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MOS管开关的基础知识管开关的基础知识

一般情况下普遍用于高端驱动的MOS，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。　　MOS管是电压驱动，按理说只要栅极电压到到开启电压就能导通

DS，栅极串多大电阻均能导通。但如果要求开关频率较高时，栅对地或VCC可以看做是一个电容，对于一个电

容来说，串的电阻越大，栅极达到导通电压时间越长，MOS处于半导通状态时间也越长，在半导通状态内阻较

大

　　一般情况下普遍用于高端驱动的MOS，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。

　　MOS管是电压驱动，按理说只要栅极电压到到开启电压就能导通DS，栅极串多大电阻均能导通。但如果要求开关频率较

高时，栅对地或VCC可以看做是一个电容，对于一个电容来说，串的电阻越大，栅极达到导通电压时间越长，MOS处于半导

通状态时间也越长，在半导通状态内阻较大，发热也会增大，极易损坏MOS，所以高频时栅极栅极串的电阻不但要小，一般

要加前置驱动电路的。

　　下面我们先来了解一下

　　MOS管开关的基础知识

　　No.1

　　MOS管种类和结构

　　MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET)，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 —— 原因是导通电阻小，且容易制造，所以开关电源和马达驱动的应用

中，一般都用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，但没有办法避免，后边再详细介绍。

　　在MOS管的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。

　　No.2

　　MOS管导通特性

　　导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。

　　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。

　　No.3

　　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。

　　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。

　　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。

　　No.4

　　MOS管驱动

　　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

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