A. 这个电路图MOS管是怎么驱动的
1. Q5为NMOS管,R12为限流电阻(或是偏置电阻),源漏之间的二极管内为保护二极管。
2. 源极接地容,电压为0,当栅极(即图中右眼驱动1)的电压大于开启电压Vth(一般为0.7V)时,就可在源漏之间形成导电沟道,产生电流。
3. 栅极未加电压(或电压小于Vth)时,管子关闭,电阻很大,12V电压基本全部加在管子上,R12上电压很小,电路电流为几乎为0;栅极电压大于开启电压时,管子导通,电阻迅速变小,R12分得部分电压,电路中产生电流。此电流大小既满足欧姆定律(电阻电流电压方程),也满足萨支唐方程(管子电流电压方程),即上下电流相同,满足电流一致性。
4. 二极管起保护作用。当漏源电压较大时,在管子发生源漏穿通之前,二极管先发生反向击穿,从而保护了管子。
5. 如果二极管为稳压管的话,就是用来恒定漏源电压的,从而通过选择稳压管可以设置电流的大小。此时流过R12的电流等于流过二极管的电流与流过管子的电流之和,满足基尔霍夫电流定律,即流入节点的电流等于流出节点的电流。
B. MOS全桥驱动电路
电路有两个输入端,逻辑上是互为反相的,即输入信号使Q1导通时,会令Q2截止;
Q1漏极输出回低电答平,通过R7使得Q4栅极也是低电平,从而令Q4导通,为电机通过了电源和电流。场效应管是电压驱动的,与三极管的电流驱动不同,因而为Q4通过栅压的R7,其取值小了,是浪费电,但也不能过大了,还要为此类场效应管是栅极电容提供充放电流;
另外一半电路同理
C. MOSFET 为什么要驱动电路
现在市面上实际应用的多是平面工艺的MOSFET,在开关电源等领域应用非常普遍,一般版作为开关管使权用。实际的MOSFET有别于理想的MOSFET,栅极和源极,源极和漏极都是存在电容的,要用合适的驱动电路才能使MOS管工作在低导通损耗的开关状态。比如600V的MOS管多用8-12V的栅极电压驱动,并且要求一定的驱动能力。
也可以用示波器看MOS管的波形,看是否工作在完全导通状态,上升和下降时间在辐射满足要求的情况下,尽量的陡峭。
D. MOS管驱动电路与MOSFET作开关作用有什么区别
MOSFET的开关作用是针对MOS特性得出的,MOS管输出特性曲线有可变电阻区、夹断区和恒流区,当在可回变电阻区和夹断区内答工作时,MOS管相当于一个电子开关。
MOS管驱动电路跟MOS本身没有必然联系,因为MOS管的控制比一般三极管麻烦一些,特别是关断的要求比较高,为了让MOS用起来更简单,就出现了驱动电路这类东西。MOS管当然不用驱动电路,也完全可以工作。
简单的说,驱动电路类似MOSFET的服务电路。
E. 怎样理解这个MOS管驱动电路
因为这个场效应管是作为开关管使用,那么让G极电位比S极低4V一下即可;
Ugs = Ug - Us =-UR3,
关于三极管有 3.3(版V)= Ube + Ue ==> Ue = 3.3-0.7=2.6(V);
则 Ie = Ue/Re = 2.6/20 = 0.13(mA);
所以权电阻R3的电压 UR3= Ie*R3 = 0.13*100=13(V);
F. 如何选择最适合的MOS管驱动电路
1、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。
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管原理图上可以看到,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。
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。
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,但是,我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到,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以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,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。
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。
MOS管的驱动电路及其损失,可以参考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。讲述得很详细,所以不打算多写了。
5、MOS管应用电路
MOS管最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。
5种常用开关电源MOSFET驱动电路解析
在使用MOSFET设计开关电源时,大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。但很多时候也仅仅考虑了这些因素,这样的电路也许可以正常工作,但并不是一个好的设计方案。更细致的,MOSFET还应考虑本身寄生的参数。对一个确定的MOSFET,其驱动电路,驱动脚输出的峰值电流,上升速率等,都会影响MOSFET的开关性能。
当电源IC与MOS管选定之后, 选择合适的驱动电路来连接电源IC与MOS管就显得尤其重要了。
一个好的MOSFET驱动电路有以下几点要求:
(1)开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。
(2)开关导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定且可靠导通。
(3)关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断。
(4)驱动电路结构简单可靠、损耗小。
(5)根据情况施加隔离。