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一、MOS管应用电路

MOS驱(qu)动(dong)，有几个特(te)别(bie)的(de)需求(qiu):

低压应用

当运用5V电(dian)源(yuan)，这(zhei)时分(fen)假(jia)如运用传统的图腾(teng)柱构造，由于三极管(guan)的Vbe有(you)0.7V左右的压(ya)降，招致实践最终(zhong)加(jia)在(zai)Gate上的电(dian)压(ya)只(zhi)要4.3V。这(zhei)时分(fen)，我(wo)们选用标(biao)称(cheng)Gate电(dian)压(ya)4.5V的MOS管(guan)就(jiu)存在(zai)一(yi)定的风险；同样的问题也发作(zuo)在(zai)运用3V或者其他低压(ya)电(dian)源(yuan)的场所。

宽电压应用

输入电压并不是一(yi)个固定值，它(ta)会随着时间或(huo)者其他要(yao)素而变(bian)动(dong)。这个变(bian)动(dong)招(zhao)致PWM电路(lu)提供应MOS管的(de)驱动(dong)电压是不稳定的(de)。

为了让(rang)MOS管在高VGate下安全(quan)，很多MOS管内(nei)置了稳压(ya)管强行(xing)限制VGate的幅值。在这种(zhong)状况下，当(dang)提供(gong)的驱(qu)动(dong)电压(ya)超越稳压(ya)管的电压(ya)，就(jiu)会惹起较(jiao)大的静态功耗。

同时(shi)，假如简单的(de)用(yong)电阻分压的(de)原理降低(di)VGate，就会呈现输入电压比拟高(gao)的(de)时(shi)分，MOS管工(gong)作良好，而输入电压降低(di)的(de)时(shi)分VGate缺(que)乏，惹(re)起导通不够彻底，从而增加功耗。

双电压应用

在一些控制电路中(zhong)，逻(luo)辑局部运用典(dian)型的5V或者3.3V数字电压(ya)，而(er)功率局部运用12V以至更高(gao)的电压(ya)。两个电压(ya)采用共中(zhong)央(yang)式衔接。

这就(jiu)提出(chu)一(yi)个(ge)请求，需求运用一(yi)个(ge)电路，让低(di)压侧(ce)可以(yi)有效的(de)控制高压侧(ce)的(de)MOS管，同(tong)时高压侧(ce)的(de)MOS管也同(tong)样会面对1和2中提到(dao)的(de)问题。

在这三(san)种状况下，图(tu)腾柱构(gou)造(zao)无法满(man)足输出请求(qiu)，而(er)很多现成的(de)MOS驱(qu)(qu)动IC，似(si)乎也没有包含Vgate限制的(de)构(gou)造(zao)。于是设(she)计(ji)了一个(ge)相对通用的(de)电(dian)路(lu)来(lai)满(man)足这三(san)种需(xu)求(qiu)。用于NMOS的(de)驱(qu)(qu)动电(dian)路(lu)如(ru)下所(suo)示：

Vl和Vh分别是低端(duan)和高端(duan)的电源，两个电压能够是相同的，但是Vl不应(ying)该超越Vh。

Q1和(he)Q2组成了一个反置的图腾柱，用来(lai)完成隔离(li)，同时(shi)确保两只驱动管Q3和(he)Q4不会同时(shi)导(dao)通。

R2和R3提供了PWM电压基(ji)准，经过改(gai)动(dong)这个基(ji)准，能够让(rang)电路工作在PWM信(xin)号波形比拟陡直的位置。

Q3和(he)Q4用(yong)来提供驱动(dong)电流，由于导通(tong)的时分，Q3和(he)Q4相对(dui)Vh和(he)GND最低都只要一个Vce的压降，这个压降通(tong)常只要0.3V左右(you)，大大低于0.7V的Vce。

R5和(he)R6是反(fan)(fan)应电阻，用于对(dui)gate电压停止采样，采样后(hou)的(de)电压经过Q5对(dui)Q1和(he)Q2的(de)基(ji)极产生(sheng)一(yi)个(ge)激烈的(de)负反(fan)(fan)应，从而把gate电压限制在(zai)一(yi)个(ge)有限的(de)数值(zhi)。这个(ge)数值(zhi)能够(gou)经过R5和(he)R6来调理。

R1提(ti)供了(le)(le)对Q3和Q4的基极电流(liu)限(xian)制(zhi)(zhi)，R4提(ti)供了(le)(le)对MOS管的gate电流(liu)限(xian)制(zhi)(zhi)，也就是Q3和Q4的Ice的限(xian)制(zhi)(zhi)。必(bi)要的时分(fen)能够在(zai)R4上面并联加速(su)电容。

二、MOS管驱动

在(zai)MOS管(guan)的(de)构造(zao)中能够看(kan)到，在(zai)GS，GD之间存在(zai)寄生电(dian)(dian)(dian)容， MOS管(guan)的(de)驱动(dong)，实践(jian)上就(jiu)是对(dui)电(dian)(dian)(dian)容的(de)充放(fang)电(dian)(dian)(dian)。对(dui)电(dian)(dian)(dian)容的(de)充电(dian)(dian)(dian)需求(qiu)一个电(dian)(dian)(dian)流，由于对(dui)电(dian)(dian)(dian)容充电(dian)(dian)(dian)霎时能够把电(dian)(dian)(dian)容看(kan)成短路，所(suo)以霎时电(dian)(dian)(dian)流会比拟大(da)。选择MOS管(guan)驱动(dong)时第一要留意(yi)的(de)是可提(ti)供霎时短路电(dian)(dian)(dian)流的(de)大(da)小(xiao)。

另(ling)外(wai)：普(pu)遍用于高端驱动的(de)(de)NMOS，导(dao)通(tong)时需求是栅(zha)极(ji)电(dian)压(ya)(ya)大于源(yuan)极(ji)电(dian)压(ya)(ya)。而高端驱动的(de)(de)MOS管(guan)导(dao)通(tong)时源(yuan)极(ji)电(dian)压(ya)(ya)与漏极(ji)电(dian)压(ya)(ya)（VCC）相(xiang)同(tong)(tong)，所以(yi)这(zhei)时栅(zha)极(ji)电(dian)压(ya)(ya)要(yao)比(bi)(bi)VCC大4V或10V。假如在同(tong)(tong)一个系(xi)统里，要(yao)得(de)到比(bi)(bi)VCC大的(de)(de)电(dian)压(ya)(ya)，就要(yao)特地的(de)(de)升(sheng)压(ya)(ya)电(dian)路(lu)了(le)。很多马达(da)驱动器(qi)都集成了(le)电(dian)荷泵(beng)，要(yao)留意的(de)(de)是应该选择适(shi)宜(yi)的(de)(de)外(wai)接电(dian)容，以(yi)得(de)到足(zu)够的(de)(de)短(duan)路(lu)电(dian)流去驱动MOS管(guan)。

上边(bian)说(shuo)的(de)4V或(huo)10V是常(chang)用(yong)的(de)MOS管的(de)导(dao)通(tong)(tong)电(dian)压(ya)，设计时当然需(xu)求有一定的(de)余(yu)量(liang)。而且(qie)电(dian)压(ya)越高(gao)，导(dao)通(tong)(tong)速度(du)越快，导(dao)通(tong)(tong)电(dian)阻也越小(xiao)。如今也有导(dao)通(tong)(tong)电(dian)压(ya)更小(xiao)的(de)MOS管用(yong)在不同的(de)范畴里，但(dan)在12V汽车电(dian)子系(xi)统里，普通(tong)(tong)4V导(dao)通(tong)(tong)就够用(yong)了。

三、MOS在电动车控制器中的应用

我(wo)(wo)们(men)电动车上(shang)(shang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos战争常cmos集(ji)成(cheng)(cheng)电路中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos构(gou)造(zao)(zao)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)一(yi)(yi)样的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)平(ping)面(mian)型构(gou)造(zao)(zao)。而(er)电动车上(shang)(shang)上(shang)(shang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)平(ping)面(mian)构(gou)造(zao)(zao)。平(ping)面(mian)型构(gou)造(zao)(zao)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)指，mos栅极(ji)，源级(ji)(ji)和漏(lou)(lou)级(ji)(ji)都(dou)在(zai)(zai)芯(xin)片(pian)(pian)外(wai)(wai)表(biao)(biao)（或者说正面(mian)），而(er)沟(gou)道也在(zai)(zai)芯(xin)片(pian)(pian)外(wai)(wai)表(biao)(biao)横向排列。（我(wo)(wo)们(men)常见(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)教科书的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引见(jian)mos原理普(pu)通都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)拿平(ping)面(mian)构(gou)造(zao)(zao)引见(jian)）。而(er)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)面(mian)构(gou)造(zao)(zao)（沟(gou)道是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)深槽平(ping)面(mian)构(gou)造(zao)(zao)）是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)栅极(ji)和源级(ji)(ji)引线从(cong)芯(xin)片(pian)(pian)正面(mian)引出（其(qi)(qi)(qi)实栅极(ji)也不(bu)在(zai)(zai)外(wai)(wai)表(biao)(biao)而(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)内部(bu)，只是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)比(bi)拟(ni)靠近外(wai)(wai)表(biao)(biao)），而(er)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)从(cong)芯(xin)片(pian)(pian)反(fan)面(mian)引出（其(qi)(qi)(qi)实整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)芯(xin)片(pian)(pian)反(fan)面(mian)都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)衔(xian)接(jie)(jie)在(zai)(zai)一(yi)(yi)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)个(ge)(ge)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)用(yong)焊接(jie)(jie)资料直(zhi)接(jie)(jie)焊接(jie)(jie)在(zai)(zai)金属板(ban)上(shang)(shang)，就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)mos的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金属背(bei)板(ban)，普(pu)通是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)铜镀锡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)），所(suo)以我(wo)(wo)们(men)见(jian)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)mos普(pu)通金属板(ban)和中间(jian)引脚（就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)）是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)完(wan)整(zheng)(zheng)导通的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)（有(you)(you)些(xie)特(te)殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)封装是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)够做到金属板(ban)和中间(jian)脚绝缘(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)）。  功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos内部(bu)从(cong)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)到源级(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)有(you)(you)一(yi)(yi)个(ge)(ge)二(er)极(ji)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，这个(ge)(ge)二(er)极(ji)管(guan)根本上(shang)(shang)一(yi)(yi)切(qie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)mos都(dou)具有(you)(you)，和它自(zi)身构(gou)造(zao)(zao)有(you)(you)关(guan)系（不(bu)需求单独制(zhi)造(zao)(zao)，设(she)(she)计自(zi)身就(jiu)有(you)(you)）。当(dang)(dang)然(ran)能(neng)够经过改动设(she)(she)计制(zhi)造(zao)(zao)工(gong)(gong)艺，不(bu)造(zao)(zao)出这个(ge)(ge)二(er)极(ji)管(guan)。但是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)这会(hui)影响(xiang)芯(xin)片(pian)(pian)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)密度，要做到同样耐(nai)压和内阻(zu)，需求更(geng)(geng)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)芯(xin)片(pian)(pian)面(mian)积（由(you)于构(gou)造(zao)(zao)不(bu)同）。大(da)(da)(da)家只是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)晓得这回事就(jiu)行了(le)。 我(wo)(wo)们(men)所(suo)见(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)mos管(guan)，其(qi)(qi)(qi)实内部(bu)由(you)成(cheng)(cheng)千上(shang)(shang)万个(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)mos管(guan)并联而(er)成(cheng)(cheng)（实践数(shu)量普(pu)通是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)上(shang)(shang)千万个(ge)(ge)，和芯(xin)片(pian)(pian)面(mian)积和工(gong)(gong)艺有(you)(you)关(guan)）。假如在(zai)(zai)工(gong)(gong)作(zuo)中，有(you)(you)一(yi)(yi)个(ge)(ge)或几个(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)管(guan)短路，则整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)mos表(biao)(biao)现为短路，当(dang)(dang)然(ran)大(da)(da)(da)电流(liu)短路mos可能(neng)直(zhi)接(jie)(jie)烧断了(le)（有(you)(you)时表(biao)(biao)现为金属板(ban)和黑色(se)塑封间(jian)开(kai)裂），又(you)表(biao)(biao)现为开(kai)路。大(da)(da)(da)家可能(neng)会(hui)想这上(shang)(shang)千万个(ge)(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)mos应该很容(rong)易呈现一(yi)(yi)个(ge)(ge)或几个(ge)(ge)坏的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吧(ba)，其(qi)(qi)(qi)实真没那么容(rong)易，目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)工(gong)(gong)艺根本保证了(le)这些(xie)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)单位(wei)各种(zhong)参数(shu)高度分歧性。它们(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各种(zhong)开(kai)关(guan)动作(zuo)简直(zhi)完(wan)整(zheng)(zheng)分歧，当(dang)(dang)然(ran)最(zui)终烧坏时，肯(ken)定有(you)(you)先接(jie)(jie)受不(bu)了(le)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)管(guan)先坏。所(suo)以管(guan)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)稳定性和制(zhi)造(zao)(zao)工(gong)(gong)艺密不(bu)可分，差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)艺可能(neng)招(zhao)致(zhi)这些(xie)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)参数(shu)不(bu)那么分歧。有(you)(you)时一(yi)(yi)点(dian)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)艺缺陷（比(bi)方一(yi)(yi)个(ge)(ge)1um以至更(geng)(geng)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)颗粒假如在(zai)(zai)关(guan)键位(wei)置）常常会(hui)形成(cheng)(cheng)整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)芯(xin)片(pian)(pian)（缺陷所(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)芯(xin)）报废(fei)。

四、MOS开关管损失

MOS管导(dao)通(tong)(tong)后(hou)都有导(dao)通(tong)(tong)电阻存在，这样电流就会在这个(ge)电阻上(shang)耗费能量，这局部耗费的(de)能量叫做导(dao)通(tong)(tong)损耗。小功率MOS管导(dao)通(tong)(tong)电阻普(pu)通(tong)(tong)在几(ji)mΩ-几(ji)十mΩ左右。

MOS在导通(tong)和(he)截止(zhi)的(de)时(shi)分，一(yi)定不是在霎时(shi)完成的(de)。MOS两端的(de)电(dian)(dian)压(ya)有(you)一(yi)个降落的(de)过程(cheng)，流(liu)过的(de)电(dian)(dian)流(liu)有(you)一(yi)个上(shang)升的(de)过程(cheng)，在这段时(shi)间内，MOS管的(de)损(sun)(sun)失(shi)(shi)是电(dian)(dian)压(ya)和(he)电(dian)(dian)流(liu)的(de)乘(cheng)积，叫(jiao)做开关损(sun)(sun)失(shi)(shi)。通(tong)常开关损(sun)(sun)失(shi)(shi)比导通(tong)损(sun)(sun)失(shi)(shi)大得多，而(er)且开关频率越快，损(sun)(sun)失(shi)(shi)也越大。

导通霎时(shi)(shi)(shi)电压(ya)和(he)电流的(de)(de)乘积(ji)很大(da)，形(xing)成的(de)(de)损(sun)失(shi)(shi)也就很大(da)。缩短(duan)开关(guan)时(shi)(shi)(shi)间(jian)，能(neng)够减小(xiao)每次导通时(shi)(shi)(shi)的(de)(de)损(sun)失(shi)(shi)；降低(di)开关(guan)频率，能(neng)够减小(xiao)单位时(shi)(shi)(shi)间(jian)内(nei)的(de)(de)开关(guan)次数。这两种方法都能(neng)够减小(xiao)开关(guan)损(sun)失(shi)(shi)。

五、MOS管电路的特性

用(yong)低端(duan)电压(ya)和PWM驱动高端(duan)MOS管(guan)

用小(xiao)幅(fu)度的PWM信号驱动(dong)高(gao)gate电压需(xu)求的MOS管(guan)

VGate的峰值限制

输(shu)入和输(shu)出的电(dian)流限制

经过运用适宜的电阻，能(neng)够到达(da)很低的功(gong)耗

PWM信(xin)号反相。NMOS并(bing)不需求这个特性，能够经过前置(zhi)一个反相器来(lai)处(chu)理。

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