MOS管电路利用及驱动阐发-KIA MOS管

MOS管电路利用

MOS管最明显的特征是开关特征好，以是被遍及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。

MOS驱动，有几个出格的须要：

1，高压利用

当利用5V电源，这时候辰辰候若是利用传统的图腾柱布局，由于三极管的be有0.7V摆布的压降，致使现实终究加在gate上的电压只需4.3V。这时候辰辰候，咱们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在必然的危险。

一样的题目也发生在利用3V或其余高压电源的场所。

2，宽电压利用

输入电压并不是一个牢固值，它会跟着时辰或其余身分而变化。这个变化致使PWM电路供给给MOS管的驱动电压是不不变的。

为了让MOS管在高gate电压下宁静，良多MOS管内置了稳压管强行限定gate电压的幅值。在这类环境下，当供给的驱动电压跨越稳压管的电压，就会引发较大的静态功耗。

同时，若是简略的用电阻分压的道理下降gate电压，就会呈现输入电压比拟高的时辰，MOS督任务杰出，而输入电压下降的时辰gate电压缺乏，引发导通不够完全，从而增添功耗。

3，双电压利用

在一些节制电路中，逻辑局部利用典范的5V或3.3V数字电压，而功率局部利用12V乃至更高的电压。两个电压接纳共地体例毗连。

这就提出一个请求，须要利用一个电路，让高压侧能够或许或许有用的节制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也一样会晤对1和2中提到的题目。

在这三种环境下，图腾柱布局没法知足输入请求，而良多现成的MOS驱动IC，仿佛也不包罗gate电压限定的布局。

MOS管电路利用：下图是一个绝对通用的电路，来知足这三种须要。

电路图以下：

针对NMOS驱动电路做一个简略阐发：

Vl和Vh别离是低端和高真个电源，两个电压能够或许是不异的，可是Vl不应当跨越Vh。

Q1和Q2构成了一个反置的图腾柱，用来完成断绝，同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。

R2和R3供给了PWM电压基准，经由过程转变这个基准，能够或许让电路任务在PWM旌旗灯号波形比拟陡直的地位。

Q3和Q4用来供给驱动电流，由于导通的时辰，Q3和Q4绝对Vh和GND最低都只需一个Vce的压降，这个压降凡是只需0.3V摆布，大大低于0.7V的Vce。

R5和R6是反应电阻，用于对gate电压停止采样，采样后的电压经由过程Q5对Q1和Q2的基极发生一个激烈的负反应，从而把gate电压限定在一个无限的数值。这个数值能够或许经由过程R5和R6来调理。

最初，R1供给了对Q3和Q4的基极电流限定，R4供给了对MOS管的gate电流限定，也便是Q3和Q4的Ice的限定。须要的时辰能够或许在R4下面并联加快电容。

这个电路供给了以下的特征：

1，用低端电压和PWM驱动高端MOS管。

2，用小幅度的PWM旌旗灯号驱动高gate电压须要的MOS管。

3，gate电压的峰值限定

4，输入和输入的电流限定

5，经由过程利用适合的电阻，能够或许到达很低的功耗。

6，PWM旌旗灯号反相。NMOS并不须要这个特征，能够或许经由过程前置一个反相器来处置。

MOS管电路利用：在设想便携式装备和无线产物时，进步产物机能、耽误电池任务时辰是设想职员须要面临的两个题目。DC-DC转换器具备用率高、输入电流大、静态电流小等长处，很是合用于为便携式装备供电。

今朝DC-DC转换器设想手艺成长首要趋向有：

（1）高频化手艺：跟着开关频次的进步，开关变更器的体积也随之减小，功率密度也获得大幅晋升，静态呼应获得改良。小功率DC-DC转换器的开关频次将回升到兆赫级。

（2）低输入电压手艺：跟着半导体制作手艺的不时成长，微处置器和便携式电子装备的任务电压愈来愈低，这就请求将来的DC-DC变更器能够或许或许供给低输入电压以顺应微处置器和便携式电子装备的请求。

这些手艺的成长对电源芯片电路的设想提出了更高的请求。起首，跟着开关频次的不时进步，对开关元件的机能提出了很高的请求，同时必须具备响应的开关元件驱动电路以保障开关元件在高达兆赫级的开关频次下普通任务。

其次，对电池供电的便携式电子装备来讲，电路的任务电压低（以锂电池为例，任务电压2.5～3.6V），是以，电源芯片的任务电压较低。

MOS管驱动

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，就能够或许了。这个很轻易做到，可是，咱们还须要速率。

在MOS管的布局中能够或许看到，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或许把电容当作短路，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，以是这时候辰辰栅极电压要比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是经常利用的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。

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