自举升压电路VIP专享

第 1 页 共 6 页 自举升压电路 自举升压电路的原理图，如图1 所示。所谓的自举升压原理，就是在输入端IN 输入一个方波信号，利用电容Cboot将A 点电压抬升至高于VDD 的电平，这样就可以在B 端输出一个与输入信号反相，且高电平高于VDD 的方波信号。具体工作原理如下。 当VIN 为高电平时，NMOS 管N1 导通，PMOS 管P1 截止，C 点电位为低电平。同时N2 导通，P2 的栅极电位为低电平，则P2 导通。这就使得此时A 点电位约为VDD，电容Cboot两端电压UC≈VDD。由于N3 导通，P4 截止，所以B 点的电位为低电平。这段时间称为预充电周期。 当VIN 变为低电平时，NMOS 管N1 截止，PMOS 管P1 导通，C 点电位为高电平，约为VDD。同时N2、N3 截止，P3 导通。这使得P2 的栅极电位升高，P2 截止。此时A点电位等于C 点电位加上电容Cboot两端电压，约为2VDD。而且P4 导通，因此B 点输出高电平，且高于VDD。这段时间称为自举升压周期。 实际上，B 点电位与负载电容和电容Cboot的大小有关，可以根据设计需要调整。具第 2 页 共 6 页 体关系将在介绍电路具体设计时详细讨论。在图2 中给出了输入端IN 电位与A、B 两点电位关系的示意图。 驱动电路结构 图3 中给出了驱动电路的电路图。驱动电路采用 Totem 输出结构设计，上拉驱动管为 NMOS 管 N4、晶体管 Q1 和 PMOS 管 P5。下拉驱动管为 NMOS 管 N5。图中CL 为负载电容，Cpar 为 B 点的寄生电容。虚线框内的电路为自举升压电路。 本驱动电路的设计思想是，利用自举升压结构将上拉驱动管 N4 的栅极（B 点）电位抬升，使得 UB>VDD+VTH ，则 NMOS 管 N4 工作在线性区，使得 VDSN4 大大减小，最终可以实现驱动输出高电平达到 VDD。而在输出低电平时，下拉驱动管本身就工作在线性区，可以保证输出低电平位GND。因此无需增加自举电路也能达到设计要求。 考虑到此驱动电路应用于升压型 DC－DC 转换器的开关管驱动，负载电容 CL 很大，一般能达到几十皮法，还需要进一步增加输出电流能力，因此增加了晶体管 Q1 作为上拉驱动管。这样在输入端由高电平变为低电平时，Q1 导通，由 N4、Q1 同时提供电流，OUT端电位迅速上升，当 OUT 端电位上升到 VDD－VBE 时，Q1 截止，N4 继续提供电流对负载电容充电，直到 OUT 端电压达到 VDD。 第 3 页 共 6 页 在OUT 端为高电平期间，A 点电位会由于电容Cboot 上的电荷泄漏等原...