MOS
MOS -最详细的介绍
U-MOSFET Structure
3.沟槽垂直导电型MOSFET管
V型沟槽：不容易生产，V尖角容易形成高的电场. U型沟槽： U-MOSFET结构90年代商业化应用，平面型的演变，切开翻转90度。 Silicon表 面刻沟槽，The N-type channel is formed on the side-wall of the trench at the surface of the P-base region. The channel length is determined by the difference in vertical extension of the P-base and N+ source regions as controlled by the ion-implant energies and drive times。栅 结构不与裸片表面平行而是构建在沟道之中垂直于表面，因此占用空间较少且使电流流 动真正垂直，最小化基本单元面积(cell pitch小)，在相同的占位空间中可以集成更多的 单元从而降低RDSON . U-MOSFET structure reduce the on-state resistance by elimination of the JFET component .
Double-diffused？？
D-MOSFET Structure
2. 平面垂直导电型功率MOSFET管
D-MOSFET Structure
2. 平面垂直导电型功率MOSFET管
The channel length of this device could be reduced to sub-micron dimensions by controlling the diffusion depths of the P-base and N+ source regions without resorting to expensive lithography tools. The device fabrication process relied up on the available planar gate technology used to manufacture CMOS integrated circuits.
mos原理
mos原理
MOS原理：现代电子技术的基础
MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）是一种半导体器件，是现代电子技术的基础之一。
MOS原理是指利用金属-氧化物-半导体结构来实现电子器件的工作原理。
MOS器件具有低功耗、高速度、高可靠性等优点，被广泛应用于集成电路、微处理器、存储器等领域。
MOS原理的基本结构是由金属、氧化物和半导体三部分组成。
金属是电极，氧化物是绝缘层，半导体是导电层。
当金属电极施加电压时，电子会在半导体中形成电子云，这个电子云会在氧化物中形成电场，从而控制半导体中的电子流动。
这种控制电子流动的方式被称为场效应，因此MOS器件也被称为场效应晶体管。
MOS器件的优点之一是低功耗。
由于MOS器件的绝缘层是氧化物，所以电流只能通过金属电极和半导体之间的电场控制，而不能通过氧化物。
这种结构使得MOS器件的电流非常小，因此功耗也很低。
MOS器件的另一个优点是高速度。
由于MOS器件的电流非常小，所以响应速度也非常快。
此外，MOS器件的结构非常简单，制造工艺也比较成熟，因此可以实现高密度集成，从而提高器件的速度。
MOS器件的可靠性也非常高。
由于MOS器件的绝缘层是氧化物，所以不容易受到外界的干扰。
此外，MOS器件的结构非常简单，没有机械部件，因此也不容易出现故障。
MOS原理是现代电子技术的基础之一，MOS器件具有低功耗、高速度、高可靠性等优点，被广泛应用于集成电路、微处理器、存储器等领域。
随着科技的不断发展，MOS器件的性能也在不断提高，未来MOS器件将会更加智能化、高效化、可靠化。
mos管的符号
mos管的符号科学发展的脚步越来越快，工程技术的进步也在不断推进，而各种各样的电子元件，如MOS管就是维护这种发展过程的关键部分，借助MOS管才能实现电子电路系统的可行性，为此特别的元件的设计，还有MOS管的符号也应引起人们的关注，本文将对MOS管的符号以及它的功能性进行讨论，探讨它的重要性。
MOS管的符号，即MOS的两个字母的缩写，是表示MOS管的参数的标记。
其中，M是指Metal-Oxide-Semiconductor(金属氧化物半导体)，O是指Oxide(氧化物)，S是指Semiconductor(半导体)。
可以看出，MOS管有三层结构，由金属、氧化物和半导体构成，这三层结构也为MOS管的符号提供了可靠的依据。
MOS管的符号有两种：NMOS(n类MOS管)和PMOS(p类MOS管)。
由于MOS管的性质不同，它们的符号也存在差异。
NMOS的符号由金属、氧化物和n型半导体共同构成；而PMOS的符号则由金属、氧化物和p型半导体构成，这样可以很清晰地区分出NMOS和PMOS的不同性质。
与其他元件相比，MOS管具有独特的优势，例如它具有较小的尺寸、较高的功率效率、较低的损耗、较细致的功能以及更少的控制信号。
因此，MOS管在电子技术中有着极为重要的地位，它能够发挥多方面的功能，比如比较、放大、校正、测量等等。
由此可见，MOS管的符号更为重要，它们不仅可以帮助我们更好地理解MOS管的特性，还能帮助我们正确设计和使用MOS管，从而发挥它们的最佳性能。
此外，MOS管的符号还可以用来描述MOS管的结构，显示它们的特性，还可以提供关于MOS管的详细信息。
例如，MOS管的封装式，例如其封装形状和电路结构，都可以通过MOS管的符号来描述。
另外，MOS管的符号还可以表示其封装大小，用以提供关于MOS管封装大小的详细信息。
从实际应用上来看，MOS管的符号与电子电路系统的设计有着密切的关系，它能够为系统的设计提供给定的参考，帮助我们正确地设计和使用MOS管。
mos输入阻抗
mos输入阻抗
mos输入阻抗指的是MOS场效应晶体管的输入端口所具有的阻抗特性。
MOS晶体管的输入阻抗比较高，一般在几百兆欧姆到几千兆欧姆之间。
这种高阻抗的特性使得MOS晶体管可以作为高阻抗放大器或者开关使用。
MOS晶体管的输入阻抗与其控制电压有关，当控制电压变化时，输入阻抗也随之变化。
这种变化情况可以通过数学模型进行描述，例如MOS模型中的Miller电容模型就可以解释MOS晶体管输入阻抗的变化规律。
在实际应用中，MOS输入阻抗的高低对电路性能有很大影响。
例如，在放大器电路中，输入阻抗过低会导致信号源的输出电压下降，从而影响放大器的增益；而输入阻抗过高则会使得电路噪声增加，影响电路的信噪比。
因此，对于不同的应用场景，需要选择合适的MOS晶体管类型和控制电压，以获得最佳的输入阻抗特性。
同时，在电路设计过程中还需要注意输入端口的匹配问题，以保证信号的传输效率和稳定性。
- 1 -。
mos管的作用功能
MOS管（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）具有多种功能，主要包括放大器、电子开关、时钟电路和射频放大器等。
放大器：MOS管可以放大模拟电信号，例如音频信号，使得音乐声音更加清晰、有力。
电子开关：MOS管可以作为电子开关，在电路中开启或关闭电路，从而实现电路的控制。
时钟电路：MOS管可用于制作时钟电路，例如计数器、时序电路等。
可以对输入信号进行处理，从而实现时钟信号的发生和计数。
射频放大器：MOS管可以作为射频放大器，放大无线电信号，从而增强信号的传输距离和质量。
转换数字电信号：MOS管可以将输入的模拟电信号转换成数字电信号或将数字电信号转换回模拟电信号。
在实际应用中，MOS管的多种功能使其在许多领域中得到广泛应用，例如音频放大、电源管理、通信等。
mos管的作用
mos管的作用
mos管是一种耐高温、耐腐蚀、耐压力的管道连接器件，常用
于石油、化工、冶金、电力等领域。
它的主要作用是连接和分配流体介质，以确保管道系统的正常运行。
首先，mos管能够实现管道的连接。
它可以连接两根或多根管道，通过密封件在连接口处形成密封，防止流体泄漏。
在实际工程中，mos管通常采用螺纹连接、焊接连接或者法兰连接等
方式，根据实际使用场景进行选择，以确保连接牢固可靠。
其次，mos管还能够分配流体介质。
在多点供应或者多点回收
的管道系统中，mos管可以将流体从一个管道引导到另一个管道，实现流体的分配和调控。
通过使用不同形式和规格的mos 管，可以根据不同需求进行合理布局，从而满足工艺流程的要求。
另外，mos管还能够承受一定的压力。
在高压管道系统中，mos管需要具备耐压性能，以确保系统的正常运行和工作安全。
通常，mos管会经过严格的压力测试和质量检验，以确保其能
够承受设计要求下的压力负荷。
此外，mos管还具有耐高温和耐腐蚀的特性。
在一些特殊的工
作环境中，例如高温、腐蚀性介质较高的场景，mos管能够有
效地抵御高温和腐蚀的侵蚀，保证管道系统的长期稳定运行。
综上所述，mos管作为一种管道连接器件，在管道系统中起到
连接、分配流体介质、承受压力以及耐高温和耐腐蚀等作用。
它对于各行业的管道工程都具有重要的意义，保障了工艺流程的顺利进行和系统的安全运行。
mos的工作原理
mos的工作原理MOS(Metal-O某ide-Semiconductor)是一种基于场效应晶体管技术的半导体器件，用于制作各种应用的集成电路。
MOS的工作原理基于半导体PN结和金属导体、氧化层之间的相互作用。
在MOS器件中，金属导体和半导体之间的氧化物形成了不同的氧化状态，从而控制了器件的导电特性。
MOS具有低功耗、高稳定性、制造成本低等优点，广泛应用于各种数字电路、放大器电路、模拟电路和存储器等领域。
MOS的结构形式主要包括pMOS和nMOS两种类型，分别由p型半导体和n型半导体构成。
nMOS与pMOS的开关原理不同，nMOS的导通通过给源极加正电压，而pMOS通过给源极加负电压来实现导通。
下面将分别介绍nMOS和pMOS的工作原理。
1.nMOS：nMOS由一个p型半导体基底、一层n型沟道和一层金属导电层构成。
在正常情况下，沟道是不导电的，因为金属电极和沟道之间的氧化物具有一定的绝缘性。
当向金属电极施加正电压时，沟道下方会形成一个p型区域，这可以促使电子从n型区域向p型区域移动，这个过程被称为势垒调制。
当沟道下方出现足够的空穴时，沟道变成了由n型异质区和p型区域构成的导通通道。
如果将金属电极换成另一个电压，则电荷通道会关闭，沟道变为不导电状态。
2.pMOS：pMOS由一个n型半导体基底、一层p型沟道和一层金属导电层构成。
与nMOS不同的是，pMOS的响应电压相反。
在正常情况下，pMOS的沟道处于导电状态。
当施加负电压时，会在n型基底中产生一个n型区域，从而吸引沟道中的空穴，导致沟道关闭，于是电荷流无法通过。
如果将金属电极换成另一个电压，则导电沟道会打开，从而允许电荷流。
总之，MOS的工作原理基于场效应晶体管技术，通过氧化层和金属导体之间的相互作用来控制电荷流的导通。
MOS优点是低功耗，制造成本低，能够制作高性能的存储器，缺点是面积和封装方式限制了集成度的发展，以及一定程度上的灵敏度问题，需要定期的校准。
mos管的栅极
mos管的栅极1. 介绍MOS管是一种重要的电子器件，广泛应用于集成电路和电子设备中。
栅极是MOS管的一个关键部分，起到控制电流流动的作用。
本文将详细探讨MOS管的栅极结构、特性和应用。
2. MOS管的栅极结构栅极是MOS管的一个重要组成部分，它位于绝缘层和沟道之间，用来控制沟道中的电子流。
MOS管的栅极通常由金属或多晶硅制成，具有良好的导电性和稳定性。
2.1 栅极材料栅极材料的选择对MOS管的性能有着重要影响。
常见的栅极材料有金属和多晶硅。
金属栅极具有良好的导电性和稳定性，但存在工艺复杂、成本高等问题。
多晶硅栅极具有较低的电阻和较好的兼容性，广泛应用于现代集成电路中。
2.2 栅极结构MOS管的栅极结构通常分为两种类型：金属栅极和多晶硅栅极。
金属栅极结构包括金属栅极、绝缘层和沟道。
多晶硅栅极结构包括多晶硅栅极、绝缘层和沟道。
两种结构都具有良好的电流控制能力，但多晶硅栅极结构更常用。
3. 栅极特性栅极在MOS管中起到控制电流流动的作用，具有以下特性：3.1 电流控制栅极通过改变电场强度来控制沟道中的电子流。
当栅极电压变化时，沟道中的电子流也会相应变化。
栅极电压越高，沟道中的电子流越大，反之亦然。
3.2 电容特性栅极与绝缘层之间形成一个电容结构，称为栅极电容。
栅极电容决定了栅极对电流的控制能力。
较大的栅极电容意味着更好的电流控制能力。
3.3 导电特性栅极材料的导电性影响着栅极的导电特性。
金属栅极具有较低的电阻，能够提供更好的电流传输能力。
多晶硅栅极虽然电阻较高，但在现代集成电路中仍广泛应用。
4. 栅极的应用MOS管的栅极在电子设备中有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：4.1 逻辑门电路栅极作为MOS管的控制部分，常用于构建逻辑门电路。
逻辑门电路是计算机和电子设备中的基本单元，栅极的电流控制能力能够实现不同逻辑功能的实现。
4.2 放大器栅极在放大器电路中起到控制和放大电流信号的作用。
通过改变栅极电压，可以调整放大器的增益和工作状态。
mos导通原理
mos导通原理MOS导通原理MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）导通原理是指当MOS场效应晶体管（MOSFET）处于导通状态时，通过控制栅极电压来控制信号的通断。
MOS导通原理是现代电子器件和集成电路中的基础原理之一，广泛应用于数字电路、模拟电路和功率放大器等领域。
MOS导通原理的实现基于MOSFET的特性。
MOSFET是一种三端器件，由栅极、漏极和源极组成。
栅极与源极之间通过绝缘层隔开，形成了栅极-绝缘层-半导体结构。
当栅极施加正向偏置电压时，电场会使得绝缘层下的导电层形成一个导电通道，从而连接了源极和漏极，使得电流得以通过，实现导通。
MOS导通原理的关键在于控制栅极电压。
当栅极电压低于临界电压（即阈值电压）时，绝缘层下的导电通道不会形成，导致MOSFET处于截止状态，无法导通。
而当栅极电压高于临界电压时，导电通道形成，电流可以顺利通过，MOSFET处于导通状态。
在数字电路中，MOS导通原理被用于实现逻辑门的功能。
逻辑门是一种基本的数字电路元件，用于对输入信号进行逻辑运算，得到输出信号。
通过控制栅极电压，可以使MOSFET的导通与截止相对应于逻辑门的逻辑1和逻辑0。
例如，当输入信号为逻辑1时，控制栅极电压高于临界电压，MOSFET导通，输出信号为逻辑1；当输入信号为逻辑0时，控制栅极电压低于临界电压，MOSFET截止，输出信号为逻辑0。
在模拟电路中，MOS导通原理被用于实现放大器的功能。
MOSFET可以通过调节栅极电压来控制漏极-源极电流，从而实现信号的放大。
当输入信号施加到栅极上时，栅极电压的变化会导致导电通道的电阻发生变化，从而改变漏极-源极电流的大小，实现信号的放大。
MOS导通原理还被应用于功率放大器中。
功率放大器是将输入信号的功率放大到一定水平的电子设备。
通过控制MOSFET的导通与截止，可以实现对输入信号功率的放大。
MOS导通原理是通过控制栅极电压来实现信号通断的原理。
MOS管放大电路
同相放大器的特点是输入阻抗低、输出阻抗高，因此具有良好的驱动能力。它通 常由一个运算放大器和两个电阻构成，其输出电压与输入电压成比例，且放大倍 数由两个电阻的比值决定。
差分放大器
总结词
差分放大器是一种用于放大差分信号的电路，其输出信号与两个输入信号之差成正比。
详细描述
差分放大器的特点是抑制共模信号、放大差分信号，因此具有较高的抗干扰性能。它通 常由两个对称的放大电路组成，分别对两个输入信号进行放大，然后通过减法器得到差
易于集成
由于MOSFET是平面结构，易 于集成到集成电路中，有利于 减小放大电路的体积和重量。
MOS管放大电路的应用场景
音频放大
用于放大音频信号，如扬声器、 耳机等。
电源管理
用于调整和放大电源电压，如直流 /直流转换器等。
信号放大
用于放大各种传感器输出的微弱信 号，如压力、温度、光等传感器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
02
输出阻抗匹配的目的是使放大电路的输出信号能够有效地传输到负载，同时避免信号的损失或失真。通过选择适 当的输出阻抗元件，可以使得放大电路的输出阻抗与负载阻抗相匹配。
带宽与增益的权衡
带宽
带宽是指放大电路能够处理的信号频 率范围。在设计和优化MOS管放大电 路时，需要考虑所需的带宽，并选择 适当的元件和电路拓扑以实现所需的 频率响应。
的调节。
电容器
01
电容器是一种储能元件， 由两个平行板中间填充 绝缘介质构成。
02
它具有隔直流通交流的 特性，常用于滤波、耦 合、旁路等电路中。
03
根据介质类型和结构， 电容器可分为固定电容 器和可变电容器两大类。
04
在MOS管放大电路中， 主要使用固定电容器， 用于实现信号耦合和滤 波等功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
MOS管驱动电路综述 2008-12-25 15:15 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。 1，MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小，且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2，MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
3，MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。
MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。
导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 4，MOS管驱动 跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。这个很容易做到，但是，我们还需要速度。 在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。 第二注意的是，普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压（VCC）相同，所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压，设计时当然需要有一定的余量。而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。现在也有导通电压更小的MOS管用在不同的领域里，但在12V汽车电子系统里，一般4V导通就够用了。
MOS管的驱动电路及其损失，可以参考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。讲述得很详细，所以不打算多写了。
5，MOS管应用电路 MOS管最显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。
现在的MOS驱动，有几个特别的需求， 1，低压应用 当使用5V电源，这时候如果使用传统的图腾柱结构，由于三极管的be有0.7V左右的压降，导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。这时候，我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险。 同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。
2，宽电压应用 输入电压并不是一个固定值，它会随着时间或者其他因素而变动。这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。 为了让MOS管在高gate电压下安全，很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。在这种情况下，当提供的驱动电压超过稳压管的电压，就会引起较大的静态功耗。 同时，如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压，就会出现输入电压比较高的时候，MOS管工作良好，而输入电压降低的时候gate电压不足，引起导通不够彻底，从而增加功耗。
3，双电压应用 在一些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压，而功率部分使用12V甚至更高的电压。两个电压采用共地方式连接。 这就提出一个要求，需要使用一个电路，让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。 在这三种情况下，图腾柱结构无法满足输出要求，而很多现成的MOS驱动IC，似乎也没有包含gate电压限制的结构。
于是我设计了一个相对通用的电路来满足这三种需求。 电路图如下：
图1 用于NMOS的驱动电路 图2 用于PMOS的驱动电路 这里我只针对NMOS驱动电路做一个简单分析： Vl和Vh分别是低端和高端的电源，两个电压可以是相同的，但是Vl不应该超过Vh。 Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱，用来实现隔离，同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。
R2和R3提供了PWM电压基准，通过改变这个基准，可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。
Q3和Q4用来提供驱动电流，由于导通的时候，Q3和Q4相对Vh和GND最低都只有一个Vce的压降，这个压降通常只有0.3V左右，大大低于0.7V的Vce。
R5和R6是反馈电阻，用于对gate电压进行采样，采样后的电压通过Q5对Q1和Q2的基极产生一个强烈的负反馈，从而把gate电压限制在一个有限的数值。这个数值可以通过R5和R6来调节。
最后，R1提供了对Q3和Q4的基极电流限制，R4提供了对MOS管的gate电流限制，也就是Q3和Q4的Ice的限制。必要的时候可以在R4上面并联加速电容。
这个电路提供了如下的特性： 1，用低端电压和PWM驱动高端MOS管。 2，用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管。 3，gate电压的峰值限制 4，输入和输出的电流限制 5，通过使用合适的电阻，可以达到很低的功耗。 6，PWM信号反相。NMOS并不需要这个特性，可以通过前置一个反相器来解决。 在设计便携式设备和无线产品时，提高产品性能、延长电池工作时间是设计人员需要面对的两个问题。DC-DC转换器具有效率高、输出电流大、静态电流小等优点，非常适用于为便携式设备供电。目前DC-DC转换器设计技术发展主要趋势有：（1）高频化技术：随着开关频率的提高，开关变换器的体积也随之减小，功率密度也得到大幅提升，动态响应得到改善。小功率DC-DC转换器的开关频率将上升到兆赫级。（2）低输出电压技术：随着半导体制造技术的不断发展，微处理器和便携式电子设备的工作电压越来越低，这就要求未来的DC-DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的要求。
这些技术的发展对电源芯片电路的设计提出了更高的要求。首先，随着开关频率的不断提高，对于开关元件的性能提出了很高的要求，同时必须具有相应的开关元件驱动电路以保证开关元件在高达兆赫级的开关频率下正常工作。其次，对于电池供电的便携式电子设备来说，电路的工作电压低（以锂电池为例，工作电压2.5～3.6V），因此，电源芯片的工作电压较低。 MOS管具有很低的导通电阻，消耗能量较低，在目前流行的高效DC－DC芯片中多采用MOS管作为功率开关。但是由于MOS管的寄生电容大，一般情况下NMOS开关管的栅极电容高达几十皮法。这对于设计高工作频率DC－DC转换器开关管驱动电路的设计提出了更高的要求。
在低电压ULSI设计中有多种CMOS、BiCMOS采用自举升压结构的逻辑电路和作为大容性负载的驱动电路。这些电路能够在低于1V电压供电条件下正常工作，并且能够在负载电容1～2pF的条件下工作频率能够达到几十兆甚至上百兆赫兹。本文正是采用了自举升压电路，设计了一种具有大负载电容驱动能力的，适合于低电压、高开关频率升压型DC－DC转换器的驱动电路。电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证，在供电电压1.5V ，负载电容为60pF时，工作频率能够达到5MHz以上。
自举升压电路 自举升压电路的原理图如图1所示。所谓的自举升压原理就是，在输入端IN输入一个方波信号，利用电容Cboot将A点电压抬升至高于VDD的电平，这样就可以在B端输出一个与输入信号反相，且高电平高于VDD的方波信号。具体工作原理如下。
当VIN为高电平时，NMOS管N1导通，PMOS管P1截止，C点电位为低电平。同时N2导通，P2的栅极电位为低电平，则P2导通。这就使得此时A点电位约为VDD，电容Cboot两端电压UC≈VDD。由于N3导通，P4截止，所以B点的电位为低电平。这段时间称为预充电周期。
当VIN变为低电平时，NMOS管N1截止，PMOS管P1导通，C点电位为高电平，约为VDD。同时N2、N3截止，P3导通。这使得P2的栅极电位升高，P2截止。此时A点电位等于C点电位加上电容Cboot两端电压，约为2VDD。而且P4导通，因此B点输出高电平，且高于VDD。这段时间称为自举升压周期。