MOSFET及MOSFET驱动电路案例分析

上面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路根底的一点总结，此中参考了一些材料，非全数原创。包孕MOS管的先容，特点，驱动以及使用电路。

    在应用MOS管设想电源或许马达驱动电路的时间，大部分人都市思量MOS的导通电阻，电压等，电流等，也有很多人仅仅思量这些要素。如许的电路也许是能够事情的，但其实不是的，作为正式的产物设想也是不允许的。

     1、MOS管品种和布局

MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），能够被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种范例，但实践使用的惟独增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，以是平日提到NMOS，或许PMOS指的便是这两种。右图是这两种MOS管的标记。

     至于为何不应用耗尽型的MOS管，不倡议刨根问底。

     关于这两种增强型MOS管，比拟经常使用的是NMOS。原因是导通电阻小且轻易创造。以是开关电源和马达驱动的使用中，普通都用NMOS。上面的先容中，也多以NMOS为主。

     MOS管道理图上能够看到，漏极和源极之间有一个寄生。这个叫体二极管，在驱动理性负载（如马达），这个二 极管很首要。趁便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在芯片外部一般为没有的。下图是MOS管的组织图，平日的原理图中都画成右图所示的模样。 （栅极维护用二极管偶然不画）

     MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，如右图所示。这不是咱们需求的，而是因为创造工艺限定发生的。寄生电容的存在使得在设想或抉择驱动电路的时间要贫苦一些，但没有设施防止，在MOS管的驱动电路设计时再细致先容。

    2、MOS管导通特点

     导通的意义是作为开关，相当于开关闭合。

NMOS的特点，Vgs大于必定的值就会导通，适宜用于源极接地时的情形（低端驱动），只需栅极电压达到4V或10V就能了。

PMOS的特点，Vgs小于必定的值就会导通，应用与源极接VCC时的情形（高端驱动）。然则，尽管PMOS能够很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价钱贵，替代品种少等缘故原由，在高端驱动中，平日仍是应用NMOS。

右图是瑞萨2SK3418的Vgs电压和Vds电压的瓜葛图。能够看出小电流时，Vgs达到4V，DS间压降曾经很小，能够觉得导通。

3、MOS开关管丧失

不论是NMOS仍是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS间流过电流的同时，两头还会有电压（如2SK3418特点图所示），如许电流就会在这个电阻上损耗能量，这部份损耗的能量叫做导通消耗。抉择导通电阻小的MOS管会减小导通消耗。当初的小功率MOS管导通电阻普通在几十毫欧摆布，几毫欧的也有。

MOS在导通和截止时间必定不是霎时实现的。MOS两头的电压有一个降低进程，流过的电流有一个回升进程，在这段时间内，MOS丧失是电压和电流的乘积，叫做开关丧失平日开关丧失丧失大得多并且开关频次越快丧失也越大。

下图是MOS管导通时的波形能够看出霎时电压和电流的乘积很大，造成丧失也就很大下降开关时候能够减小每次丧失下降开关频次能够减小单元时间内的开关次数。这两种设施都可以减小开关丧失。

4、MOS管驱动

跟双极性相比普通觉得使MOS管导通不需要电流只需GS电压高于必定就能了。这个轻易做到然则咱们还需要速率。

在MOS布局能够看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上便是对电容的充放电。对电容的充电需求一个电流由于对电容充电霎时能够把电容算作短路以是霎时电流会比较大抉择设想MOS管驱动时要注意的是可提供霎时短路电流巨细。

第二注重广泛用于高端驱动的NMOS如果栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压（VCC沟通以是这时候栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个体系失掉比VCC大的电压，就要特地的升压电路不少马达驱动器成为了电荷泵，要注意应当抉择适宜的外接电容失掉足够的短路电流去驱动MOS管。

上边说的4V或10V经常使用的MOS管的导通电压，设计时当然需求必定的余量并且电压越高速率越快，导通电阻也越小当初也有导通电压更小的MOS管用在分歧畛域里，但在12V汽车体系普通4V导通就够用了。