解析 ON Semiconductor FAN7085 - GF085 高侧栅极驱动器

一、产品概述

ON Semiconductor（现更名为 onsemi）推出的 FAN7085 - GF085 是一款带有复位输入和内置充电 FET 的高侧栅极驱动 IC，专为 MOSFET 或 IGBT 的高压、高速驱动而设计，最高可在 300V 电压下工作。该产品采用了 ON Semiconductor 的高压工艺和共模噪声消除技术，能在高 dV/dt 噪声环境下稳定运行。

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二、产品特性

2.1 高可靠性与兼容性

• AEC Q100 认证：符合汽车级标准，适用于对可靠性要求极高的汽车电子应用。
• 宽电压范围：浮动通道设计支持高达 300V 的自举操作，栅极驱动电源范围为 4.5V 至 20V。
• 抗负瞬态电压：VS 引脚能够耐受负瞬态电压，且具有 dv/dt 免疫能力。
• 逻辑输入兼容性：逻辑输入与标准 CMOS 输出兼容，方便与其他数字电路集成。

2.2 保护与控制功能

• 欠压锁定（UVLO）：当 VCC 和 VBS 低于指定阈值电压时，UVLO 电路可防止器件误操作。
• 复位输入：通过复位输入信号可灵活控制驱动器的启用和禁用。
• 内置充电 FET：用于自举电路刷新，对于需要在负载高低侧进行开关操作的电路拓扑非常有用。

三、典型应用

3.1 汽车领域

• 柴油和汽油喷油器/阀门：可精确控制喷油器和阀门的开关，提高燃油喷射效率和发动机性能。

  3.2 电力电子领域

• MOSFET 和 IGBT 高侧驱动应用：为 MOSFET 和 IGBT 提供稳定的栅极驱动信号，确保功率开关的可靠工作。

四、技术参数

4.1 绝对最大额定值

参数	符号	最小值	最大值	单位
高侧浮动电源电压	VBS	-0.3	25	V
高侧驱动器输出级电压（负瞬态：0.5 ms，外部 MOSFET 关断）	VB	-5	325	V
高侧浮动电源偏移电压（负瞬态 0.2 us）	Vs	-25	300	V
高侧浮动输出电压	VHO	VS - 0.3	VB + 0.3	V
电源电压	VCC	-0.3	25	V
IN - 输入电压	VIN	-0.3	Vcc + 0.3	V
RESET - 输入电压	VRES	-0.3	Vcc + 0.3	V
功率耗散	Pd		0.625	W
热阻（结到环境）	Rthja		200	°C/W
静电放电电压（人体模型）	VESD	1.5K		V
充电器件模型	VCDM	500		V
结温	Tj		150	°C
存储温度	TS	-55	150	°C

4.2 推荐工作条件

参数	符号	最小值	最大值	单位
高侧浮动电源电压（DC）（瞬态：-10V@ 0.2 us）	VB	VS + 4.5	VS + 20	V
高侧浮动电源偏移电压（DC）（@VBS = 7V）	VS	-3	300	V
高侧浮动电源偏移电压（瞬态）（0.2us @VBS < 25V）	VS	-25	300	V
高侧浮动输出电压	VHO	Vs	VB	V
允许的偏移电压转换速率	dv/dt	-	50	V/ns
逻辑部分电源电压	VCC	4.5	20	V
IN - 输入电压	VIN	0	Vcc	V
RESET - 输入电压	VRESET	0	Vcc	V
开关频率	Fs		200K	Hz
最小低输入宽度	tIN(low,min)	560	-	ns
最小高输入宽度	tIN(high,min)	60	-	ns
VB 相对于 GND 的最小工作电压	VB (MIN)	4	-	V
环境温度	Ta	-40	125	°C

4.3 静态电气特性

在 -40°C <= Ta <= 125°C，VCC = 5V，VBS = 7V，VS = 0V，VRESET = 5V，RL = 50Ω，CL = 2.5nF 的条件下：

• 电源特性：如 VCC 和 VBS 电源欠压正阈值、负阈值、滞回等参数。
• 输入特性：包括 IN - 和 RESET - 的高低逻辑电平输入电压、输入偏置电流、输入电阻等。
• 输出特性：如高电平输出电压、低电平输出电压、峰值输出源电流、峰值输出灌电流、等效输出电阻等。
• 充电特性：充电 FET 的导通和关断传播延迟、导通状态电压降等。
• 死区时间特性：高侧关断到充电栅极导通、充电栅极关断到高侧导通的时间。

4.4 动态电气特性

同样在上述条件下，包含输入到输出的导通和关断传播延迟、RESET 到输出的导通和关断传播延迟、输出上升时间和下降时间等参数。

五、逻辑表与应用电路

5.1 逻辑表

通过逻辑表可以清晰地了解 VCC、VBS、RESET -、IN - 与 Ho 和 RechFET 状态之间的关系，为电路设计和控制提供依据。

5.2 典型应用电路

文档中给出了典型应用电路和应用示例，帮助工程师快速搭建实际应用电路。同时，还提供了输入 - 输出波形图，包括输入/输出时序图、复位时序图、VB 压降图等，有助于工程师分析电路的工作状态和性能。

六、性能图表

性能图表基于 -40°C 至 125°C 的环境温度，展示了各种参数随温度、电源电压等因素的变化关系，如正 IN 和 RESET 阈值与 VCC 电源的关系、输出灌电流与 VBS 电源的关系等。这些图表对于工程师在不同工作条件下评估和优化电路性能具有重要参考价值。

七、总结

FAN7085 - GF085 高侧栅极驱动器凭借其丰富的特性、广泛的应用范围和详细的技术参数，为电子工程师在设计高压、高速驱动电路时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体需求和工作条件，合理选择和使用该产品，并结合相关的性能图表和应用信息，确保电路的稳定运行和性能优化。大家在使用过程中，有没有遇到过类似产品的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。