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CPU 供电的 MOSFET 自举驱动电路设计
作者：郭奉凯，郑金吾
中国石油大学信息与控制工程学院
摘要：通过对商用计算机 CPU 供电电路功率管耐压 30V MOSFET 的寄生参数的研究和试
验，设计了一个 250KHz 开关频率下的自举推挽驱动电路和门极快速放电回路，推挽电
路阻抗小，类恒流源性质，驱动能力强，减少了门极驱动损耗，增强了 MOSFET 抗干扰
能力。
关键词：场效应管；驱动电路；推挽；自举
中图分类号：TP216+.1 文献标识码：B
Design of MOSFET driver with bootstrap function
GUO Feng-kai, ZHENG Jin-wu
(College of Information and Control Engineering, China University of Petroleum,
Dongying 257061, China)
Abstract: The main purpose of this paper is designing a power MOSFET
switching driver at the frequency at 250KHz in mother board circuit. A push-pull
and a gate fast turn-off circuits are introduced and used to limit the MOSFET
switching and driving loss. Also a boot circuit is designed to meet the high
side MOSFET driving voltage requirement.
Keywords: MOSFET; Driver; Push-pull；Boot
0 引言
MOSFET 是计算机主板 CPU 开关电路中
重要的功率元件，与 BJT 相比它的损耗相
对较小，开关速度快适合于中高频开关电
路。由于 MOSFET 独特的容性物理结构，在
驱动时面临很多困难。不同的 MOSFET 和驱
动器组合给设计工作带来千变万化的难
题。同时由于处理器负载电流大，12V 负
载点电压转化的 BUCK 结构采用同步整流
方式，带来的问题是小的占空比和 MOSFET
的
大量使用使其损耗成为影响效率和散热的
主要因素。除了尽量采用低导通阻值的开
关管外，设计良好的驱动电路和快速放电
回路是解决此问题的主要措施。
1 MOSFET 开关过程
1.1 寄生参数分布模型
为研究 MOSFET 的导通过程，需要建立
MOSFET 电路模型。本文研究开关管的驱动
和损耗所需要的模型体现了低导通值
MOSFET 重要的寄生参数：G,D,S 间的电容，
GS
C ,
GD
C ,
D
S
C ，用于分析驱动过程；DS
间的寄生三极管，分析漏极扰动对 MOSFET
的影响：一是内部三极管导通而雪崩，二
是
GD
C 耦合引起门极电位上升，使 MOSFET
误导通。模型中描述的体内寄生三极管中
包含一个 MOSFET 重要的寄生器件体二极
管。体二极管是 MOSFET 制成工艺中产生的
不可避免的副产品，它和普通的 PN 结型二
极管一样有难以克服的反向恢复时间
f
t 。
在高速同步整流应用中，
f
t
直接影响开关
管的性能和损耗。
