本文是一位資深工程師對MOSFET及MOSFET驅動電路基礎的總結，包括MOS管的種類和結構等介紹
，MOS管的特性
，MOS管的驅動以及MOS管的應用電路。

1
、MOS管種類和MOS管的結構

MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET)，可以被製造成增強型或耗盡型，P溝道或N溝道共4種類型，但實際應用的隻有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管
，所以通常提到NMOS

，或者PMOS指的就是這兩種。右圖是這兩種MOS管的符號。


對於這兩種增強型MOS管，比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小且容易製造。所以開關電源和馬達驅動的應用中，一般都用NMOS。下麵的介紹中，也多以NMOS為主。

在MOS管原理圖上可以看到，漏極和源極之間有一個寄生二極管。這個叫體二極管，在驅動感性負載(如馬達)，這個二極管很重要。順便說一句，體二極管隻在單個的MOS管中存在，在集成電路芯片內部通常是沒有的。下圖是MOS管的構造圖
，通常的原理圖中都畫成右圖所示的樣子。 (柵極保護用二極管有時不畫)


MOS管guan的de三san個ge管guan腳jiao之zhi間jian有you寄ji生sheng電dian容rong存cun在zai
，如ru右you圖tu所suo示shi。這zhe不bu是shi我wo們men需xu要yao的de
，而er是shi由you於yu製zhi造zao工gong藝yi限xian製zhi產chan生sheng的de。寄ji生sheng電dian容rong的de存cun在zai使shi得de在zai設she計ji或huo選xuan擇ze驅qu動dong電dian路lu的de時shi候hou要yao麻ma煩fan一yi些xie，但dan沒mei有you辦ban法fa避bi免mian，在zaiMOS管的驅動電路設計時再詳細介紹。


下頁內容：MOS管導通特性和MOS開關管損失
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2、MOS管導通特性

導通的意思是作為開關，相當於開關閉合。

NMOS的特性，Vgs大於一定的值就會導通，適合用於源極接地時的情況(低端驅動)，隻要柵極電壓達到4V或10V就可以了。

PMOS的特性，Vgs小於一定的值就會導通，使用與源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是，雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動，但由於導通電阻大，價格貴
，替換種類少等原因，在高端驅動中，通常還是使用NMOS。

右圖是瑞薩2SK3418的Vgs電壓和Vds電壓的關係圖。可以看出小電流時
，Vgs達到4V，DS間壓降已經很小，可以認為導通。


3
、MOS開關管損失

不管是NMOS還是PMOS，導通後都有導通電阻存在，因而在DS間流過電流的同時，兩端還會有電壓(如2SK3418特性圖所示)，這樣電流就會在這個電阻上消耗能量，這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗。現在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫歐左右
，幾毫歐的也有。

MOS在導通和截止的時候，一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個下降的過程，流過的電流有一個上升的過程，在這段時間內，MOS管的損失是電壓和電流的乘積，叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多，而且開關頻率越快，損失也越大。

下圖是MOS管導通時的波形。可以看出

，導通瞬間電壓和電流的乘積很大，造成的損失也就很大。降低開關時間
，可以減小每次導通時的損失
；降低開關頻率，可以減小單位時間內的開關次數。這兩種辦法都可以減小開關損失。


下頁內容：MOS管驅動和MOS管應用電路
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4、MOS管驅動

跟雙極性晶體管相比，一般認為使MOS管導通不需要電流，隻要GS電壓高於一定的值，就可以了。這個很容易做到
，但是，我們還需要速度。

在MOS管的結構中可以看到，在GS，GD之間存在寄生電容，而MOS管guan的de驅qu動dong，實shi際ji上shang就jiu是shi對dui電dian容rong的de充chong放fang電dian。對dui電dian容rong的de充chong電dian需xu要yao一yi個ge電dian流liu，因yin為wei對dui電dian容rong充chong電dian瞬shun間jian可ke以yi把ba電dian容rong看kan成cheng短duan路lu，所suo以yi瞬shun間jian電dian流liu會hui比bi較jiao大da。選xuan擇ze/設計MOS管驅動時第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。

第二注意的是
，普遍用於高端驅動的NMOS，導通時需要是柵極電壓大於源極電壓。而高端驅動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓(VCC)相同，所以這時柵極電壓要比VCC大4V或10V。如果在同一個係統裏，要得到比VCC大da的de電dian壓ya，就jiu要yao專zhuan門men的de升sheng壓ya電dian路lu了le。很hen多duo馬ma達da驅qu動dong器qi都dou集ji成cheng了le電dian荷he泵beng
，要yao注zhu意yi的de是shi應ying該gai選xuan擇ze合he適shi的de外wai接jie電dian容rong

，以yi得de到dao足zu夠gou的de短duan路lu電dian流liu去qu驅qu動dongMOS管。

上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓
，設計時當然需要有一定的餘量。而且電壓越高，導通速度越快

，導通電阻也越小。現在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領域裏，但在12V汽車電子係統裏
，一般4V導通就夠用了。

MOS管的驅動電路及其損失，可以參考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。講述得很詳細
，所以不打算多寫了。

5、MOS管應用電路

MOS管guan最zui顯xian著zhu的de特te性xing是shi開kai關guan特te性xing好hao，所suo以yi被bei廣guang泛fan應ying用yong在zai需xu要yao電dian子zi開kai關guan的de電dian路lu中zhong，常chang見jian的de如ru開kai關guan電dian源yuan和he馬ma達da驅qu動dong，也ye有you照zhao明ming調tiao光guang。這zhe三san種zhong應ying用yong在zai各ge個ge領ling域yu都dou有you詳xiang細xi的de介jie紹shao。