MOS管緩啟動(dòng)電路原理詳解分享-KIA MOS管

MOS管緩啟動(dòng)電路原理

MOS管緩啟動(dòng)電路：盡管MOSFEI在開(kāi)關(guān)電源、電機控制等一些電子系統中得到廣泛的應用，但是許多電子工程師并沒(méi)有;十分清楚的理解MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程，以及MOSFET在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所處的狀態(tài)。

一般來(lái)說(shuō)，電子工程師通常基于柵極電荷理解MOSFET的開(kāi)通的過(guò)程，如圖1所示。此圖在MOSFET數據表中可以查到。

MOSFET的D和S極加電壓為VDD,當驅動(dòng)開(kāi)通脈沖加到MOSFET的G和S極時(shí)，輸入電容Ciss充電，G和S極電壓Vgs線(xiàn)性上升并到達門(mén)檻電壓VGS(th)，Vgs上升到VGS(th)之前漏極電流Id≈0A，沒(méi)有漏極電流流過(guò)，Vds 的電壓保持VDD不變。

當Vgs到達VGS(th)時(shí)，漏極開(kāi)始流過(guò)電流Id，然后Vgs繼續上升，Id 也逐漸上升，Vds 仍然保持VDD。當Vgs到達米勒平臺電壓VGS(p1)時(shí)，Id也上升到負載電流最大值ID,Vds的電壓開(kāi)始從VDD下降。

米勒平臺期間，Id電流維持ID，Vds電壓不斷降低。米勒平臺結束時(shí)刻，Id電流仍然維持ID, Vds 電壓降低到一個(gè)較低的值。米勒平臺結束后，Id電流仍然維持ID, Vds 電壓繼續降低，但此時(shí)降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小，最后穩定在Vds=IdxRds(on)。

因此通常可以認為米勒平臺結束后MOSFET基本上已經(jīng)導通。對于上述的過(guò)程，理解難點(diǎn)在于為什么在米勒平臺區，Vgs 的電壓恒定?驅動(dòng)電路仍然對柵極提供驅動(dòng)電流，仍然對柵極電容充電，為什么柵極的電壓不上升?

而且柵極電荷特性對于形象的理解MOSFET的開(kāi)通過(guò)程并不直觀(guān)。因此，下面將基于漏極導通特性理解MOSFET開(kāi)通過(guò)程。

MOS管緩啟動(dòng)電路：MOSFET的漏極導通特性與開(kāi)關(guān)過(guò)程MOSFET的漏極導通特性如圖2所示。MOSFET與三極管一樣，當MOSFET應用于放大電路時(shí)，通常要使用此曲線(xiàn)研究其放大特性。只是三極管使用的基極電流、集電極電流和放大倍數，而MOSFET使用柵極電壓、漏極電流和跨導。

三極管有三個(gè)工作區:截止區、放大區和飽和區，MOSFET對應是關(guān)斷區、恒流區和可變電阻區。

注意:MOSFET恒流區有時(shí)也稱(chēng)飽和區或放大區。當驅動(dòng)開(kāi)通脈沖加到MOSFET的G和S極時(shí)，Vgs的電壓逐漸升高時(shí)，MOSFET的開(kāi)通軌跡A-B-C-D如圖3中的路線(xiàn)所示。

開(kāi)通前，MOSFET起始工作點(diǎn)位于圖3的右下角A點(diǎn)，AOT460的VDD電壓為48V，Vgs的電壓逐漸升高，Id電流為0, Vgs的電壓達到VGS(th)，Id 電流從0開(kāi)始逐漸增大。

A-B就是Vgs的電壓從VGS(th)增加到VGS(p1)的過(guò)程。從A到B點(diǎn)的過(guò)程中，可以非常直觀(guān)的發(fā)現，此過(guò)程工作于MOSFET的恒流區，也就是Vgs電壓和Id電流自動(dòng)找平衡的過(guò)程，即Vgs電壓的變化伴隨著(zhù)Id電流相應的變化，其變化關(guān)系就是MOSFET的跨導: Gfs=Id/Vgs， 跨導可以在MOSFET數據表中查到。

當Id電流達到負載的最大允許電流ID時(shí)，此時(shí)對應的柵級電壓Vgs(p1)ID/gFS。由于此時(shí)Id電流恒定，因此柵極Vgs電壓也恒定不變，見(jiàn)圖3中的B-C,此時(shí)MOSFET處于相對穩定的恒流區，工作于放大器的狀態(tài)。

開(kāi)通前，Vgd的電壓為Vgs-Vds,為負壓，進(jìn)入米勒平臺，Vgd的負電壓絕對值不斷下降，過(guò)0后轉為正電壓。驅動(dòng)電路的電流絕大部分流過(guò)CGD,以?huà)叱桌针娙莸碾姾桑虼藮艠O的電壓基本維持不變。

Vds電壓降低到很低的值后，米勒電容的電荷基本上被掃除，即圖3中的C點(diǎn)，于是，柵極的電壓在驅動(dòng)電流的充電下又開(kāi)始升高，如圖3中的C-D,使MOSFET進(jìn)一步完全導通。

C-D為可變電阻區，相應的Vgs電壓對應著(zhù)一定的Vds電壓。Vgs電壓達到最大值，Vds 電壓達到最小值，由于Id電流為ID恒定，因此Vds的電壓即為ID和MOSFET的導通電阻的乘積。

基于MOSFET的漏極導通特性曲線(xiàn)可以直觀(guān)的理解MOSFET開(kāi)通時(shí)，跨越關(guān)斷區、恒流區和可變電阻區的過(guò)程。米勒平臺即為恒流區，MOSFETI作于放大狀態(tài)，Id電流為Vgs電壓和跨導乘積。

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