大家快来看，MOS管好妙啊！
时间：2021-09-06 15:22:08
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[导读]今天，我们在了解5V单片机驱动mos管电路之前，先了解一下单片机驱动mos管电路图及原理。单片机驱动mos管电路主要根据MOS管要驱动什么东西，要只是一个继电器之类的小负载的话直接用51的引脚驱动就可以，要注意电感类负载要加保护二极管和吸收缓冲，最好用N沟道的MOS。如果驱动的东...
今天，我们在了解5V单片机驱动mos管电路之前，先了解一下单片机驱动mos管电路图及原理。单片机驱动mos管电路主要根据MOS管要驱动什么东西，要只是一个继电器之类的小负载的话直接用51的引脚驱动就可以，要注意电感类负载要加保护二极管和吸收缓冲，最好用N沟道的MOS。如果驱动的东西（功率）很大，（大电流、大电压的场合），最好要做电气隔离、过流超压保护、温度保护等……此时既要隔离传送控制信号（例如PWM信号），也要给驱动级（MOS管的推动电路）传送电能。如果是做产品的话建议自己搞一个建议的DC-DC，这样可以降低成本。然后，MOS管拥有一种简单的驱动方式：NPN管 PNP管，一个用于MOS开启驱动，一个用于MOS快速关断。下图一适合开关频率不高的场合，一般低于2KHz。图一其中R1=10K，电阻R2、R3的大小由V 决定，V 越高，R2、R3越大，以保证电阻及三极管功耗在允许范围，同时保证R2和R3的分压VPP=V 减10V，同时V 不能大于40V。补充：下图二适合高频大功率场合，到达100KHz没问题，同时可以并联多个MOSFET-P管。图二R2、R3需要满足和图一一样的条件，其实就是图一加了级推挽，这样就可以保证MOSFET管高速开关，上面6P小电容是发射结结电容补偿电容，可以改善三极管高速开关特性。另外：MOSFET的栅极电容较大，在使用的时候应该把它当成一个容抗负载来看。MOS管驱动电路在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。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。MOS开关管损失MOS管驱动电路不管是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。
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，我们可以看到在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。
MOS管驱动电路第二注意的是，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，也有照明调光。
现在的MOS驱动，有几个特别的应用：1、低压应用当使用5V电源，由于三极管的be有0.7V左右的压降，导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。这时候，我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险，同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。2、宽电压应用
输入电压并不是一个固定值，它会随着时间或者其他因素而变动，这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。为了让MOS管在高gate电压下安全，很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。在这种情况下，当提供的驱动电压超过稳压管的电压，就会引起较大的静态功耗。同时，如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压，就会出现输入电压比较高的时候，MOS管工作良好，而输入电压降低的时候gate电压不足，引起导通不够彻底，从而增加功耗。3、双电压应用
在一些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压，而功率部分使用12V甚至更高的电压。两个电压采用共地方式连接，这就提出一个要求，需要使用一个电路，让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。最后，感谢大家一直以来的阅读、在看和转发！
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。MOS开关管损失MOS管驱动电路不管是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。
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，我们可以看到在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。
MOS管驱动电路第二注意的是，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，也有照明调光。
现在的MOS驱动，有几个特别的应用：1、低压应用当使用5V电源，由于三极管的be有0.7V左右的压降，导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。这时候，我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险，同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。2、宽电压应用
输入电压并不是一个固定值，它会随着时间或者其他因素而变动，这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。为了让MOS管在高gate电压下安全，很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。在这种情况下，当提供的驱动电压超过稳压管的电压，就会引起较大的静态功耗。同时，如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压，就会出现输入电压比较高的时候，MOS管工作良好，而输入电压降低的时候gate电压不足，引起导通不够彻底，从而增加功耗。3、双电压应用
在一些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压，而功率部分使用12V甚至更高的电压。两个电压采用共地方式连接，这就提出一个要求，需要使用一个电路，让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。最后，感谢大家一直以来的阅读、在看和转发！
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