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科普:有关MOSFET 驱动电路相关知识

2020-03-25 08:09 来源:互联网 编辑:Emma

关于MOSFET你了解多少?下面分享下有关MOSFET 及 MOSFET 驱动电路基础的相关知识,包括 MOS 管的介绍,特性,驱动以及应用电路。

科普:有关MOSFET 驱动电路相关知识

至于为什么不使用耗尽型的 MOS 管,不建议刨根问底。

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,但没有办法避免,后边再详细介绍。

MOS 管导通特性

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。

MOS 开关管损失

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 频率越快,损失也越大。

MOS 管驱动

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。

上边说的 4V 或 10V 是常用的 MOS 管的导通电压,设计时当然需要有一定 的余量。而且电压越高,导通速度越快,导通电阻也越小。现在也有导通电压更 小的 MOS 管用在不同的领域里,但在 12V 汽车电子系统里,一般 4V 导通就够用 了。

MOS 管应用电路

现在的 MOS 驱动,有几个特别的需求:

当使用 5V 电源,这时候如果使用传统的图腾柱结构,由于三极管的 be有 0.7V 左右的压降,导致实际最终加在 gate 上的电压只有 4.3V。这时候,我 们选用标称 gate 电压 4.5V 的 MOS 管就存在一定的风险。

同样的问题也发生在使用 3V 或者其他低压电源的场合。

输入电压并不是一个固定值,它会随着时间或者其他因素而变动。这个变 动导致 PWM 电路提供给 MOS 管的驱动电压是不稳定的。

同时,如果简单的用电阻分压的原理降低 gate 电压,就会出现输入电压 比较高的时候,MOS 管工作良好,而输入电压降低的时候 gate 电压不足,引起 导通不够彻底,从而增加功耗。

在一些控制电路中,逻辑部分使用典型的 5V 或者 3.3V 数字电压,而功率 部分使用 12V 甚至更高的电压。两个电压采用共地方式连接。

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