mosfet應用電路

A. MOSFET驅動電路有哪些，各有什麼優缺點

其驅動電路通常包括開通驅動電路，關斷驅動電路和門極反偏電路三部分。 電力MOSFET驅動電路的特點：要求驅動電路具有較小的輸入電阻，驅動功率小且電路簡單。

B. mos管是什麼原理，起什麼作用的

MOS管的原理：

它是利用VGS來控制「感應電荷」的多少，以改變由這些「感應電荷」形成的導電溝道的狀況，然後達到控制漏極電流的目的。在製造管子時，通過工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷，這些負電荷把高滲雜質的N區接通，形成了導電溝道，即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時，溝道內被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。

作用：

1、可應用於放大電路。由於MOS管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

2、很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換。

3、可以用作可變電阻。

4、可以方便地用作恆流源。

5、可以用作電子開關。

簡介：

mos管，即在集成電路中絕緣性場效應管。是金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導體(semiconctor)場效應晶體管。或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的source和drain是可以對調的，都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下，這個兩個區是一樣的，即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。

結構特點：

MOS管的內部結構如下圖所示;其導通時只有一種極性的載流子(多子)參與導電，是單極型晶體管。導電機理與小功率MOS管相同，但結構上有較大區別，小功率MOS管是橫向導電器件，功率MOSFET大都採用垂直導電結構，又稱為VMOSFET，大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。

p溝道mos管

其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻，該管導通時在兩個高濃度n擴散區間形成n型導電溝道。n溝道增強型MOS管必須在柵極上施加正向偏壓，且只有柵源電壓大於閾值電壓時才有導電溝道產生的n溝道MOS管。n溝道耗盡型MOS管是指在不加柵壓(柵源電壓為零)時，就有導電溝道產生的n溝道MOS管。

C. MOS管在開關電路的作用

■mos管開關電路中抄要用到mos場效應管襲來代替開關，場效應管有三個極：源極s、漏極
d和柵極（或叫控制極）g.
工作原理是：在給源極和漏極
之間加上正確極性和大小的電壓（因為管型而異）後，再給g極和源極之間加上控制電壓，就會有相應大小的電流從源極流向漏極
，如果信號電壓夠大，這個電路就能瞬間飽和而成為一個開關了。

D. Pmos管開關電路

下圖是兩種PMOS管經典開關電路應用：其中第一種NMOS管為高電平導通，低電平截斷，Drain端接後面電路的接地端；第二種為PMOS管典型開關電路，為高電平斷開，低電平導通，Drain端接後面電路的VCC端。

首先要進行MOSFET的選擇，MOSFET有兩大類型：N溝道和P溝道。在功率系統中，MOSFET可被看成電氣開關。當在N溝道MOSFET的柵極和源極間加上正電壓時，其開關導通。導通時，電流可經開關從漏極流向源極。漏極和源極之間存在一個內阻，稱為導通電阻RDS(ON)。必須清楚MOSFET的柵極是個高阻抗端，因此，總是要在柵極加上一個電壓。這就是後面介紹電路圖中柵極所接電阻至地。如果柵極為懸空，器件將不能按設計意圖工作，並可能在不恰當的時刻導通或關閉，導致系統產生潛在的功率損耗。當源極和柵極間的電壓為零時，開關關閉，而電流停止通過器件。雖然這時器件已經關閉，但仍然有微小電流存在，這稱之為漏電流，即IDSS。

第一步：選用N溝道還是P溝道

為設計選擇正確器件的第一步是決定採用N溝道還是P溝道MOSFET。在典型的功率應用中，當一個MOSFET接地，而負載連接到干線電壓上時，該MOSFET就構成了低壓側開關。在低壓側開關中，應採用N溝道MOSFET，這是出於對關閉或導通器件所需電壓的考慮。當MOSFET連接到匯流排及負載接地時，就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中採用PMOS管經典開關電路，這也是出於對電壓驅動的考慮。

第二步：確定額定電流

第二步是選擇MOSFET的額定電流。視電路結構而定，該額定電流應是負載在所有情況下能夠承受的最大電流。與電壓的情況相似，設計人員必須確保所選的MOSFET能承受這個額定電流，即使在系統產生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續模式和脈沖尖峰。該參數以FDN304P管DATASHEET為參考，參數如圖所示：

來看這個電路，控制信號PGC控制V4.2是否給P_GPRS供電。此電路中，源漏兩端沒有接反，R110與R113存在的意義在於R110控制柵極電流不至於過大，R113控制柵極的常態，將R113上拉為高，截至PMOS，同時也可以看作是對控制信號的上拉，當MCU內部管腳並沒有上拉時，即輸出為開漏時，並不能驅動PMOS關閉，此時，就需要外部電壓給予的上拉，所以電阻R113起到了兩個作用。R110可以更小，到100歐姆也可。

E. 如何選擇最適合的MOS管驅動電路

1、管種類和結構

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，但實際應用的只有增強型的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。

至於為什麼不使用耗盡型的MOS管，不建議刨根問底。

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。下面的介紹中，也多以NMOS為主。

MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在，這不是我們需要的，而是由於製造工藝限制產生的。寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動電路的時候要麻煩一些，但沒有辦法避免，後邊再詳細介紹。

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體。這個叫體二極體，在驅動感性負載(如馬達)，這個二極體很重要。順便說一句，體二極體只在單個的MOS管中存在，在集成電路晶元內部通常是沒有的。

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)，只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。

PMOS的特性，Vgs小於一定的值就會導通，適合用於源極接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。

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，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。

導通瞬間電壓和電流的乘積很大，造成的損失也就很大。縮短開關時間，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。

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，只要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管的驅動，實際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個電流，因為對電容充電瞬間可以把電容看成短路，所以瞬間電流會比較大。選擇/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。如果在同一個系統里，要得到比VCC大的電壓，就要專門的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵，要注意的是應該選擇合適的外接電容，以得到足夠的短路電流去驅動MOS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管用在不同的領域里，但在12V汽車電子系統里，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管最顯著的特性是開關特性好，所以被廣泛應用在需要電子開關的電路中，常見的如開關電源和馬達驅動。

5種常用開關電源MOSFET驅動電路解析

在使用MOSFET設計開關電源時，大部分人都會考慮MOSFET的導通電阻、最大電壓、最大電流。但很多時候也僅僅考慮了這些因素，這樣的電路也許可以正常工作，但並不是一個好的設計方案。更細致的，MOSFET還應考慮本身寄生的參數。對一個確定的MOSFET，其驅動電路，驅動腳輸出的峰值電流，上升速率等，都會影響MOSFET的開關性能。

當電源IC與MOS管選定之後， 選擇合適的驅動電路來連接電源IC與MOS管就顯得尤其重要了。

一個好的MOSFET驅動電路有以下幾點要求：

(1)開關管開通瞬時，驅動電路應能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值，保證開關管能快速開通且不存在上升沿的高頻振盪。

(2)開關導通期間驅動電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩定且可靠導通。

(3)關斷瞬間驅動電路能提供一個盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放，保證開關管能快速關斷。

(4)驅動電路結構簡單可靠、損耗小。

(5)根據情況施加隔離。

F. P-MOSFET和N-MOSFET分別用於那些電路呢，有沒有特殊要求呢

N通道的開關切換速度較快，大多數開關電路或線性穩壓，會使用N通道；P通道也是可以使用的，只是速度較慢，較少採用，設計上，電路也與N通道的相反。 有時候，有些設計，是會採用N+P的電路設計，尤其筆記本上很常見。 註：我不清楚電路長怎樣，只有大略知道這樣的概念。

G. mos管在電路中的作用

MOS即MOSFET全稱金屬氧化膜絕緣柵型場效應管，有門極Gate,源極Source,漏極Drain.通過給Gate加電壓產生電場控制S/D之間的溝道電子或者空穴密度（或者說溝道寬度）來改變S/D之間的阻抗。這是一種簡單好用，接近理想的電壓控制電流源電晶體
它具以下特點:開關速度快、高頻率性能好，輸入阻抗高、驅動功率小、熱穩定
性優良、無二次擊穿問題、全工作區寬、工作線性度高等等，其最重要的優點
就是能夠減少體積大小與重量，提供給設計者一種高速度、高功率、高電壓、
與高增益的元件。在各類中小功率開關電路中應用極為廣泛。
MOS又分為兩種，一種為耗盡型（Depletion MOS），另一種為增強型
（Enhancement MOS）。這兩種型態的結構沒有太大的差異，只是耗盡型MOS一
開始在Drain-Source的通道上就有載子，所以即使在VGS為零的情況下，耗盡型
MOS仍可以導通的。而增強型MOS則必須在其VGS大於某一特定值才能導通。