MOS管如何快速開(kāi)啟和關(guān)閉？驅動(dòng)電路分析-KIA MOS管

MOS管快速開(kāi)啟和關(guān)閉

一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅動(dòng)的，不需要驅動(dòng)電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結電容存在，這個(gè)電容會(huì )讓驅動(dòng)MOS變的不那么簡(jiǎn)單。

下圖的3個(gè)電容為MOS管的結電容，電感為電路走線(xiàn)的寄生電感：

MOS管開(kāi)啟關(guān)閉

如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話(huà)，MOS管開(kāi)關(guān)速度越快越好。

因為開(kāi)關(guān)時(shí)間越短，開(kāi)關(guān)損耗越小，而在開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動(dòng)電路的好壞直接決定了電源的效率。

如何做到MOS管的快速開(kāi)啟和關(guān)閉呢？

對于一個(gè)MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開(kāi)啟電壓所用的時(shí)間越短，那么MOS管開(kāi)啟的速度就會(huì )越快。與此類(lèi)似，如果把MOS管的GS電壓從開(kāi)啟電壓降到0V的時(shí)間越短，那么MOS管關(guān)斷的速度也就越快。

由此我們可以知道，如果想在更短的時(shí)間內把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅動(dòng)電流。

大家常用的PWM芯片輸出直接驅動(dòng)MOS或者用三極管放大后再驅動(dòng)MOS的方法，其實(shí)在瞬間驅動(dòng)電流這塊是有很大缺陷的。

比較好的方法是使用專(zhuān)用的MOSFET驅動(dòng)芯片如TC4420來(lái)驅動(dòng)MOS管，這類(lèi)的芯片一般有很大的瞬間輸出電流，而且還兼容TTL電平輸入。

MOSFET驅動(dòng)芯片的內部結構如下：

MOS管開(kāi)啟關(guān)閉

MOS驅動(dòng)電路設計需要注意的地方：

因為驅動(dòng)線(xiàn)路走線(xiàn)會(huì )有寄生電感，而寄生電感和MOS管的結電容會(huì )組成一個(gè)LC振蕩電路，如果直接把驅動(dòng)芯片的輸出端接到MOS管柵極的話(huà)，在PWM波的上升下降沿會(huì )產(chǎn)生很大的震蕩，導致MOS管急劇發(fā)熱甚至爆炸，一般的解決方法是在柵極串聯(lián)10歐左右的電阻，降低LC振蕩電路的Q值，使震蕩迅速衰減掉。

因為MOS管柵極高輸入阻抗的特性，一點(diǎn)點(diǎn)靜電或者干擾都可能導致MOS管誤導通，所以建議在MOS管G極和S極之間并聯(lián)一個(gè)10K的電阻以降低輸入阻抗。

如果擔心附近功率線(xiàn)路上的干擾耦合過(guò)來(lái)產(chǎn)生瞬間高壓擊穿MOS管的話(huà)，可以在GS之間再并聯(lián)一個(gè)18V左右的TVS瞬態(tài)抑制二極管。

TVS可以認為是一個(gè)反應速度很快的穩壓管，其瞬間可以承受的功率高達幾百至上千瓦，可以用來(lái)吸收瞬間的干擾脈沖。

綜上，MOS管驅動(dòng)電路參考：

MOS管開(kāi)啟關(guān)閉