「MOSFETドライバー」ICの目的は何ですか

利用可能な専用の「MOSFETドライバ」ICがあります（ICL7667、Max622 / 626、TD340、IXD * 404）。また、IGBTを制御するものもあります。これらの実用的な目的は何ですか？スイッチング速度を最大化すること（ゲート容量を駆動すること）がすべてですか、それとも他の動機がありますか？

MOSFETドライバーIC（前述のICL7667など）は、MOSFETのゲートを迅速かつ完全に切り替えることを目的として、TTLまたはCMOS論理信号を高電圧および高電流に変換します。

通常、マイクロコントローラの出力ピンは、2N7000などの小信号ロジックレベルMOSFETを駆動するのに適切です。ただし、より大きなMOSFETを駆動する場合、2つの問題が発生します。

1. 高いゲート容量-デジタル信号は、小さな負荷（10〜100pF程度）を駆動するためのものです。これは、数千pFになる可能性のある多くのMOSFETよりもはるかに少ないです。
2. より高いゲート電圧-3.3Vまたは5Vの信号では不十分なことがよくあります。通常、MOSFETを完全にオンにするには8〜12Vが必要です。

最後に、多くのMOSFETドライバーは、Hブリッジでモーターを制御する目的で明示的に設計されています。

はい、それは、ゲートに大量の電流をダンプすることによりスイッチング速度を最大化することです。そのため、パワーMOSFETは遷移状態で可能な限り最小の時間を費やし、したがってより少ないエネルギーを浪費し、それほど熱くなりません。

それはあなたがリストした部品のデータシートで同じように言っています:)

ICL7667は、TTLレベル信号を高電流出力に変換するように設計されたデュアルモノリシック高速ドライバーです。その高速および電流出力により、高いスルーレートと低い伝搬遅延で大きな容量性負荷を駆動できます。電流出力 は、ゲート容量を急速に充電および放電することにより、パワーMOSFETの電力損失を最小限に抑えます。

はい。もう1つの理由は、橋の「ハイサイド」を運転することです。このため、これらのICにはダイオード電圧マルチプライヤを備えた外部コンデンサと内部発振器があるため、ゲート駆動出力はブリッジおよび/またはバス電圧よりも数ボルト高い電圧を提供します。

スイッチング中にゲート電流を計算する場合、次の式を使用できます。

Ig = Q / t

ここで、Qはクーロン単位のゲート電荷（データシートのnC）、tはスイッチング時間（nCを使用する場合はns）です。

20 nsで切り替える必要がある場合、総ゲート電荷が50 nCの一般的なFETには2.5Aが必要です。ゲート電荷が10 nC未満のニンブラー部品を見つけることができます。高価なドライバーICではなく、MOSFETを駆動するためにトーテム構成で2つのBJTを使用することを好みます。