MOS管的使用你考虑的全面吗

在通过应用MOS管进行开关电源以及马达驱动电路设计的时候，大多数人的关注点仅仅停留在MOS管的导通电阻、最大电压、最大电流等方面。这样的电路也许是可以工作的，但并不是最好的，作为正式的产品设计也是不允许的。

佳恩MOS单管

接下来小编将从MOS管的结构、导通特性、驱动以及应用电路展开论述，具体如下。　　　

1、种类和结构　　

MOS管是FET的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因主要是导通电阻小，且容易制造。因此在开关电源和马达驱动的应用中，一般都采用NMOS。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但却不可避免。通过MOS管的原理图可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管也被叫做体二极管。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，且对驱动感性负载(如马达)来说是十分重要的。　　　　

2、导通特性　　

导通可理解为开关，即相当于开关闭合。

（1）NMOS的导通特性

当Vgs大于一定的值就会导通，适用于源极接地时的情况(例低端驱动)，且栅极电压只需达到4V或10V。

（2）PMOS的导通特性

当Vgs小于一定的值就会导通，适用于源极接VCC时的情况(例高端驱动)。虽然PMOS可以很便捷地用作高端驱动，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。　　　　

3、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。

MOS管在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。因为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。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。以上这两种办法均可减小开关管的损失。　　　　

4、驱动　　　

同双极性晶体管相比，通常认为MOS管的导通不需要电流，只需GS电压高于一定的值。这种方式很容易做到，但不可忽视的还有速度。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管驱动时需要注意两点。第一点是可提供瞬间短路电流的大小；第二点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即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，就需要专门的升压电路。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应选择合适的外接电容，才能得到足够的短路电流进而实现MOS管的驱动。　　　

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