干货 工程师必须掌握的 MOS 管驱动设计细节

一般认为MOSFET是电压驱动的，不需要驱动电流。然而，在MOS的G S两级之间有结电容存在，这个电容会让驱动MOS变的不那么简单。

如果不考虑纹波和EMI等要求的话，MOS管开关速度越快越好，因为开关时间越短，开关损耗越小，而在开关电源中开关损耗占总损耗的很大一部分，因此MOS管驱动电路的好坏直接决定了电源的效率。

对于一个MOS管，如果把GS之间的电压从0拉到管子的开启电压所用的时间越短，那么MOS管开启的速度就会越快。与此类似，如果把MOS管的GS电压从开启电压降到0V的时间越短，那么MOS管关断的速度也就越快。由此我们可以知道，如果想在更短的时间内把GS电压拉高或者拉低，就要给MOS管栅极更大的瞬间驱动电流。

大家常用的PWM芯片输出直接驱动MOS或者用三极管放大后再驱动MOS的方法，其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。

比较好的方法是使用专用的MOSFET驱动芯片如TC4420来驱动MOS管，这类的芯片一般有很大的瞬间输出电流，而且还兼容TTL电平输入

MOSFET驱动芯片的内部结构

MOS驱动电路设计需要注意的地方

因为驱动线路走线会有寄生电感，而寄生电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡电路，如果直接把驱动芯片的输出端接到MOS管栅极的话，在PWM波的上升下降沿会产生很大的震荡，导致MOS管急剧发热甚至爆炸，一般的解决方法是在栅极串联10欧左右的电阻，降低LC振荡电路的Q值，使震荡迅速衰减掉。

因为MOS管栅极高输入阻抗的特性，一点点静电或者干扰都可能导致MOS管误导通，所以建议在MOS管G S之间并联一个10K的电阻以降低输入阻抗。如果担心附近功率线路上的干扰耦合过来产生瞬间高压击穿MOS管的话，可以在GS之间再并联一个18V左右的TVS瞬态抑制二极管，TVS可以认为是一个反应速度很快的稳压管，其瞬间可以承受的功率高达几百至上千瓦，可以用来吸收瞬间的干扰脉冲。

MOS管驱动电路参考

MOS管驱动电路的布线设计

MOS管驱动线路的环路面积要尽可能小，否则可能会引入外来的电磁干扰

驱动芯片的旁路电容要尽量靠近驱动芯片的VCC和GND引脚，否则走线的电感会很大程度上影响芯片的瞬间输出电流。

常见的MOS管驱动波形

如果出现了这样的波形，有很大一部分时间管子都工作在线性区，损耗极其巨大。一般这种情况是布线太长电感太大，栅极电阻都救不了你，只能重新画板子。

高频振铃严重的毁容方波

在上升下降沿震荡严重，这种情况管子一般瞬间死掉。跟上一个情况差不多，进线性区。BOOM!！原因也类似，主要是布线的问题。

又胖又圆的肥猪波

上升下降沿极其缓慢，这是因为阻抗不匹配导致的。芯片驱动能力太差或者栅极电阻太大。果断换大电流的驱动芯片，栅极电阻往小调调就OK了。

打肿脸充正弦的生于方波他们家的三角波

驱动电路阻抗超大发了，此乃管子必杀波，解决方法同上。

大众脸型，人见人爱的方波

高低电平分明，电平这时候可以叫电平了，因为它平。边沿陡峭，开关速度快，损耗很小。略有震荡，可以接受，管子进不了线性区，强迫症的话可以适当调大栅极电阻。

方方正正的帅哥波

无振铃无尖峰无线性损耗的三无产品，这就是最完美的波形了。

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工作中常用的几种MOS管驱动电路

前面给大家简单明了的介绍了MOS的基础用法，它大量的被应用在一些开关电源的电路上，效果非常好，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。、

当然它用起来效果非常好，一定是你能驾驭的了才行。如果你连一点基础的驱动电路都不会，那么它的优点对你来说也是一文不值，哈哈。

下面给大家介绍下旺哥平时在工作中经常用到的一些MOS管驱动电路。

IO口直接驱动

这个是NMOS驱动电路，只需要Vgs＞开启电压即可。也就是芯片的IO输出一个12V左右的电压，就可以驱动MOS打开，但是要注意一下这个IO口的驱动峰值电流，每个芯片输出的和每个MOS驱动需要的都略有不同，设计时需要注意下。

还有需要注意的一个点，不管哪个MOS管，它的内部都是有寄生电容的，这个制造工艺造成的，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

从字面意思也可以大概理解，就是两个管子一个推一个挽。Q2在导通MOS管时发挥作用，Q3在关闭MOS管时发挥作用，它的电流驱动能力较强，因为是电源VCC直接供电，一般应用在芯片IO的驱动能力较弱的电路上。

当芯片IO输出高电平时，Q2迅速打开，对MOS管的栅极电容充电，快速打开MOS管。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

前面讲过，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。

因此就有人在驱动路上并联一个电阻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。

旺哥会逐步给大家介绍一下元器件的基本用法及应用场景，会和大家一起分析一些基础电路，以及基础电路里面的每一个元器件的作用，旺哥深深理解小白刚开始学电路的那种无奈，看啥啥不懂，想学却无从下手，只有基本入门了，基础知识积累足够了，才会厚积薄发，喜欢的点个关注，收藏哦

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