MOS管设计前须知

golf

在实际项目中，我们基本都用增强型mos管，分为N沟道和P沟道两种。

% L' d/ J* ]) c6 m# F2 |
我们常用的是NMOS，因为其导通电阻小，且容易制造。在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。

/ N) a/ _6 _0 j- c, k4 G
0 T7 e+ ^% G, e' e$ S9 d
1.导通特性
3 r; y- m# C2 q  NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
  PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。


1 K3 P9 T7 z' P' ~2.MOS开关管损失
  不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。
, H. D9 ^7 r: g2 l) J2 [  MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越高，损失也越大。
' d! w/ b  e  k" t  导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。


+ `' u, w2 y" m5 G3.MOS管驱动
+ V& D" R7 h) B7 f  跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。这个很容易做到，但是，我们还需要速度。
' f5 N0 f& _  U* M1 T4 {; g  在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
: q7 a3 g) l2 c9 i" T6 _7 s  第二注意的是，普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要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）相同，所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
' Q9 r* C# `1 g) `: V/ G

故城往事

问一下，在一般的电平转换电路里，原理图上的二极管是漏级和源级的寄生二极管还是另外加上去的。

golf

故城往事 发表于 2016-3-31 19:07
3 M& x+ H- O4 ~# T问一下，在一般的电平转换电路里，原理图上的二极管是漏级和源级的寄生二极管还是另外加上去的。

能描述的细点么？寄生二极管就是寄生的，有点电感的寄生电容

中臣

好貼。