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关于MOSFET很多人都不了(le)解，这次小编再(zai)带大(da)家(jia)认真梳理一(yi)下(xia)，或许关于您的学(xue)问系统(tong)更加全面。下(xia)面是对MOSFET及MOSFET驱动(dong)电路根(gen)底的一(yi)点总结，其(qi)中参(can)考了(le)一(yi)些材(cai)料。

在运用(yong)MOS管(guan)设计开关电源或(huo)者(zhe)马达驱动电路(lu)的(de)时分(fen)，大(da)部(bu)人(ren)都会(hui)思索MOS的(de)导通电阻，最大(da)电压等，最大(da)电流(liu)等，也(ye)有(you)很多人(ren)仅仅思索这些要素(su)。这样(yang)的(de)电路(lu)或(huo)许(xu)是能够工作(zuo)的(de)，但并不是优秀的(de)，作(zuo)为(wei)正(zheng)式的(de)产品设计也(ye)是不允许(xu)的(de)。

MOSFET管是(shi)FET的一(yi)种(zhong)(另(ling)一(yi)种(zhong)是(shi)JFET)，被制造成(cheng)增(zeng)强(qiang)型(xing)或耗尽型(xing)，P沟(gou)道或N沟(gou)道共4品种(zhong)型(xing)，但(dan)实践应用的只要加强(qiang)型(xing)的N沟(gou)道MOS管和(he)加强(qiang)型(xing)的P沟(gou)道MOS管，所以通(tong)常提到NMOS，或者PMOS指的就是(shi)这(zhei)两种(zhong)。右图是(shi)这(zhei)两种(zhong)MOS管的符号。

至(zhi)于(yu)为(wei)什(shen)么不运(yun)用(yong)耗尽(jin)型的MOS管，不倡(chang)议(yi)寻(xun)根(gen)究底(di)。

 关于这两种(zhong)加强(qiang)型MOS管，比较常用的是NMOS。缘由(you)是导通电阻小且容易制造。所(suo)以开(kai)关电源和马达驱动(dong)的应用中(zhong)，普通都用NMOS。下面(mian)的引见中(zhong)，也多以NMOS为主。

在(zai)MOS管(guan)(guan)原理图(tu)上能够(gou)看到(dao)，漏极(ji)(ji)(ji)和(he)源极(ji)(ji)(ji)，之间有一个(ge)寄生(sheng)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)。这(zhei)个(ge)叫体二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)，在(zai)驱动(dong)理性负载，这(zhei)个(ge)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)很重要。顺(shun)便(bian)说一句(ju)，体二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)只(zhi)在(zai)单个(ge)的(de)MOS管(guan)(guan)中(zhong)存在(zai)，在(zai)集成(cheng)电路芯片内部通(tong)常(chang)是(shi)没(mei)有的(de)。下图(tu)是(shi)MOS管(guan)(guan)的(de)结构(gou)图(tu)，通(tong)常(chang)的(de)原理图(tu)中(zhong)都画成(cheng)右图(tu)所示的(de)样子。 (栅极(ji)(ji)(ji)维护用二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)有时(shi)不(bu)画)

MOS管的(de)(de)三个管脚之间有寄生电容存在，如右图所(suo)示。这不(bu)是我(wo)们需求的(de)(de)，而是由于制造工艺限制产生的(de)(de)。寄生电容的(de)(de)存在使得在设计或选择驱动电路的(de)(de)时(shi)(shi)分(fen)要费事一些，但(dan)没有方(fang)法防止，在MOS管的(de)(de)驱动电路设计时(shi)(shi)再细致引见。

跟双极性晶体管(guan)相比，普通(tong)以为使(shi)MOS管(guan)导通(tong)不需求电流，只需GS电压高于一定的值，就能(neng)够了。这个很容易(yi)做到，但是(shi)，我们还需求速度(du)。

在(zai)MOS管(guan)的(de)(de)构(gou)造中能够看(kan)到，在(zai)GS，GD之间存在(zai)寄生电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)，而MOS管(guan)的(de)(de)驱动(dong)，实践上就是(shi)对(dui)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)充放电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。对(dui)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)充电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需求一(yi)个电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，由于对(dui)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)充电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)霎(sha)时(shi)能够把电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)看(kan)成短(duan)路，所以霎(sha)时(shi)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)会比拟大。选择/设计MOS管(guan)驱动(dong)时(shi)第(di)一(yi)要(yao)留意的(de)(de)是(shi)可提供(gong)霎(sha)时(shi)短(duan)路电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)大小。

第二留(liu)(liu)意(yi)的(de)(de)(de)(de)是，普遍用(yong)于高(gao)(gao)端驱动(dong)的(de)(de)(de)(de)NMOS，导(dao)通(tong)时(shi)需(xu)求是栅极(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压大于源(yuan)极(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压。而高(gao)(gao)端驱动(dong)的(de)(de)(de)(de)MOS管(guan)导(dao)通(tong)时(shi)源(yuan)极(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压与漏极(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(VCC)相同，所以这时(shi)栅极(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压要(yao)比VCC大4V或10V。假(jia)如在同一个系统里，要(yao)得到(dao)比VCC大的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压，就要(yao)特地的(de)(de)(de)(de)升压电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路了。很多马(ma)达驱动(dong)器都集成了电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷泵，要(yao)留(liu)(liu)意(yi)的(de)(de)(de)(de)是应该(gai)选择适宜的(de)(de)(de)(de)外接电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容，以得到(dao)足够的(de)(de)(de)(de)短路电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流去驱动(dong)MOS管(guan)。

 上(shang)边(bian)说(shuo)的(de)4V或10V是(shi)常(chang)用的(de)MOS管的(de)导通(tong)电(dian)压(ya)，设计时当然需(xu)求有(you)一定的(de)余量(liang)。而(er)且(qie)电(dian)压(ya)越高，导通(tong)速度越快(kuai)，导通(tong)电(dian)阻也越小(xiao)。如今也有(you)导通(tong)电(dian)压(ya)更小(xiao)的(de)MOS管用在不(bu)同的(de)范畴里，但在12V汽车电(dian)子系统里，普通(tong)4V导通(tong)就够用了。

 MOS管的(de)驱动电(dian)路及(ji)其损失，能够参考Microchip公司的(de)AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFET。讲述得很细致，所以不打算多写了。

导通的意义是作为开(kai)关，相当于开(kai)关闭(bi)合。

NMOS的(de)特(te)性，Vgs大于一定的(de)值就会导通，合适(shi)用于源极(ji)接(jie)地时的(de)状况(低端驱动)，只需栅极(ji)电压到达(da)4V或10V就能够了(le)。

PMOS的(de)特(te)性，Vgs小于一(yi)定的(de)值就会导(dao)通(tong)，运用与源(yuan)极接VCC时的(de)状况(kuang)(高端(duan)(duan)驱(qu)动)。但是，固然PMOS能够很(hen)便(bian)当地(di)用作(zuo)高端(duan)(duan)驱(qu)动，但由于导(dao)通(tong)电阻大，价钱贵，交换品(pin)种少等缘由，在高端(duan)(duan)驱(qu)动中，通(tong)常还是运用NMOS。

右图(tu)是瑞萨2SK3418的Vgs电压和Vds电压的关系图(tu)。能(neng)够看(kan)出(chu)小(xiao)电流时(shi)，Vgs到达4V，DS间压降曾经很小(xiao)，能(neng)够认为导通。

不(bu)论(lun)是NMOS还(hai)是PMOS，导(dao)通(tong)(tong)(tong)后都有(you)(you)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)存(cun)在(zai)，因此(ci)在(zai)DS间流(liu)过电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)同时(shi)，两端还(hai)会有(you)(you)电(dian)(dian)(dian)压(如2SK3418特(te)性图所示)，这样电(dian)(dian)(dian)流(liu)就(jiu)会在(zai)这个(ge)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)上耗(hao)(hao)费能量，这局部(bu)耗(hao)(hao)费的(de)能量叫做导(dao)通(tong)(tong)(tong)损(sun)耗(hao)(hao)。选(xuan)择导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)小的(de)MOS管(guan)会减小导(dao)通(tong)(tong)(tong)损(sun)耗(hao)(hao)。如今的(de)小功率MOS管(guan)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)普通(tong)(tong)(tong)在(zai)几(ji)十毫欧(ou)左右(you)，几(ji)毫欧(ou)的(de)也有(you)(you)。

 MOS在导通(tong)和截(jie)止的(de)时分，一定不是在霎时完成的(de)。MOS两端(duan)的(de)电压有一个(ge)降落的(de)过(guo)程(cheng)，流过(guo)的(de)电流有一个(ge)上(shang)升的(de)过(guo)程(cheng)，在这段(duan)时间内(nei)，MOS管的(de)损(sun)(sun)失(shi)是电压和电流的(de)乘积，叫做开(kai)关(guan)损(sun)(sun)失(shi)。通(tong)常开(kai)关(guan)损(sun)(sun)失(shi)比导通(tong)损(sun)(sun)失(shi)大(da)得多，而且开(kai)关(guan)频率越(yue)快，损(sun)(sun)失(shi)也越(yue)大(da)。

下图(tu)是MOS管导通(tong)时(shi)(shi)的(de)(de)(de)波形。能(neng)够看出，导通(tong)霎时(shi)(shi)电压和电流的(de)(de)(de)乘积(ji)很大(da)，形成(cheng)的(de)(de)(de)损失(shi)也就很大(da)。降低(di)开(kai)关时(shi)(shi)间，能(neng)够减小(xiao)每次导通(tong)时(shi)(shi)的(de)(de)(de)损失(shi);降低(di)开(kai)关频率，能(neng)够减小(xiao)单位(wei)时(shi)(shi)间内的(de)(de)(de)开(kai)关次数。这两种方法都能(neng)够减小(xiao)开(kai)关损失(shi)。

 MOS管最(zui)显著的(de)(de)(de)特(te)性是开关(guan)特(te)性好，所以被普(pu)遍应用在需求电(dian)子开关(guan)的(de)(de)(de)电(dian)路中，常见的(de)(de)(de)如开关(guan)电(dian)源和马达驱动(dong)，也有照明调(diao)光(guang)。这三种应用在各(ge)个范畴都有细致的(de)(de)(de)引见，这里就不多写了。