Skyworks Si8751/52：创新型隔离式FET驱动器的卓越之选

在电子设计领域，固态继电器（SSR）的应用日益广泛，而Skyworks的Si8751/52系列隔离式FET驱动器为SSR的设计带来了新的思路和解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品的特点、应用以及相关技术细节。

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产品概述

Si875x系列能够创建自定义的固态继电器配置，它将强大的隔离技术与SSR FET驱动器集成在一起。该产品无需浮动的次级侧直流电源，因为它能自行产生独立的栅极驱动输出电压。当与客户选择的外部FET结合使用时，可形成一个完整的固态继电器，使客户能够在成本、PCB面积、功率、导通电阻和热性能等方面优化其系统。

输入控制方式

客户可以根据应用需求选择数字输入控制（Si8751）或二极管仿真控制（Si8752）。这两种控制方式为不同的应用场景提供了灵活的选择。

输出特性

Si875x集成了多功能输出，支持驱动交流或直流负载配置。同时，它消除了对笨重机械继电器的需求，机械继电器不仅难以组装到PCB上，还会给系统带来开关噪声。与传统的SSR相比，Si875x没有传统光耦合器式LED输入的温度范围限制，能够在全工业和汽车温度范围内提供更高的稳定性和更长的使用寿命。

性能指标

Si875x只需1 mA的输入电流就能以标称10 V的电压驱动FET栅极。将输入电流增加到10 mA时，开启时间可快至94 μs。Si8751的输入侧电压在2.25 V至5.5 V之间灵活可调，支持与低功耗控制器无缝连接。此外，该系列产品还提供有源米勒钳位功能，可防止在FET漏极出现高dV/dt时外部FET意外开启。

技术亮点

隔离技术

Si875x的工作原理类似于光耦合器和栅极驱动器，但采用了RF载波调制而非光调制。这种简单的架构提供了强大的隔离数据路径，启动时无需特殊考虑或初始化。一个通道由RF发射器和RF接收器组成，它们被基于半导体的隔离屏障分隔开。RF开关键控方案优于脉冲编码方案，具有出色的抗噪声能力、低功耗和更好的抗磁场干扰能力。

米勒钳位功能

Si875x提供了一个钳位装置，用于防止在FET漏极出现高dV/dt时外部FET意外开启。通过在FET的漏极和MCAPx输入之一之间连接一个电容器，当该引脚出现突然的正斜率时，Si875x内的钳位装置将激活，在栅极和源极引脚之间提供低阻抗路径，从而防止FET意外开启。该产品提供两个米勒钳位输入引脚，适用于交流开关配置，可保护两个FET。连接MCAPx引脚和使用米勒钳位功能是可选的，即使这些引脚未连接，设备也能正常工作。推荐连接外部FET漏极和Si875x设备的电容器值通常为10 pf，若应用中dV/dt非常大且钳位不足以使外部FET保持关断状态，可将电容器值增加至100 pf，电容器的额定电压应大于或等于FET漏极预期的峰值电压，其与dV/dt的关系由公式(C = I{MC} / (dV/dt))决定，其中(I{MC})是米勒钳位输入电流（最大6 mA），dV/dt是预期的压摆率。

应用案例

直流SSR应用

Si875x可用于控制直流负载。在这种配置中，Si8751为外部FET的栅极充电，使其导通，从而将由VDC提供的电源切换到负载上。使用Si8752时，输出侧电路相同。

交流SSR应用

Si875x也可用于控制交流负载的电源。在这种配置中，Si8751提供的电荷使两个FET导通，允许交流电流流向负载。当Si875x关闭时，两个FET的栅极电荷被耗尽，交流电流被切断。使用Si8752时，输出侧电路同样相同。

电气规格

工作条件

Si8751/52在不同的温度范围和电源电压下有不同的规格。对于汽车应用，(VDD = 2.25)至5.5V，(GND = 0V)，(T{A} = -40)至 +125°C；对于工业应用，(VDD = 2.25)至5.5V，(GND = 0V)，(T{A} = -40)至 +105°C。典型规格在25°C下测量，结温范围为 -40至 +150°C。

具体参数

文档中详细列出了Si8751和Si8752的各项电气参数，包括输入侧的电源电压、电源电流、输入电压等，以及驱动侧的栅极关断电压、栅极导通电压、导通阻抗、开启时间和关断时间等。例如，Si8751在输入电压为VDD且TT接地时，栅极导通电压为7.5至13 V，开启时间（达到50%的V G(ON) ）为42至120 μs。Si8752在输入电流为1 mA时，栅极导通电压为8至13 V，开启时间（达到50%的V G(ON) ）为463至720 μs。此外，还给出了米勒钳位电流、米勒钳位下拉电流、栅极关断阻抗和共模瞬态抗扰度等参数。

封装与标识

封装形式

Si8751和Si8752采用符合ROHS标准的SOIC - 8封装，提供紧凑的、行业标准的封装尺寸，并满足爬电距离和电气间隙的要求。

引脚描述

文档详细介绍了Si8751和Si8752的引脚功能。Si8751的引脚包括输入侧电源（VDD）、开启时间控制（TT）、数字控制输入（IN）、输入侧接地（GND）、连接开关FET源极（SOURCE）、米勒电容控制（MCAP2和MCAP1）和连接开关FET栅极（GATE）。Si8752的引脚包括未连接（NC）、LED仿真器阳极（ANODE）、未连接（NC）、LED仿真器阴极（CATHODE）、连接开关FET源极（SOURCE）、米勒电容控制（MCAP2和MCAP1）和连接开关FET栅极（GATE）。

顶部标识

8引脚窄体SOIC封装的Si875x顶部标识包含三行信息。第一行是客户零件编号，包含产品系列、输入类型和隔离等级等信息；第二行是制造代码；第三行是模具日期对应的年份和工作周。

总结

Skyworks的Si8751/52系列隔离式FET驱动器以其创新的设计、卓越的性能和灵活的应用方式，为固态继电器的设计提供了一个优秀的解决方案。无论是在汽车、工业还是其他领域，该系列产品都能满足不同客户的需求，帮助工程师优化系统设计，提高产品的可靠性和性能。你在实际应用中是否使用过类似的产品呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。