MOS管驅動(dòng)電路-詳解MOS管和MOS管驅動(dòng)電路之間的聯(lián)系

在使用MOS管設計開(kāi)關(guān)電源或者馬達驅動(dòng)電路的時(shí)候，大部分人都會(huì )考慮MOS管的導通電阻、最大電壓、最大電流等，也有很多人僅僅考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的，但并不是優(yōu)秀的，作為正式的產(chǎn)品設計也是不允許的。下面是我對MOS及MOS驅動(dòng)電路基礎的一點(diǎn)總結，其中參考了一些資料。包括MOS管的介紹、特性、驅動(dòng)以及應用電路。

MOSFET管FET的一種(另一種是JEFT)，可以被制造成增強型或耗盡型，P溝道或N溝道共4種類(lèi)型，但實(shí)際應用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管，所以通常提到的NMOS，或者PMOS就是指這兩種。

至于為什么不適用號耗盡型的MOS管，不建議刨根問(wèn)底。對于這兩種增強型MOS管，比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小，且容易制造。所以開(kāi)關(guān)電源和馬達驅動(dòng)的應用中，一般都用NMOS，下面的介紹中，也多以NMOS為主。

MOS管的三個(gè)管教之間有寄生電容存在，這不是我們需要的，而是由于制造工藝限制產(chǎn)生的，寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動(dòng)電路的時(shí)候要麻煩一些，但沒(méi)有辦法避免，后邊再詳細介紹。

在MOS管原理圖上可以看到漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管，這個(gè)叫體二極管，在驅動(dòng)感性負載(如馬達)，這個(gè)二極管很重要。順便說(shuō)一句，體二極管只在單個(gè)的MOS管中存在，在集成電路芯片內部通常是沒(méi)有的。

MOS管導通特性

導通的意思是作為開(kāi)關(guān)，相當于開(kāi)關(guān)閉合。

NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會(huì )導通，適用于源極接地的情況(低端驅動(dòng))，只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。

PMOS的特性，Vgs小于一定的值就會(huì )導通，適用于源極接Vcc的情況(高端驅動(dòng))。但是，雖然PMOS可以很方便的用作高端驅動(dòng)，但由于導通電阻大，價(jià)格貴，替換種類(lèi)少等原因，在高端驅動(dòng)中，通常還是用NMOS。

MOS管.MOS管驅動(dòng),MOS管驅動(dòng)電路

MOS開(kāi)關(guān)管損失

不管是NMOS還是PMOS，導通后都有導通電阻存在，這樣點(diǎn)電流就會(huì )在這個(gè)電阻上消耗能量，這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會(huì )減小導通損耗，現在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫伏左右，幾豪歐的也有。MOS在導通和截止的時(shí)候，一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個(gè)下降的過(guò)程，流過(guò)的電流有一個(gè)上升的過(guò)程，在這段時(shí)間內，MOS管的損失時(shí)電壓和電流的乘積，叫做開(kāi)關(guān)損失。通常開(kāi)關(guān)損失比導通損失大得多，而且開(kāi)關(guān)頻率越快，損失也越大。

導通瞬間電壓和電流的乘積很大，造成的損失也很大。縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間，可以減小每次導通時(shí)的損失，降低開(kāi)關(guān)頻率，可以減小單位時(shí)間內的開(kāi)關(guān)次數。這兩種辦法都可以減小開(kāi)關(guān)損失。

MOS管驅動(dòng)

跟雙極性晶體管相比，一般認為使MOS管導通不需要電流，只要GS電壓高于一定的值，就可以了。這個(gè)很容易做到，但是，我們還需要速度。

在MOS管的結構中可以看到，在GS、GD之間存在寄生電容，而MOS管的驅動(dòng)，實(shí)際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個(gè)電流，因為電容充電瞬間可以把電容看成短路，所以瞬間電流會(huì )比較大。選擇/設計MOS管驅動(dòng)時(shí)第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。

第二注意的是，普遍用于高端驅動(dòng)的NMOS，導通時(shí)需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅動(dòng)的MOS管導通時(shí)源極電壓和漏極電壓(Vcc)相同，所以這是柵極電壓要比Vcc大4V或10V。如果在同一個(gè)系統里，要得到比Vcc大的電壓，就要專(zhuān)門(mén)的升壓電路了。很多馬達驅動(dòng)器都集成了電荷泵，要注意的是應該選擇合適的外接電容，以得到足夠的短路電流去驅動(dòng)MOS管。

上邊說(shuō)的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓，設計時(shí)當然需要有一定的余量。而且電壓越高，導通速度越快，導通電阻也越小。現在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領(lǐng)域，但在12V汽車(chē)電子系統里，一般4V導通就夠用了。

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MOS管應用電路

MOS管最顯著(zhù)的特性是開(kāi)關(guān)特性好，所以被廣泛應用于需要電子開(kāi)關(guān)的電路中，常見(jiàn)的如開(kāi)關(guān)電源和馬達驅動(dòng)電路，也有照明調光。

現在的MOS驅動(dòng)，有幾個(gè)特別的需求：

1.低壓應用

當使用5V電源，這時(shí)候如果使用傳統的圖騰柱結構，由于三極管的be只有0.7V左右的壓降，導致實(shí)際最終加載gate上的電壓只有4.3V，這時(shí)候，我們選用標稱(chēng)gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風(fēng)險。同樣的問(wèn)題也發(fā)生在使用3V或者其他低壓電源的場(chǎng)合。

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