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MOS管驅(qū)動電路設(shè)計，如何讓MOS管快速開啟和關(guān)閉？

發(fā)布時間：2024-07-17 責任編輯：lina

【導讀】一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅(qū)動的，不需要驅(qū)動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結(jié)電容存在，這個電容會讓驅(qū)動MOS變的不那么簡單。

關(guān)于MOS管驅(qū)動電路設(shè)計，本文談一談如何讓MOS管快速開啟和關(guān)閉。

一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅(qū)動的，不需要驅(qū)動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結(jié)電容存在，這個電容會讓驅(qū)動MOS變的不那么簡單。

下圖的3個電容為MOS管的結(jié)電容，電感為電路走線的寄生電感：

MOS管驅(qū)動電路設(shè)計，如何讓MOS管快速開啟和關(guān)閉？

如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話，MOS管開關(guān)速度越快越好。因為開關(guān)時間越短，開關(guān)損耗越小，而在開關(guān)電源中開關(guān)損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅(qū)動電路的好壞直接決定了電源的效率。

怎么做到MOS管的快速開啟和關(guān)閉呢？

對于一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那么MOS管開啟的速度就會越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那么MOS管關(guān)斷的速度也就越快。

由此我們可以知道，如果想在更短的時間內(nèi)把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅(qū)動電流。

大家常用的PWM芯片輸出直接驅(qū)動MOS或者用三極管放大后再驅(qū)動MOS的方法，其實在瞬間驅(qū)動電流這塊是有很大缺陷的。

比較好的方法是使用專用的MOSFET驅(qū)動芯片如TC4420來驅(qū)動MOS管，這類的芯片一般有很大的瞬間輸出電流，而且還兼容TTL電平輸入，MOSFET驅(qū)動芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：

MOS管驅(qū)動電路設(shè)計，如何讓MOS管快速開啟和關(guān)閉？

MOS驅(qū)動電路設(shè)計需要注意的地方：

因為驅(qū)動線路走線會有寄生電感，而寄生電感和MOS管的結(jié)電容會組成一個LC振蕩電路，如果直接把驅(qū)動芯片的輸出端接到MOS管柵極的話，在PWM波的上升下降沿會產(chǎn)生很大的震蕩，導致MOS管急劇發(fā)熱甚至爆炸，一般的解決方法是在柵極串聯(lián)10歐左右的電阻，降低LC振蕩電路的Q值，使震蕩迅速衰減掉。

因為MOS管柵極高輸入阻抗的特性，一點點靜電或者干擾都可能導致MOS管誤導通，所以建議在MOS管G極和S極之間并聯(lián)一個10K的電阻以降低輸入阻抗。

如果擔心附近功率線路上的干擾耦合過來產(chǎn)生瞬間高壓擊穿MOS管的話，可以在GS之間再并聯(lián)一個18V左右的TVS瞬態(tài)抑制二極管。

TVS可以認為是一個反應(yīng)速度很快的穩(wěn)壓管，其瞬間可以承受的功率高達幾百至上千瓦，可以用來吸收瞬間的干擾脈沖。

綜上，MOS管驅(qū)動電路參考：

MOS管驅(qū)動電路設(shè)計，如何讓MOS管快速開啟和關(guān)閉？