MOSFET介绍

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor -- 金属氧化物半导体场效应晶体管

• 图说MOSFET： zhuanlan.zhihu.com/p/55826021
• 一文彻底弄清MOS管（NMOS为例）： zhuanlan.zhihu.com/p/368263926

MOS管工作原理 & 特性

MOS管的工作原理 -- 爱上半导体 【Bilibili】

MOS管的特性：

• 栅极（G）、漏极（D）、源极（S）
• 栅极输入阻抗非常高：因为它有SiO2绝缘层的存在，所以说 它的输入几乎不取电流，这就是为什么现在芯片内部集成的几乎都是MOS管。
• 栅极很容易被静电击穿：由于阻抗非常高，感应电荷很难被释放，高压很容易把SiO2绝缘层击穿，造成MOS管永久损坏，即 栅极和源极导通，形成栅极和源极之间的电流。

NMOS

以 NMOS管 为例，由于在栅极施加电场的作用，会形成N沟道，所谓N沟道就是N型半导体之间的沟道，类似NPN三极管。

抽象图	抽象图	实际图

NMOS导通条件： blog.csdn.net/weixin_4215…

Load Switch负载开关电路

Load Switch负载开关电路 -- 好文推荐 【CSDN】

• 分离式器件搭建
• 集成式负载开关

MOS管开关驱动电路

1. MOS管特点： 它不光导通的时候内阻很低，而且打开和关闭的速度也是非常的快。所以被大量应用在一些 开关电源 的电路上。

2. MOS管驱动电路图讲解，图文+案例讲解，几分钟搞定MOS管驱动电路 -- 好文推荐 【知乎】

   • R1是一个100R的栅极电阻，控制栅极的充电速率，用于 限制电流量，并防止栅极上出现任何 振铃。
     • 由于MOS管的栅极本质上是一个 电容，那么在 没有栅极电阻 的情况下，将电压施加到栅极的瞬间会发生什么？电路会将栅极视为 完全短路（技术上不正确，因为迹线和电线具有寄生电阻和电感，但足够接近。）
     • 这会潜在一些问题，如果无法快速提供那么多电流，则该电流浪涌会破坏驱动电路。其次，由于寄生电感和栅极电容，栅极存在“振铃”的危险。 这种振铃会迫使栅极在开/关状态之间振荡，或者更糟的是，过压并完全破坏MOS管。
   • R2是一个10K的下拉电阻，确保MOS管始终处于已知状态；还有就是当MOS管关闭时为栅源极寄生电容提供有效的电荷泄放回路。
   • CNTRL_MOSFET可以是来自标准微控制器的I/O线。

   

3. 工作中常用的几种MOS管驱动电路 -- 好文推荐 【知乎】

   • IO口直接驱动： 以NMOS为例，当Vgs > Vth（threshold，阈值或者开启电压）。

     • 当芯片IO输出一个12V左右的电压，驱动NMOS管打开，注意这个IO口的驱动峰值电流，以免栅极被击穿。
     • 注意MOS管内部都是存在 寄生电容 的，这个是由于 制造工艺 造成的，无法避免，所以选型时要考虑寄生电容越小越好，因为寄生电容越大，MOS管导通时要的能量就越大，一旦芯片IO输出能力跟不上，那么MOS管导通的速度会受到很大影响。

     

   • 推挽驱动

     • 一推： 当芯片IO输出高电平时，Q2打开，Q3关闭，对MOS管的栅极电容充电，快速打开MOS管。
     • 一挽： 当芯片IO输出低电平时，Q2关闭，Q3打开，MOS管的栅极电压迅速被释放掉，以快速关闭MOS。

     

   • 快速关断

     • 问题： 由于制程工艺的原因，MOS管的内部都是由寄生电容的存在，导通和关闭都很慢。因此在MOS关断时，能否将它的栅极和源极之间的电压快速释放，成了大家研究的设计这个电路的要点。
     • 方案： 在驱动电路上并联一个电阻R5C和一个快恢复二极管D2，使得MOS管的关断时间大大缩小，R5C在此处的作用是限流。