以下內(nèi)容中,小編將對MOS驅(qū)動電路的相關內(nèi)容進行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進對MOS驅(qū)動電路的了解,和小編一起來看看吧。
一、MOS驅(qū)動電路
MOS管開關電路在DC-DC電源、開關控制、電平轉(zhuǎn)換等電路中都有普遍的應用,今天就和大家一起學習一下MOS管柵極驅(qū)動的設計注意事項。
那首先,我們來簡單看一款MOS驅(qū)動電路,大家好有一個感性的認識。
1、IC直接驅(qū)動型
這種電路通過電源IC直接提供驅(qū)動信號給MOS管的柵極。其結(jié)構簡單,成本較低,適用于對開關速度要求不高的場合。
但需要注意的是,如果電源IC的峰值驅(qū)動電流不足,可能會導致MOS管開啟速度較慢。
2、推挽輸出電路增強驅(qū)動
是一種增加電流供應能力的驅(qū)動電路。它由兩個互補型MOSFET組成,一個是N通道MOSFET,另一個是P通道MOSFET。當輸入信號為高電平時,N通道MOSFET導通,P通道MOSFET截止;當輸入信號為低電平時,情況相反。這樣,通過兩個管的互補工作,推挽電路能夠快速完成柵極電容的充電過程,增強驅(qū)動能力。
3、驅(qū)動電路加速MOS管的關斷
在關斷的瞬間,驅(qū)動電路加速MOS管的關斷電路能夠提供低阻抗的通路,使MOS管的柵極和源極之間的電容快速放電。
該圖顯示的是一種常見的加速關斷電路,它利用三極管釋放GS電容的電荷,實現(xiàn)最短時間內(nèi)的放電,從而最大限度地減小關斷時的交叉損耗。
二、MOS管柵極驅(qū)動電路設計注意事項
模電課本上定義MOS管為一種壓控流型器件,理想狀態(tài)下,當MOS管處于開關狀態(tài)時,開關波形應該和控制信號電壓波形一樣標準才對,可實際情況并不總?cè)缛艘狻?
如下圖所示,輸入信號為1MHz,幅度5V的方波信號,通過200ohm電阻R1連接到NMOS的柵極。從波形中可以發(fā)現(xiàn),Ud電壓最小值還在5V左右就又開始上升,即開關并未完全導通。
了解過“密勒平臺”的同學應該都知道,MOS管GS和GD之間分別有一個等效電容,電容兩端電壓不能突變,因此當柵極加上一個開關信號時,本質(zhì)上就是對這些電容進行充放電,來使Vgs電壓達到導通和關閉的門限。
當柵極串聯(lián)較大的電阻后,柵極上的充放電電流就比較小,對電容的充電速度較慢,因此就會出現(xiàn)上述MOS管還未完全導通,下一個關閉MOS管的信號又到達的情況。
這時,我們將串聯(lián)電阻R1縮小為20ohm,可以看到Vd電壓信號基本保持方波,且可以完全導通了。但是可以觀察到Ud關斷時,有較長的“爬坡”,這表明,即使柵極驅(qū)動電流增大了,但是MOS管本身的開關頻率也是有上限的。
在上述基礎上,我們再將柵極驅(qū)動信號的頻率降低到100kHz,這時我們觀察到Ud和Ugs基本都是一個比較標準的方波信號(通過Ugs信號能觀察到“密勒平臺”),一般我們認為這樣的驅(qū)動才是合格的。
針對前兩種不完全導通和邊沿爬坡較緩的現(xiàn)象,會產(chǎn)生哪些問題?
從功耗的計算公式P=U*I來看,當MOS管完全導通時,我們可以近似認為MOS管的損耗為0,即MOS的損耗僅存在于開關過程,即電壓、電流都不為0的時候。當MOS不完全導通或者邊沿較緩時,MOS管本身的損耗就會加大,會加重MOS管的發(fā)熱,嚴重的會導致MOS管燒毀。
以上便是小編此次帶來的有關MOS驅(qū)動電路的全部內(nèi)容,十分感謝大家的耐心閱讀,想要了解更多相關內(nèi)容,或者更多精彩內(nèi)容,請一定關注我們網(wǎng)站哦。