自举电容在buck芯片上的典型应用

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1、什么是自举电容？

自举电容是利用电容两端电压不能突变的特性，当电容两端保持有一定电压时，提高电容负端电压，正端电压仍保持于负端的原始压差，等于正端的电压被负端举起来了。

核心原理：电容两端电压不能突变。

2、自举电容在buck芯片上的典型应用

如下图 1 是某buck芯片内部结构框图。一般我们用的buck芯片都会有一个BST或BOOT引脚，它通过一个100nF的电容与SW引脚相连，那么这个100nF的电容起什么作用呢？

图 1 buck芯片内部结构框图

通常我们把BST与SW引脚之间的电容叫做自举电容。图 1 中的buck芯片内部开关管由两个NMOS构成。

buck芯片工作时，当下面的NMOS导通时，SW管脚通过一个二极管与GND接通，电压在0V附近，此时自举电容(上正下负)被Boot Charge充电至一定电压大小，假设充电电压为5V，则此时电容上的电压为5V。当下面NMOS关闭，上面的NMOS导通时，SW引脚处电压由0V变为VIN，由于此时电容两端的电压不能突变，因此BST/BOOT引脚被抬升到大于VIN电压位置(VIN+5)，此时上管NMOS满足导通条件：Vgs>VIN+Vgs(th)被打开。

3、为什么有的buck芯片外面没有自举电容？

这个问题跟buck芯片内部的结构有关系。具体来说：如果内部两个开关管都是NMOS，那么是需要自举电容的。因为由上文第2条可知NMOS导通条件是Vgs>VIN+Vgs(th)，此时需要自举电容升压实现NMOS的驱动。但是当buck芯片内部PMOS管+NMOS的结构时，驱动上管PMOS就不需要产生比VIN还高的电压，也就不需要BOOT电容。如下图 2 所示：