MOS管驱动方案汇总

一、MOS管的开关控制

对于NMOS来说，一般有下面两种连接形式，如下图1.1.1所示。

流过电阻R6的电流 = (12V-0V)/1k = 12mA，说明Q2当前处于开关状态。

无论VCC电压上下变化，流过电阻R3的电流恒定为1.83mA不变，说明Q1当前处于恒流状态。

图1.1.1 两种连接形式

若需要Q1处于开关状态，至少提升V1的电压至VCC+Vgs(th) = 12V+2.5V = 14.5V。

图1.1.2 2N7002ET1G规格书

也可以将Q1/NMOS更改为Q3/PMOS，如下图1.1.3所示。

图1.1.3 PMOS驱动

二、MOS管常见驱动方案

1、直接驱动MOS

这是一种最常用的驱动方式，也是最简单的驱动方式。由于栅源之间的寄生电容Cgs与栅漏之间的寄生电容Cds的存在，故栅极需有Rg电阻，防止上升沿出现高频振荡。

2、三极管间接驱动

如下图所示，Q12开启电压按最坏情况为-4V，关断需要大于-2V，也就说其栅源电压Vgs > 10V -12V = -2V，那么Vg = 10V，IO_Drive往往无法提供，所以这里加入Q11三极管间接驱动。

3、图腾柱电路增强驱动

若MOS管的寄生电容较大，IC的驱动能力不足时，需要在驱动电路上增强驱动能力，常使用图腾柱电路以增强IC驱动能力。

在很多驱动芯片里也非常常见，如下图。

图腾柱由NPN+NPN构成，上管前级有个非门。

这种驱动电路作用在于，提升电流提供能力，迅速完成对于栅极输入电容电荷的充电过程。这种拓扑增加了导通所需要的时间，但是减少了关断时间，开关管能快速开通且避免上升沿的高频振荡。

注：二极管D1的作用是防止Q3、Q4同时导通而导致炸管。

4、隔离驱动

为了满足如下图所示高端MOS管的驱动，可以采用变压器驱动，有时为了满足安全隔离也使用变压器驱动。

其中Rg3目的是抑制PCB板上寄生的电感与C1形成LC振荡，C1的目的是隔开直流，通过交流，同时也能防止磁芯饱和。

5、加速MOS管关断时间

图2.4.1 二极管加速关断电路

如图2.4.1所示，关断瞬间提供gs极间电容电压快速的泄放，保证开关管快速关断。其中D1常用快恢复二极管，这使关断时间减小，关断损耗减小。Rg6为防止关断时灌入IC的电流过大而烧毁IC。

图2.4.2 三极管加速关断电路

增加三极管Q9，这样就规避了灌入IC的电流。当IO_Drive输出高电平时，Q9关断，经过D1驱动Q7而导通。当IO_Drive输出低电平时，Q9导通，Q7关断。

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