MOS管驱动电路、导通性等详解-常常利用MOS管开关电源驱动设想-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2019-02-20
在利用MOS管设想开关电源或马达驱动电路的时辰，大局部人城市斟酌MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有良多人仅仅斟酌这些身分。如许的电路或许是能够任务的，但并不是优异的，作为正式的产物设想也是不许可的。
跟双极性晶体管比拟，普通以为使MOS管导通不须要电流，只需GS电压高于必然的值，就能够了。这个很轻易做到，可是，咱们还须要速率。
在MOS管的布局中能够看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，现实上便是对电容的充放电。对电容的充电须要一个电流，由于对电容充电刹时能够把电容当作短路，以是刹时电流会比拟大。挑选/设想MOS管驱动时第一要注重的是可供给刹时短路电流的巨细。
第二注重的是，遍及用于高端驱动的NMOS，导通时须若是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)不异，以是这时辰栅极电压要比VCC大4V或10V。若是在统一个体系里，要获得比VCC大的电压，就要特地的升压电路了。良多马达驱动器都集成了电荷泵，要注重的是应当挑选适合的外接电容，以获得充足的短路电流去驱动MOS管。
上边说的4V或10V是常常利用的MOS管的导通电压，设想时固然须要有必然的余量。并且电压越高，导通速率越快，导通电阻也越小。此刻也有导通电压更小的MOS管用在差别的范畴里，但在12V汽车电子体系里，普通4V导通就够用了。MOS管的驱动电路及其丧失。
mos管是FET的一种(另外一种是JFET)，能够被制构成加强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4品种型，但现实利用的只需加强型的N沟道MOS管和加强型的P沟道mos管，以是凡是提到NMOS，或PMOS指的便是这两种。右图是这两种MOS管的标记。
至于为甚么不利用耗尽型的MOS管，不倡议寻根究底。对这两种加强型MOS管，比拟常常利用的是NMOS。缘由是导通电阻小且轻易制作。以是开关电源和马达驱动的利用中，普通都用NMOS。上面的先容中，也多以NMOS为主。
在MOS管道理图上能够看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。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。在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片外部凡是是不的。下图是MOS管的机关图，凡是的道理图中都画成下图所示的模样。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，以下图所示。这不是咱们须要的，而是由于制作工艺限定发生的。寄生电容的存在使得在设想或挑选驱动电路的时辰要费事一些，但不方法防止，在MOS管的驱动电路设想时再详细先容。
导通的意义是作为开关，相称于开关闭合。
NMOS的特征，Vgs大于必然的值就会导通，适合用于源极接地时的环境(低端驱动)，只需栅极电压到达4V或10V就能够了。
PMOS的特征，Vgs小于必然的值就会导通，利用与源极接VCC时的环境(高端驱动)。可是，固然PMOS能够很便利地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价钱贵，替代品种少等缘由，在高端驱动中，凡是仍是利用NMOS。
下图是瑞萨2SK3418的Vgs电压和Vds电压的干系图。能够看出小电流时，Vgs到达4V，DS间压降已很小，能够以为导通。
MOS管开关电源设想，在利用MOSFET设想开关电源时，大局部人城市斟酌MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。但良多时辰也仅仅斟酌了这些身分，如许的电路或许能够一般任务，但并不是一个好的设想计划。更详尽的，MOSFET还应斟酌自身寄生的参数。对一个肯定的MOSFET，其驱动电路，驱动脚输出的峰值电流，回升速率等，城市影响MOSFET的开关机能。当电源IC与MOS管选定以后， 挑选适合的驱动电路来毗连电源IC与MOS管就显得特别首要了。一个好的mos管驱动电路有以下几点请求：
(1)开关管守旧刹时，驱动电路应能供给充足大的充电电流使MOSFET栅源极间电压敏捷回升到所需值，保障开关管能疾速守旧且不存在回升沿的高频振荡。
(2)开关导通时代驱动电路能保障MOSFET栅源极间电压坚持不变且靠得住导通。
(3)关断刹时驱动电路能供给一个尽能够低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的疾速泄放，保障开关管能疾速关断。
（4）驱动电路布局简略靠得住、消耗小。
(5)按照环境施加断绝。
上面先容几个模块电源中常常利用的mos管驱动电路。
当源极输出为高电压的环境时，咱们须要接纳偏置电路到达电路任务的目标，既咱们以源极其参考点，搭建偏置电路，驱动电压在两个电压之间动摇，驱动电压误差由低电压供给。
源极输出为高电压时的驱动电路
IC间接驱动MOSFET
电源IC间接驱动是咱们最常常利用的驱动体例，同时也是最简略的驱动体例，利用这类驱动体例，应当注重几个参数和这些参数的影响。第一，检查一下电源IC手册，其最大驱动峰值电流，由于差别芯片，驱动才能良多时辰是不一样的。第二，领会一下MOSFET的寄生电容，如图2中C1、C2的值。若是C1、C2的值比拟大，MOS管导通的须要的能量就比拟大，若是电源IC不比拟大的驱动峰值电流，那末管子导通的速率就比拟慢。若是驱动才能缺乏，回升沿能够呈现高频振荡，即便把图2中Rg减小，也不能处理题目! IC驱动才能、MOS寄生电容巨细、MOS管开关速率等身分，都影响驱动电阻阻值的挑选，以是Rg并不能无穷减小。
加快MOS关断
关断刹时驱动电路能供给一个尽能够低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压疾速泄放，保障开关管能疾速关断。为使栅源极间电容电压的疾速泄放，常在驱动电阻上并联一个电阻和一个二极管，如图4所示，此中D1常常利用的是快规复二极管。这使关断时候减小，同时减小关断时的消耗。Rg2是防止关断的时电流过大，把电源IC给烧掉。
改良型加快MOS关断
断绝驱动
为了知足如图5所示高端MOS管的驱动，常常会接纳变压器驱动，偶然为了知足宁静断绝也利用变压器驱动。此中R1目标是按捺PCB板上寄生的电感与C1构成LC振荡，C1的目标是离隔直流，经由进程交换，同时也能防止磁芯饱和。
除以上驱动电路以外，另有良多别的情势的驱动电路。对各类百般的驱动电路并不一种驱动电路是最好的，只需连系详细利用，挑选最适合的驱动。
若是挑选MOS管寄生电容比拟大，电源IC外部的驱动才能又缺乏时，须要在驱动电路上加强驱动才能，常利用图腾柱电路增添电源IC驱动才能。
腾柱驱动MOS
这类驱动电路感化在于，晋升电流供给才能，敏捷实现对栅极输出电容电荷的充电进程。这类拓扑增添了导通所须要的时候，可是削减了关断时候，开关管能疾速守旧且防止回升沿的高频振荡。
MOS管最光鲜明显的特征是开关特征好，以是被普遍利用在须要电子开关的电路中，罕见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。
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