 的峰值吸/源電流能力。在 VDD = 14V、I_OUT = 100mA 時，上拉輸出電阻典型值為 0.88Ω，下拉輸出電阻典型值為 0.5Ω。

3. 邏輯輸入特性

不同型號的邏輯輸入具有不同的高、低電平閾值和遲滯。例如，MAX17600/MAX17601/MAX17602 的邏輯高電平輸入電壓典型值為 2.1V，邏輯低電平輸入電壓典型值為 0.8V，遲滯典型值為 0.34V；而 MAX17603/MAX17604/MAX17605 的相應值則有所不同。

4. 使能特性

使能引腳（ENA、ENB）的高、低電平閾值和遲滯也因型號而異。使能上拉電阻到 VDD 的值在不同型號中也有所不同，從 50kΩ 到 400kΩ 不等。使能信號到輸出的傳播延遲典型值為 7ns。

5. 開關(guān)特性

在不同的 VDD 電壓和負載電容下，驅(qū)動器的上升時間、下降時間、開啟延遲時間和關(guān)閉延遲時間都有相應的典型值。例如，在 VDD = 14V、CL = 1nF 時，上升時間和下降時間典型值均為 6ns，開啟和關(guān)閉延遲時間典型值均為 12ns。

五、典型工作特性

通過典型工作特性曲線可以看出，驅(qū)動器的上升時間、下降時間、傳播延遲時間和電源電流等參數(shù)與電源電壓、溫度等因素有關(guān)。例如，隨著電源電壓的升高，上升時間和下降時間會減小，傳播延遲時間也會相應減小；而電源電流則會隨著開關(guān)頻率的增加而增加。這些特性曲線可以幫助工程師在不同的工作條件下，更好地了解驅(qū)動器的性能，從而進行合理的設(shè)計。

六、引腳配置與功能

1. 引腳配置

該系列器件采用 8 引腳封裝，不同封裝類型的引腳排列有所不同，但功能基本一致。主要引腳包括使能輸入（ENA、ENB）、邏輯輸入（INA、INB）、電源輸入（VDD）、接地（GND）和驅(qū)動器輸出（OUTA、OUTB）。

2. 引腳功能

• ENA、ENB：分別為驅(qū)動器 A 和 B 的使能輸入，內(nèi)部通過 100kΩ 電阻上拉至 VDD。不連接時驅(qū)動器始終開啟，連接到 GND 時則禁用相應通道。
• INA、INB：分別為通道 A 和 B 的邏輯輸入，用于控制驅(qū)動器的輸出狀態(tài)。
• VDD：電源輸入，需要通過一個或多個低 ESR 的 0.1μF 陶瓷電容旁路到 GND。
• GND：接地引腳，是整個電路的參考電位。
• OUTA、OUTB：分別為通道 A 和 B 的驅(qū)動器輸出，用于為外部 MOSFET 的柵極提供吸/源電流，控制 MOSFET 的開關(guān)狀態(tài)。
• EP（僅 TDFN 封裝）：外露焊盤，內(nèi)部連接到 GND，但不能僅依靠該焊盤作為接地連接。

七、功能框圖與時序圖

功能框圖展示了驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號流程，時序圖則詳細說明了輸入信號與輸出信號之間的時間關(guān)系。例如，在 MAX17601/MAX17604 的時序圖中，輸入信號從低到高變化時，輸出信號的上升延遲時間為 tD - ON，下降延遲時間為 tD - OFF。這些時序參數(shù)對于精確控制 MOSFET 的開關(guān)時間非常重要。

八、應用信息

1. 電源旁路、接地和布局

在驅(qū)動大的外部電容負載時，VDD 引腳和 GND 引腳的峰值電流可接近 4A。因此，充足的電源旁路和良好的接地非常重要。建議使用 2.2μF 或更大值的陶瓷電容將 VDD 旁路到 GND，并盡可能靠近引腳放置。當驅(qū)動大負載時，還應增加至少 10μF 的存儲電容。同時，使用接地平面可以最小化接地電阻和串聯(lián)電感，減少接地偏移對電路的影響。此外，應將驅(qū)動器盡可能靠近外部 MOSFET 放置，以減少電路板電感和交流路徑電阻。

2. 功率耗散

器件的功率耗散由靜態(tài)電流、內(nèi)部節(jié)點的電容充放電和輸出電流（電容或電阻負載）三部分組成。對于電阻負載，功率耗散計算公式為 (P = D times R{ON(MAX)} times I{LOAD}^2)；對于電容負載，功率耗散計算公式為 (P = C{LOAD} times (V{DD})^2 times FREQ)（每通道）。在設(shè)計時，需要確保總功率耗散不超過器件的最大允許值。

3. 布局信息

由于驅(qū)動器的高 di/dt 特性，PCB 布局對電路性能影響很大。建議在 VDD 到 GND 之間至少放置一個 2.2μF 的去耦陶瓷電容，并在 PCB 上設(shè)置一個低電阻路徑連接到 VDD 引腳的至少 10μF 的存儲電容。同時，應盡量減小 IC 與 MOSFET 柵極之間的交流電流環(huán)路的物理距離和阻抗，以減少振鈴現(xiàn)象。在多層 PCB 中，器件周圍的元件表面層應采用包含充放電電流環(huán)路的接地平面。

九、訂購信息

該系列器件提供多種引腳封裝和配置選項，包括 8 引腳 TDFN - EP、8 引腳 SO 和 8 引腳 μMAX - EP 封裝。不同型號的邏輯電平分為 TTL 和 HNM 兩種，用戶可以根據(jù)具體需求進行選擇。所有器件的工作溫度范圍為 -40°C 至 +125°C，部分器件還提供可選的 8 引腳 2mm x 3mm TDFN 封裝。

十、總結(jié)

MAX17600 - MAX17605 系列雙 MOSFET 驅(qū)動器以其高速、大電流、低延遲和靈活的控制等特性，為電子工程師在功率 MOSFET 開關(guān)、開關(guān)模式電源、DC - DC 轉(zhuǎn)換器、電機控制和電源模塊等應用中提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在實際設(shè)計中，工程師需要根據(jù)具體的應用需求，合理選擇器件型號和封裝，同時注意電源旁路、接地和布局等問題，以確保電路的性能和可靠性。你在使用類似的 MOSFET 驅(qū)動器時，遇到過哪些問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。