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开关电路MOS管设计知识

　　1,MOS管种类和结构
　　MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可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。
　　至于为什么不使用耗尽型的 MOS管，不建议刨根问底。
　　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.下面的介绍中，也多以NMOS为主。
　　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管原理图上可看到，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。
　　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（**驱动）。但是，虽然PMOS可很方便地用作**驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在**驱动中，通常还是使用NMOS.
　　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，可减小每次导通时的损失；降低开关频率，可减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可减小开关损失。
　　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，就可了。这个很容易做到，但是，我们还需要速度。
　　在MOS管的结构中可看到，在GS,GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时**要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
　　**注意的是，普遍用于**驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而**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。
　　上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压，设计时当然需要有一定的余量。而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。现在也有导通电压更小的MOS管用在不同的领域里，但在12V汽车电子系统里，一般4V导通就够用了。
　　5,MOS管应用电路
　　MOS管*显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。

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