MOS管工作原理2015详细讲解

深圳振邦微科技：mos管工作原理2015详细讲解
在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动【dòng】电路【lù】的时候，大部分人都会考虑MOS的导【dǎo】通电阻 ，最【zuì】大【dà】电压等，最大电【diàn】流【liú】等
，也【yě】有很多人仅仅【jǐn】考虑这些因素 。这样的电【diàn】路也【yě】许【xǔ】是可以工作的，但并不是优秀的 ，作为正式的产【chǎn】品设计也是不允许【xǔ】的。        
 下面是对MOSFET及【jí】MOSFET驱动电路【lù】基础的【de】一点【diǎn】总结
，其中参考了一些资料，非全【quán】部原【yuán】创
。包括【kuò】MOS管【guǎn】的介绍【shào】 ，特性
，驱动以及应用【yòng】电路。

 1，MOS管种【zhǒng】类和结构        
  MOSFET管是【shì】FET的一种（另【lìng】一种是JFET） ，可以被制造成【chéng】增强【qiáng】型或耗尽型
，P沟道【dào】或N沟道共4种【zhǒng】类型，但实际应用【yòng】的只有增强型的N沟道【dào】MOS管和增强【qiáng】型的P沟道MOS管 ，所【suǒ】以【yǐ】通常提到NMOS
，或者PMOS指【zhǐ】的就是这【zhè】两种【zhǒng】 。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不【bú】建议刨根【gēn】问底
。            
  对【duì】于这两种增强型MOS管 ，比较【jiào】常用的是NMOS。原因是导通电阻【zǔ】小【xiǎo】，且【qiě】容【róng】易制造 。所以开关电源和【hé】马达驱动的应用中
，一般【bān】都【dōu】用NMOS
。下面的介【jiè】绍【shào】中【zhōng】，也多以NMOS为【wéi】主。        

  MOS管【guǎn】的【de】三个管脚之间有【yǒu】寄生电容存在 ，这不是我【wǒ】们需要的
，而是【shì】由【yóu】于制【zhì】造【zào】工艺限制产生的 。寄生【shēng】电容的存在使得在设计【jì】或选择驱动电路的时候要【yào】麻烦一些，但【dàn】没有办法【fǎ】避免 ，后边【biān】再详【xiáng】细介绍
。    
  在MOS管原理图上可以看【kàn】到
，漏极【jí】和【hé】源【yuán】极之间有【yǒu】一个寄生二极【jí】管。这【zhè】个叫体二极【jí】管，在驱【qū】动感性负载（如马达） ，这个二极管很重【chóng】要 。顺便【biàn】说一句
，体二【èr】极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内【nèi】部通常是没【méi】有的
。
 

2 ，MOS管导通特性       
  导【dǎo】通的意思是作为开关【guān】
，相当于开关闭【bì】合。
  NMOS的特性，Vgs大于【yú】一定的值就会导通【tōng】 ，适合用于源极接地时的情况（低【dī】端【duān】驱动），只【zhī】要栅极【jí】电压达到4V或10V就可以【yǐ】了 。        
  PMOS的特【tè】性【xìng】
，Vgs小于一定的值就会导【dǎo】通，适【shì】合用于源极接VCC时【shí】的【de】情况【kuàng】（高端【duān】驱动）。但是 ，虽然PMOS可【kě】以很方【fāng】便地用作高端驱动
，但由于导通电阻大，价格【gé】贵【guì】 ，替换种类少等原因
，在【zài】高端驱动中，通常还是【shì】使用NMOS
。
 

3 ，MOS开关管【guǎn】损失         
  不管是【shì】NMOS还是【shì】PMOS
，导通后都【dōu】有导通电阻存在，这样【yàng】电流就会【huì】在这个电阻上消耗能量 ，这部分消耗【hào】的能量【liàng】叫【jiào】做导通损耗。选择导通电【diàn】阻小的MOS管会【huì】减小导通损耗 。现【xiàn】在的小【xiǎo】功率【lǜ】MOS管导通电阻一般【bān】在几十毫欧左右
，几毫欧的也【yě】有【yǒu】
。      
   MOS在导通和截止【zhǐ】的时候，一定【dìng】不是在瞬间完成的【de】。MOS两端的【de】电压有【yǒu】一个下降的过程【chéng】 ，流过的【de】电【diàn】流有【yǒu】一个上升的过程，在【zài】这【zhè】段时间内【nèi】
，MOS管的损失是电压和电流【liú】的乘积，叫做开【kāi】关损失【shī】 。通常【cháng】开关损失比导通损失【shī】大得多【duō】 ，而且开【kāi】关【guān】频率越快
，损【sǔn】失也越大
。        
  导【dǎo】通瞬间【jiān】电【diàn】压和电流的乘积【jī】很大，造成的损失【shī】也就【jiù】很【hěn】大。缩【suō】短开关时【shí】间 ，可以减小每次导通时的损失；降低开【kāi】关频率
，可【kě】以【yǐ】减小【xiǎo】单位时间内的开关次数 。这两种【zhǒng】办法都可以减小开关损失
。
 

4，MOS管驱动      
  跟双极性【xìng】晶体管相比【bǐ】 ，一【yī】般认为使MOS管导通不需要电流【liú】
，只要AH电压高【gāo】于一定的值，就可以了。这个很【hěn】容【róng】易做到 ，但是
，我们还需要速度 。           在MOS管的结构中可以看到【dào】，在AH ，GD之间【jiān】存在寄生【shēng】电容【róng】，而MOS管的【de】驱动
，实际上就是【shì】对电容【róng】的充【chōng】放电
。对电容的充电需要一个【gè】电流【liú】，因为对电容充电瞬间可以把电【diàn】容看成短路【lù】 ，所以瞬间电【diàn】流会比【bǐ】较大。选择/设计MOS管驱动【dòng】时【shí】第【dì】一要注意【yì】的是可提供瞬间【jiān】短路电流的大小 。