图腾柱电路,图腾柱驱动电路设计分享-KIA MOS管

图腾柱介绍

图腾柱就是上下各一个三极管，上管为NPN，c极(集电极)接正电源，下管为PNP，c极(集电极)接地。两个b极(基极)接一起，接输入，上管和下管的e极(发射极)接到一起，接输出，像一个"图腾柱"。用同一信号驱动两个b极。驱动信号为高时，NPN导通;信号为低时，PNP导通。利用两个晶体管构成推挽输出。 用来匹配电压，或者提高IO口的驱动能力。

上下两个输出管，从直流角度看是串联，两管联接处为输出端。上管导通下管截止输出高电平，下管导通上管截止输出低电平，如果电路逻辑可以上下两管均截止则输出为高阻态。

在开关电源中，类似的电路常称为半桥。

电路变种

一种是两管全用NPN，但是下管通过一个反相器接到输入，也起到同样作用;

还有一种是下管的e接到地，两管之间靠一个稳压管代替负电源。

门电路的输出极采用一个上电阻接一个NPN型晶体管的集电极，这个管子的发射极接下面管子的发射极同时输出;下管的集电极接地。两管的基极分别接前级的控制。由于此结构画出的电路图有点儿象印第安人的图腾柱，所以叫图腾柱式输出(也叫图腾式输出)。

图腾柱作用

一方面增加了驱动能力，另一方面，当PWM的输出端为低电平的时候，下管为MOS的结电容提供放电回路。

图腾柱电路应用注意问题

驱动MOS管或IGBT管，某些管子可能需要比较大的驱动电流或者灌电流，这时候就需要用到图腾柱电路，在实际使用中，如果就按照图中所示的电路的话，往往会因为走线电感与管子的结电容引起谐振而带来问题。可以增加电路图中的R1与D1加速放电，避免引起共振。

如果设备抗干扰能力较弱的话，图腾柱电路很容易受到干扰而产生有误动作。为了提升图腾柱的抗干扰能力，我们可以将电路改为下图所示。

图腾柱驱动电路设计

图腾柱型驱动电路的作用在于：提升电流驱动能力，迅速完成对于门极电荷的充电或者放电的过程。

当某些管子可能需要比较大的驱动电流或者灌电流，这时候就需要用到图腾柱电路。

器件作用说明：

Qn：N BJT

Qp：P BJT

Qmos：待驱动NMOS

Rb：基极电阻

Cb：加速电容

Rc：集电极电阻

Rg：驱动电阻

原理分析:

左边一个输入驱动信号Drv_b（驱动能力很弱）通过一个图腾柱输出电路，从三极管的发射极公共端出来得到驱动能力（带载能力）大大增强的信号Drv_g；从能量的角度来讲，弱能量信号Drv_b通过Qn和Qp的作用，从Vcc取电（获取能量），从而变成了携带高能量的Drv_g信号；在这个能量传递的过程中，Qn和Qp分别交替工作在截至和饱和状态；

具体工作过程（逻辑分析）如下：

以方波为例，1代表高电平，0代表零电平，-1代表负电平；Vb表示Qn和Qp的公共基极电压，Vqn_c表示Qn管子的集电极电压，Vqn_be表示Qn管子基极-发射极电压，Vqp_be表示Qp基极-发射极电压

当输入驱动信号Drv_b=1则Vb=1，Vqn_be=1，由于：Qn两端有一个Vcc电压，即Vqn_ce=1，所以，Qn管饱和导通，Qn管电流主要由集电极流向发射极，Drv_g=1，这时MOS管结电容迅速充电；（Qn管饱和导通，能量由Vcc提供驱动能力大大增强）

当输入电压为低电平Drv_b=0则Vb=0，Vqp_be=-1，由于MOS管上的结电容存在电压，即Vqp_ec=1，所以，Qp管饱和导通，Qp管电流主要由发射极流向集电极，Drv_g=0;这时MOS管结电容迅速放电；（Qp管饱和导通，MOS管放电速度加快）

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