1、MOS管的類型及結構

MOSFET是場效電晶體（FET）的一種（另一種是JFET），可以做成增強型或耗竭型，P通道或N通道，共4種型，但實際使用的只有增強型N通道MOS管和增強型P通道MOS管，所以通常提到的NMOS，或PMOS都指這兩種。

至於為什麼不使用耗盡型MOS管，不建議深究。

對於這兩種增強型MOS管來說，更常用的是NMOS。原因是導通電阻小且易於製造。因此，在開關電源和馬達驅動應用中，一般採用NMOS。以下的介紹中主要使用NMOS。

MOS管的三個引腳之間存在寄生電容，這不是我們需要的，而是製造製程的限製造成的。寄生電容的存在使得驅動電路的設計或選擇變得比較麻煩，但沒有辦法避免，稍後再詳細介紹。

在MOS管的原理圖上可以看到，汲極和源極之間有一個寄生二極體。這被稱為體二極管，在驅動電感性負載（例如馬達）時非常重要。順便提一下，體二極體僅存在於單一MOS管中，在積體電路晶片內部通常不存在。

2、MOS管導通特性

導通就是起到開關的作用，相當於閉合開關。

根據NMOS的特性，如果Vgs大於一定值，就會導通。適合源極接地的情況（低端驅動），只要閘極電壓達到4V或10V即可。

PMOS的特性，Vgs小於一定值就會導通，適合源極接VCC的情況（高階驅動）。然而，雖然PMOS可以輕鬆用作高階驅動器，但NMOS由於其導通電阻大、價格高、替代類型少，通常用於高階驅動器。

3、MOS開關管損耗

無論是NMOS或PMOS，導通後都存在導通電阻，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，會減少導通損耗。現在的小功率MOS管的導通電阻通常在幾十毫歐姆左右，也有幾毫歐姆的。

MOS管的開通和關斷，一定不是瞬間完成的。 MOS兩端電壓有下降過程，流過的電流有上升過程。這段時間，MOS管的損耗就是電壓和電流的乘積，稱為開關損耗。通常開關損耗比傳導損耗大得多，且開關頻率越快，損耗就越大。

導通瞬間的電壓和電流的乘積很大，造成的損耗也很大。縮短開關時間可以減少每次導通時的損耗；降低開關頻率可以減少單位時間內的開關次數。兩種方法都可以降低開關損耗。

4.MOS管驅動

與雙極型電晶體相比，一般認為MOS管導通不需要電流，只要GS電壓高於某一值就足夠了。這很容易做到，但我們也需要速度。

從MOS管的結構可以看出，GS和GD之間有寄生電容，MOS管的驅動其實就是電容的充放電。給電容充電需要電流，因為給電容充電的瞬間可以認為電容短路了，所以瞬間電流會比較大。選擇/設計MOS管驅動器時首先要注意的是能夠提供的瞬時短路電流大小。

第二點要注意的是，NMOS一般用於高階驅動，需要在閘極電壓大於源極電壓時導通。高側驅動MOS管導通時源極電壓與汲極電壓（VCC）相同，因此此時閘極電壓比VCC大4V或10V。如果在同一個系統中，要得到大於VCC的電壓，就需要專門的升壓電路。許多電機驅動器集成了電荷泵。需要注意的是，要選擇合適的外接電容，以獲得足夠的短路電流來驅動MOS管。

上述的4V或10V是常用MOS管的開啟電壓，當然設計時需要留有一定的餘裕。而且電壓越高，開通速度越快，導通電阻越小。現在也有導通電壓更小的MOS管應用於不同領域，但在12V汽車電子系統中，一般4V導通就足夠了。

關於MOS管的驅動電路及其損耗，可以參考Microchip的AN799MatchingMOSFETDriverstoMOSFETs，寫的很詳細，就不打算多寫了。

5、MOS管應用電路

MOS管最顯著的特點是其良好的開關特性，因此廣泛應用於需要電子開關的電路中，如開關電源、馬達驅動等。

5種常用開關電源MOSFET驅動電路分析

使用MOSFET設計開關電源時，大多數人會考慮MOSFET的導通電阻、最大電壓、最大電流。但很多情況下，只考慮這些因素。這樣的電路或許能正常運作，但不是好的設計方案。更細緻的是，MOSFET也應考慮本身的寄生參數。對於某個特定的MOSFET，它的驅動電路、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。

在選擇功率IC和MOS管時，選擇合適的驅動電路連接功率IC和MOS管就顯得格外重要。

一個好的MOSFET驅動電路有以下需求：

（1）當開關管導通時，驅動電路應能提供足夠大的充電電流，使MOSFET的閘極源極間電壓迅速上升到所需的值，以確保開關管能快速導通，且不會出現上升沿的高頻振盪。

（2）驅動電路能確保MOSFET導通期間閘極-源極間電壓保持穩定並可靠導通。

（3）關斷瞬間的驅動電路能為MOSFET閘極、源極間電容電壓的快速洩放提供一條盡可能低阻抗的通路，以確保開關管能快速關閉。

（4）驅動電路結構簡單可靠，損耗小。

（五）依情況實施隔離。

MOS管和IGBT驅動電路是驅動電壓還是驅動電流？

MOS管和IDBT都是電壓驅動元件。也就是說，閘極電壓控制汲極或集極電流。