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今天给大家分享一个之前遇到的一个MOS管应用问题？是关于使用mos管做电平转换时遇到的问题，避免大家再踩坑。
说明一下应用背景：我们使用的MOS管完成MDC/MDIO总线的１.８V－2.7V的电平转换。电路图如下：
问题：我们主板系统中，switch与CPU（即mac ）之间ping 包不通.因为switch 这端已经能正常工作,端口间可以相互ping 通,所以问题还是锁定在MAC-Switch间,从软件log打印看,连接MAC与SWITCH间的SGMII数量总线已经正常协商,所以基本排除了 SGMII的问题.那么就剩下MDC/MDIO这组控制总线了.于是我们测量了下这组信号的波形.
MHT_MDC (1.8V转换前)
SMI_MDC (2.7V转换后)
从上面两个波形对比，我们可以发现经过如上电平转换电路之后，波形失真严重，并且转换后电平没有达到预期要求（2.7V）,我们初步分析原因为，MDC时钟频率为1.56MHZ，开关频率太快了，MOS管的开关速度跟不上。以及DS端的驱动能力不够。于是我们做了如下两个尝试，首先更换R1227电阻阻值为1K。同时更改MOS 管的型号为：BSS138。
首先修改VD上拉的电阻后，波形如下：
这个波形还是有问题，只是上升时间变短了一点，并且相同的时间内，上升的最大电平也比之前变大了一些，接近2.7V。测试检测功能，网口依然ping 不通。
如下是更换MOS管型号为：BSS138。
从上图可以看出，MDC的波形已经比较正常的方波了，最大电平也是达到了2.7V，我们设计的电平值。此时检测网口，ping 包功能已经正常。
到这里，板子的问题已经解决，主要原因还是这两个MOS 的区别，接下来我们看看两颗MOS具体哪些参数影响了。
我们结合以上MOS 管电平转换电路工作原理，MDC时钟波形，由低电平到高电平的转换，其实就是MOS从导通到关断的过程。所以我们需要关注MOS管的输出电容大小。即上面规格书里面的Coss这个参数。
我们知道MOS管是压控器件，不同于三极管是流控器件，但是实际上MOS管在从关断到导通的过程也是需要电流（电荷）的，原因是因为MOS管各极之间存在寄生电容Cgd，Cgs和Cds，如图4所示。MOS管导通条件是Vgs电压至少达到阈值电压Vgs(th)，其通过栅极电荷对Cgs电容充电实现，当MOS管完全导通后就不需要提供电流了，即压控的意思。这三个寄生电容参数值在MOS管的规格书中一般是以Ciss，Coss和Crss形式给出，其对应关系为：
反向传输电容：Crss=Cgd；米勒电容
输入电容：Ciss=Cgs+Cgd；
输出电容：Coss=Cds+Cgd。
然而，这三个等效电容是构成串并联组合关系，它们并不是独立的，而是相互影响，其中一个关键电容就是米勒电容Cgd。这个电容不是恒定的，它随着栅极和漏极间电压变化而迅速变化，同时会影响栅极和源极电容的充电。
我们对比上面的规格书发下NCE2302d的输出电容比BSS138的输出电容会大18PF左右，接下来我们通过对电容仿真来看下。两个输出电容的充电时间差别。
先看4.7K，30PF
通过仿真电容的充电时间曲线，对比我们测试的实际波形，发现电容充电时间，是基本吻合。如下图所示：
到此我们通过理论和仿真，实际测试，验证了这个问题，找到了问题的根本原因。通过此案例，我们可以总结下：
MOS应用时，除了通用的一些参数外，特别是在做高频开关（特别是MHZ级别）使用时，我们一定要考虑MOS的寄生电容参数，这几个参数，会影响MOS管的开关速度，以及损耗情况。