PMOS、NMOS高侧和低侧驱动对照阐发-KIA MOS管

PMOS和NMOS开关利用

功率MOS管作为经常利用的半导体开关，其驱动体例有甚么特色呢？

起首，咱们以为MOS管是电压节制型器件，其普通任务时是不须要电流的（开或关的稳态前提下），只要有坚持电压，MOS管便可坚持开启或封闭状况。节制电压是感化在G极和S极的。

G极一层极薄的二氧化硅绝缘栅是MOS管任务时不须要电流的缘由。先在大都MOS管开启的阈值电压都比拟低，拿经常利用的AO3400来说，其开启阈值电压只要2.5V。固然更高的GS电压能够下降MOS管本身的导通消耗。

可是出格注重-GS极电压的极限值，GS极电压的极限值，GS极电压的极限值，主要工作说三遍！GS之间的电压无限制值，跨越划定值将会致使MOS管的GS击穿破坏。

举个例子，见下图：

上图中是一个简略的PMOS开关电路，利用微节制器能够等闲的节制负载的开启或关断。当微节制器IO输入低电日常平凡MOS管封闭，当微节制器输入高电日常平凡MOS管开启。

看模样这是个简略好用的电路。是的，在电池供电的利用或低电压利用中这个电路不题目。那若是将VCC进步的24V或36V呢？效果能够是MOS管烧糊。

缘由便是GS极的电压浮动规模是从VCC一向到GND，这么大的电压浮动规模跨越了GS极蒙受的极限值！以是在现实利用时能够还要按需并联稳压二极管。

适才咱们说MOS管是电压节制型器件，驱动它很是简略，不须要电流。可是同时驱动MOS管又是不简略的，为甚么呢？

说简略是由于不斟酌开关速率，当咱们须要较高的开关速率时，驱动MOS管又变成了一个困难。由于高速开关时较大的dV/dt象征着较大的瞬态电流（由于开关时须要对GS极的输入电容充放电）。

当驱动电路的输入阻抗较高时，G极电压回升会变慢，致使开关特征变差。假设咱们把MOS驱动的输入阻抗设想成一个电阻，把MOS管GS极的电荷容量等效成一个电容，以下图所示：

上图便是一个低通滤波器，这个低通滤波器影响了开关速率的晋升。想要转变这个低通滤波器的特征就必须要想方法转变RC时候常数。

起首MOS管GS的输入电容已肯定了，是一个牢固值，看来想从电容值高低手是不方法了，那咱们能做的便是减小R值，尽能够减小驱动器的输入阻抗，如许能力使GS以更快的速率充电或放电终了。

对于MOS管的驱动器设想可接纳分立元件搭建，如经常利用的晶体管图腾柱驱动。若接纳IC类集成驱动器可选的经常利用型号如IR公司的IR2103。

总之想要取得较高的开关速率，MOS管的驱动器设想就会绝对更庞杂，若对开关速率请求较低（KHz级别）那完整能够做到很是简略。驱动器设想的庞杂度或本钱与开关速率是成反比的。

最初咱们来看一看利用MOS做开关时，开关位于高侧和低侧的驱动前提（假设以GS极其10V驱动）。

A、NMOS低侧开关

上图便是一个经常利用的NMOS低侧开关，日常平凡G极被电阻拉至GND电平，处于封闭状况。当驱动电压高于GND时，MOS翻开。此处假设GND+10V时开启。

B、NMOS高侧开关

上图便是一个NMOS高侧开关，日常平凡G极被电阻拉至GND电平，处于封闭状况。当驱动电压高于VCC时，MOS翻开。此处假设VCC+10V时开启（NMOS高侧驱动须要体系供给一个比VCC电源轨更高的电压，须要一个正对正的升压电路）。

C、PMOS高侧开关

上图便是一个PMOS高侧开关，日常平凡G极被电阻拉至VCC电平，处于封闭状况。当驱动电压低于VCC时，MOS翻开。此处假设VCC-10V时开启。

D、PMOS低侧开关

上图便是一个PMOS低侧开关（利用中普通不会利用，现实意思无限），日常平凡G极被电阻拉至VCC电平，处于封闭状况。当驱动电压低于GND时，MOS翻开。

此处假设GND-10V时开启。（PMOS低侧驱动须要体系供给一个比GND电源轨更低的电压，须要一个正对负的升压电路）。

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