高速MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片MAX17600 - MAX17605：設(shè)計(jì)利器與應(yīng)用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng)芯片的性能直接影響著整個(gè)電路系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。今天，我們就來深入探討一下Maxim Integrated推出的MAX17600 - MAX17605系列高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng)芯片，看看它有哪些出色的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、芯片概述

MAX17600 - MAX17605是一系列高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng)芯片，具備4A的峰值灌/拉電流能力，傳播延遲時(shí)間僅為12ns ，非常適用于高頻電路設(shè)計(jì)。該系列芯片有多種反相和同相型號(hào)可供選擇，為MOSFET的控制提供了更大的靈活性。

同時(shí)，芯片內(nèi)部集成了邏輯電路，可有效防止輸出狀態(tài)變化時(shí)出現(xiàn)直通現(xiàn)象。邏輯輸入能夠承受高達(dá)+14V的電壓尖峰，而不受電源電壓的影響。此外，雙通道之間的傳播延遲時(shí)間被最小化并且匹配，確保了信號(hào)的同步性。

該系列芯片工作在+4V至+14V的單電源下，典型電源電流消耗僅為1mA ，具有低功耗的特點(diǎn)。其中，MAX17600/MAX17601采用標(biāo)準(zhǔn)TTL輸入邏輯電平，而MAX17603/MAX17604/MAX17605則采用類似CMOS的高噪聲容限（HNM）輸入邏輯電平。

芯片提供了使能引腳（ENA、ENB），方便對(duì)驅(qū)動(dòng)操作進(jìn)行更好的控制。它們采用8引腳（3mm x 3mm）TDFN、8引腳（3mm x 5mm）μMAX?和8引腳SO封裝，工作溫度范圍為 - 40°C至+125°C，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

二、主要特性剖析

（一）雙驅(qū)動(dòng)及使能輸入

芯片集成了雙驅(qū)動(dòng)功能，并配備使能輸入引腳，能夠獨(dú)立控制每個(gè)通道的開關(guān)狀態(tài)，為電路設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性和控制方式。

（二）寬電源電壓范圍

+4V至+14V的單電源供電范圍，使得芯片能夠適應(yīng)不同的電源系統(tǒng)，滿足多樣化的設(shè)計(jì)需求。

（三）大電流驅(qū)動(dòng)能力

具備4A的峰值灌/拉電流能力，可以為MOSFET提供快速的充放電電流，實(shí)現(xiàn)快速的開關(guān)動(dòng)作，從而提高電路的工作效率。

（四）高耐壓輸入保護(hù)

邏輯輸入能夠承受高達(dá)+14V的電壓尖峰，有效地保護(hù)芯片免受電壓沖擊的損害，提高了系統(tǒng)的可靠性。

（五）低延遲和匹配延遲

僅12ns的傳播延遲時(shí)間，以及雙通道之間匹配的延遲，確保了信號(hào)的快速傳輸和同步，非常適合高頻電路的設(shè)計(jì)。

（六）多種邏輯電平輸入

提供TTL和HNM兩種邏輯電平輸入選擇，并且?guī)в羞t滯特性，增強(qiáng)了抗噪聲能力，能夠在不同的邏輯環(huán)境下穩(wěn)定工作。

（七）低輸入電容

典型輸入電容僅為10pF，減少了輸入信號(hào)的負(fù)載，降低了功耗，提高了電路的響應(yīng)速度。

（八）熱關(guān)斷保護(hù)

具備熱關(guān)斷保護(hù)功能，當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷輸出，防止芯片因過熱而損壞，延長了芯片的使用壽命。

（九）多種封裝選擇

提供TDFN、μMAX和SO三種封裝形式，方便工程師根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和PCB布局進(jìn)行選擇。

三、電氣特性詳解

（一）電源特性

• 電源電壓范圍：TTL版本的電源電壓范圍為4V至14V，HNM版本為6V至14V。
• 欠壓鎖定：當(dāng)電源電壓低于欠壓鎖定（UVLO）閾值（典型值為3.6V）時(shí)，輸出級(jí)的n通道器件導(dǎo)通，p通道器件截止，輸出保持低電平。同時(shí)，UVLO具有200mV的典型遲滯，可避免抖動(dòng)。從UVLO到輸出的延遲時(shí)間典型值為120μs。
• 電源電流：在不切換狀態(tài)下，當(dāng)電源電壓為14V時(shí)，典型電源電流消耗為1mA；在電源電壓為4.5V、負(fù)載電容為1nF且雙通道以1MHz切換時(shí)，典型電源電流為12mA。

（二）驅(qū)動(dòng)輸出特性

• 峰值輸出電流：在電源電壓為14V、負(fù)載電容為10nF時(shí)，灌/拉峰值輸出電流可達(dá)4A。
• 驅(qū)動(dòng)輸出電阻：在不同的電源電壓和輸出電流條件下，驅(qū)動(dòng)輸出電阻有所不同。例如，在電源電壓為14V、輸出電流為100mA時(shí)，上拉驅(qū)動(dòng)輸出電阻典型值為0.88Ω，下拉驅(qū)動(dòng)輸出電阻典型值為0.5Ω。

（三）邏輯輸入特性

• 邏輯高/低輸入電壓：MAX17600/1/2的邏輯高輸入電壓典型值為2.1V，邏輯低輸入電壓典型值為0.8V；MAX17603/4/5的邏輯高輸入電壓典型值為4.25V，邏輯低輸入電壓典型值為2.0V。
• 邏輯輸入遲滯：MAX17600/1/2的邏輯輸入遲滯典型值為0.34V，MAX17603/4/5的邏輯輸入遲滯典型值為0.9V，有助于提高抗噪聲能力。
• 邏輯輸入漏電流和偏置電流：在不同的輸入電壓條件下，邏輯輸入漏電流和偏置電流也有相應(yīng)的規(guī)定值。
• 邏輯輸入電容：典型值為10pF，對(duì)輸入信號(hào)的影響較小。

（四）使能特性

使能引腳的高/低電平電壓和遲滯特性與邏輯輸入類似，同時(shí)使能引腳到輸出的傳播延遲時(shí)間典型值為7ns。

（五）開關(guān)特性

在不同的電源電壓和負(fù)載電容條件下，輸出的上升時(shí)間、下降時(shí)間、導(dǎo)通延遲時(shí)間和關(guān)斷延遲時(shí)間都有相應(yīng)的典型值。例如，在電源電壓為14V、負(fù)載電容為1nF時(shí)，上升時(shí)間和下降時(shí)間典型值均為6ns，導(dǎo)通和關(guān)斷延遲時(shí)間典型值均為12ns。

（六）匹配特性

通道A和通道B之間的匹配傳播延遲時(shí)間在電源電壓為14V、負(fù)載電容為10nF時(shí)典型值為8ns，確保了雙通道信號(hào)的同步性。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

（一）功率MOSFET開關(guān)

芯片的大電流驅(qū)動(dòng)能力和快速開關(guān)特性，能夠有效地驅(qū)動(dòng)功率MOSFET進(jìn)行快速開關(guān)動(dòng)作，提高功率轉(zhuǎn)換效率。

（二）開關(guān)模式電源

在開關(guān)模式電源中，芯片可以為MOSFET提供準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高效的電源轉(zhuǎn)換。

（三）DC - DC轉(zhuǎn)換器

幫助DC - DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)快速的電壓轉(zhuǎn)換，提高轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。

（四）電機(jī)控制

為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的MOSFET提供可靠的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。

（五）電源模塊

適用于各種電源模塊的設(shè)計(jì)，提升模塊的性能和可靠性。

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（一）電源旁路、接地和布局

• 由于芯片在驅(qū)動(dòng)大外部電容負(fù)載時(shí)，VDD引腳和GND引腳的峰值電流可達(dá)4A，因此需要充足的電源旁路電容和良好的接地。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(dāng)驅(qū)動(dòng)大負(fù)載時(shí)，還需要增加10μF或更多的并聯(lián)存儲(chǔ)電容。
• 采用接地平面可以最小化接地返回電阻和串聯(lián)電感，減少接地偏移對(duì)電路的影響。
• 應(yīng)將芯片盡可能靠近被驅(qū)動(dòng)的外部MOSFET放置，以進(jìn)一步減小電路板電感和交流路徑電阻。

（二）功率耗散

芯片的功率耗散由靜態(tài)電流、內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電容充放電以及輸出電流（電容或電阻負(fù)載）三部分組成。需要確保這些部分的總和不超過最大功耗限制。對(duì)于電阻負(fù)載和電容負(fù)載，功率耗散的計(jì)算方法有所不同，具體公式可參考文檔。

（三）PCB布局

• 為了減小大電流切換產(chǎn)生的高di/dt引起的振鈴現(xiàn)象，需要遵循一些PCB布局指南。例如，在VDD和GND之間至少放置一個(gè)2.2μF的去耦陶瓷電容，并確保至少一個(gè)10μF的存儲(chǔ)電容通過低電阻路徑連接到芯片的VDD引腳。
• 在多層PCB中，芯片周圍的元件表面層應(yīng)包含一個(gè)接地平面，以容納充電和放電電流環(huán)路，并盡量減小這些交流電流路徑的物理距離和阻抗。

六、訂購信息

MAX17600 - MAX17605系列芯片提供了多種封裝和配置選項(xiàng)，具體的訂購信息可以參考文檔中的訂購表。所有器件的工作溫度范圍均為 - 40°C至+125°C，部分型號(hào)還提供了無鉛/RoHS兼容封裝。

總之，MAX17600 - MAX17605系列高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng)芯片以其出色的性能和豐富的特性，為電子工程師在高頻電路設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)可靠的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，只要注意設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)，合理布局和使用芯片，就能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)。大家在使用過程中有遇到什么問題，或者有其他的見解，歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論！