用PNP三极管搭建MOSFET快速关断电路为什么要并联一个二极管，1000字搞定它

Part 01、前言

下图是一个使用PNP晶体管实现的MOSFET驱动电路，电路很简单，一个RGATE电阻、二极管DON和关断晶体管QOFF。这个电路设计类似“轻量版Totem-Pole”的MOSFET驱动拓扑，既保留了高效驱动的优点，又通过独特布局优化了性能。RGATE电阻和晶体管QOFF的作用很好理解，但是二极管DON有什么用呢？今天就来讲解一下。

Part 02、电路讲解

这电路的核心在于QOFF也就是关断PNP和DON开通二极管的配合，QOFF在关断期间通过基极-发射极结与MOSFET栅极-源极形成局部短路，迅速对栅极电容Cgs放电。RGATE的作用是限制开通速度，确保电流Ig≈(VDRV-Vgs(th))/RGATE（Vgs(th)为阈值电压）不过激，防止振荡。

DON二极管有什么用呢？这玩意在这里是个“多面手”：

首先DON二极管是提供开通电流路径，对MOSFET的栅极寄生电容Cgs快速充电。

其次DON二极管可以保护QOFF的基极-发射极结，避免开通过程初期的反向电压击穿QOFF的基极-发射极结，比如MOSFET开启时，栅极产生振荡可能会在QOFF的基极-发射极结产生的反向偏置电压，一般三极管基极-发射极反向耐压在6V左右，比如下图，并联一个二极管就能避免QOFF的基极-发射极结被损坏。

最小环路与低损耗：

这个电路的亮点在于优化了电流环路。MOSFET关断时，QOFF将高峰值放电电流限制在最小的环路内：栅极、源极、QOFF的集电极和发射极之间，高峰值放电电流可能达数百mA，取决于Cgs和dv/dt值，环路中的寄生电感L_parasitic通过采用短走线可以降到1nH左右，阻抗Z_L = jωL（ω = 2πf，f = 100MHz）仅约j0.6Ω，这样可以把栅极振荡被压得死死的。

而且关断电流不需要返回驱动器，避免了MOSFET误导通风险，因为驱动器输出阻抗R_driver在dv/dt出现时会产生压降。而且这还顺带把驱动器功率损耗砍了整整一半，而且QOFF一直处于不饱和状态，因为基极电流Ib < Ic / β，β ≈ 20-50，这样可以确保三极管快速切换，开关时间t ≈ Qg / Ig（Qg为栅极电荷）也会比较小。

钳位机制：

而且这个电路设计跟Totem-Pole驱动器有异曲同工之妙。QOFF的基极-发射极结和DON的正向特性，让栅极电压被钳制在：

最低：GND+0.7V（QOFF导通时）

最高：VDRV-0.7V（DON导通时）

比如VDRV = 12V，则栅极电压被钳制在0.7V到11.3V，这大大降低了栅极电压过压的风险，相当于给MOSFET装了个“防爆膜”。而且这样可以省了栅极加稳压二极管的麻烦。

这电路唯一的遗憾在于QOFF的基极-发射极压降≈0.7V，让栅极无法拉到真正的0V。当Vgs < 0.7V时，剩余电荷放不掉，关断不彻底。不过，对于高频开关场景，这点瑕疵影响不大。

总结来说：

布局：驱动器贴MOSFET放置，D_ON和Q_OFF走线要短，寄生电感降到最低。

RGATE：10-20Ω起步，示波器测Vgs波形，振铃超10%就调大。

旁路电容：VDRV旁加0.1μF+1μF，稳住瞬态。

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