分析MOS管驱动电路的秘密，看到这里你就啥都懂了

　　1.MOS管驱动电路综述

　　在使用MOS管设计开关电源或电机驱动电路时，大多数人会考虑MOS的导电阻、最大电压、最大电流等，而很多人只考虑这些因素。这种电路可能工作，但不是很好，不允许作为正式的产品设计。

　　1、MOS管的类型和结构

　　MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET)，可以**成为增强型或耗尽型。有四种类型的P通道或N通道，但实际应用只有增强型N通道MOS管和增强型P通道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的是这两种。

　　至于为什么不使用耗尽的MOS管，不建议刨根问底。

　　NMOS常用于这两种增强型MOS管。原因是导电阻小，容易**。因此，NMOS通常用于开关电源和电机驱动的应用。在下面的介绍中，NMOS主要是NMOS。

　　寄生电容器存在于MOS管的三个管脚之间，这不是我们需要的，而是由**工艺限制造成的。寄生电容器的存在使得在设计或选择驱动电路时更加麻烦，但没有办法避免。稍后再详细介绍。

　　从MOS管原理图可以看出，泄漏极和源极之间有一个寄生二极管。这被称为体式二极管，它在驱动感性负载（如电机）时非常重要。顺便说一句，体式二极管只存在于单个MOS管中，通常不存在于集成电路芯片中。

　　2、MOS管的导通特性

　　导通的意思是作为一个开关，相当于开关闭合。

　　对于NMOS的特性，如果VGS大于一定值，它将被导通。只要栅极电压达到4V或10V，就适用于源极接地时的情况（低端驱动）。

　　PMOS的特点是，当Vgs小于一定值时，将导通，适用于源极连接VCC（高端驱动）。然而，虽然PMOS可以很容易地用作高端驱动，但NMOS通常用于高端驱动，因为导通电阻大，价格昂贵，替代品种少。

　　3、MOS开关管损失

　　无论是NMOS还是PMOS，导电后都有导电阻，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量称为导电损耗。选择导电阻小的MOS管会减少导电损耗。目前小功率MOS管的导电阻一般在几十毫欧左右，也有几毫欧。

　　MOS不能在导通和截止日期的瞬间完成。MOS两端的电压有一个下降的过程，流动的电流有一个上升的过程。在此期间，MOS管的损失是电压和电流的乘积，称为开关损失。通常，开关损失远大于导通损失，开关频率越快，损失越大。

　　导通瞬时电压和电流的乘积很大，造成很大的损失。缩短开关时间可以减少每次导通时的损失；降低开关频率可以减少单位时间内的开关次数。这两种方法都可以减少开关损失。

　　4、MOS管驱动

　　与双极晶体管相比，只要GS电压高于一定值，一般认为MOS管导通不需要电流。这很容易做到，但我们仍然需要速度。

　　从MOS管的结构可以看出，GS和GD之间存在寄生电容器，而MOS管的驱动实际上是对电容器的充放电。电容器的充电需要一个电流，因为电容器可以在瞬间被视为短路，因此瞬时电流将相对较大。在选择/设计MOS管驱动器时，首先要注意的是可以提供瞬时短路电流的大小。

　　第二，一般用于高端驱动的NMOS，导通时需要大于源极电压的栅极电压。而且高端驱动的MOS管导通时源极电压和漏极电压（VCC）因此，此时栅极电压比VCC大4V或10V。如果在同一个系统中获得比VCC更大的电压，则需要一个特殊的升压电路。许多电机驱动器都集成了电荷泵，应注意选择合适的外部电容器，以获得足够的短路电流来驱动MOS管。

　　上面提到的4V或10V是常用的MOS管的导电压，当然需要有一定的设计余量。电压越高，导电速度越快，导电阻越小。在不同的领域也有导电压较小的MOS管，但在12V汽车电子系统中，一般的4V导电就足够了。

　　5、MOS管应用电路

　　MOS管最显著的特点是开关特性好，因此广泛应用于需要电子开关的电路中，如开关电源和电机驱动，以及照明和调光。

　　目前的MOS驱动程序，有几个特殊的应用程序

　　1、低压应用

　　当使用5V电源时，如果使用传统的图腾柱结构，由于三极管的be压降约为0.7V，gate上的实际电压只有4.3V。此时，标称gate电压4.5V的MOS管存在一定的风险。

　　在使用3V或其他低压电源时也会出现同样的问题。

　　2、宽电压应用

　　输入电压不是固定值，会随时间或其他因素而变化。这种变化导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压不稳定。

　　为了使MOS管在高gate电压下安全，许多MOS管内置稳压管，强制限制gate电压的振幅。在这种情况下，当驱动电压超过稳压管的电压时，会造成更大的静态功耗。

　　同时，如果采用电阻分压原理简单降低gate电压，输入电压相对较高，MOS管工作良好，输入电压降低gate电压不足，导致导通不足，增加功耗。

　　3、双电压应用

　　在某些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或3.3V数字电压，而功率部分使用12V或更高的电压。这两个电压通过共同位置连接。

　　这就要求使用电路，使低压侧能够有效控制高压侧的MOS管，高压侧的MOS管也会面临1和2中提到的问题。

　　在这三种情况下，图腾柱结构不能满足输出要求，许多现成的MOS驱动IC似乎不包括gate电压限制。