【经验】经典MOS管驱动电路分析

时间： 2022-10-29 来源：HI-SEMICON官网

代理服务

技术支持

采购服务

在做电源或驱动时，功率器件MOS管是我们最常用的器件。使用MOS管时，如果对MOS管的某些参数考虑不周，电路通常是无法工作。HI-SEMICON经典MOS管驱动电路分析

MOS管广泛的应用在我们熟知的电路中，比如开关电源，电动马达、照明调光等驱动电路中。在这里应用中，我们使用的一般是低压MOS管。与低压MOS管对应的，便是高压MOS管，这两种MOS管的分类是以电压来分类的。通常高压MOS管电压在400V-1000V左右，能提供有效的锁定保护运行，采用CMOS技术，与双极驱动器相比，功耗低，运行效率高，还可以提升系统的可靠性。低压MOS管电压在1V-40V左右，有高速度、高性能、低功耗、低导通电阻、小封装等优势，适合保护电路和开关电路。

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，这时候如果使用传统的图腾柱结构，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。

在这三种情况下，图腾柱结构无法满足输出要求，而很多现成的MOS驱动IC，似乎也没有包含gate电压限制的结构。这里分享2个相对通用的电路来满足以上三种应用场景。

电路图如下：

用于NMOS的驱动电路

用于PMOS的驱动电路

上图NMOS和PMOS驱动电路功能一致，这里只分析NMOS驱动电路：

V_L和V_H分别是低端和高端的电源，两个电压可以是相同的，但是V_L不应该超过V_H。

Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱，用来实现隔离，同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。

R2和R3提供了PWM电压基准，通过改变这个基准，可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。

Q3和Q4用来提供驱动电流，由于导通的时候，Q3和Q4相对Vh和GND最低都只有一个V_CE的压降，这个压降通常只有0.3V左右，大大低于0.7V的V_CE。

R5和R6是反馈电阻，用于对gate电压进行采样，采样后的电压通过Q5对Q1和Q2的基极产生一个强烈的负反馈，从而把gate电压限制在一个有限的数值。这个数值可以通过R5和R6来调节。

最后，R1提供了对Q3和Q4的基极电流限制，R4提供了对MOS管的gate电流限制，也就是Q3和Q4的Ice的限制。必要的时候可以在R4上面并联加速电容。

这个电路提供了如下的特性：

·用低端电压和PWM驱动高端MOS管；

·用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管；

·gate电压的峰值限；

·输入和输出的电流限制；

·通过使用合适的电阻，可以达到很低的功耗。

·PWM信号反相。NMOS并不需要这个特性，可以通过前置一个反相器来解决。

上述多次提到了图腾柱，这里再给大家解释何为图腾柱。

图腾柱就是上下各一个晶体管，上管为NPN，c极接正电源，下管为PNP，e极接负电源，注意，是负电源，是地。两个b极接到一起，接输入，上管的e和下管的c接到一起，接输出。用来匹配电压，或者提高IO口的驱动能力。

正如上面电路的分析，MOS管使用涉及到的知识点非常多，希望大家正确规范使用MOS管，发挥其最大的价值。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由奶爸工程师转载自HI-SEMICON官网，原文标题为:经典MOS管驱动电路分析，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

MOS管输出特性曲线，你看明白了吗？

我们知道，三极管是利用IB的电流去控制电流IC的，所以说三极管是电流控制电流的器件。而MOS管是利用VGS的电压去控制电流Id的，所以说MOS管是电压控制电流的器件。对于N沟道增强型的MOS管，当VGS＞VGS(th)时，MOS就会开始导通，如果在D极和S极之间加上一定的电压,就会有电流Id产生。

2024-06-06 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【经验】各种开关电源MOS管驱动电路设计详解

在使用mos管驱动电路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。本文介绍MOS管种类和结构，以及几个模块电源中常用的MOS管驱动电路。

2022-11-07 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【经验】解析如何判断MOS管工作状态

MOS管的工作状态一共有两种，增强型和耗尽型两类又有N沟道和P沟道之分。那么如何判断mos管工作状态呢？本文HI-SEMICON将为您进行介绍。MOS管是金属（metal）、氧化物（oxide）、半导体（semiconductor）场效应晶体管。

2022-10-04 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

微源半导体（LPSemi）电源芯片/音频功放/MOS管/协议芯片选型指南

目录- 公司简介电源芯片协议芯片音频功放 MOS管

型号- LP5300C,LP7854A,LP5300F,LPB1001,LP6281,LPB1002,LP6282,LP6283,LP6284,LP7800HA,LP6285,LP7800HB,LP6286,LPM9030A,LP28400A,LP28303A,LP5301A,LP6452AF,LP6270,LP3352T,LPB1009,LP6304B,LP6452AT,LPB1006,LPB1003,LP7864H,LP5300A,LP7852A,LP78073A,LPA4722,LP4069HT,LPM9040A,LP6299,LPB2105,LPB2106,LPA4732,LP6291,LP6294,LP6295,LP6296,LP6298,LP6288,LP6289,LP28058,LP6453AT,LPM8205,LP28055,LP28056,LP3803,LP78070F,LP78070S,LP3809,LP3808,LP6215A,LPM9435,LP3818C,LPA4809,LP6226A,LP64920F,LP28021,LP3811,LP3810,LP6212A,LP28013,LP28014,LP28011,LP4068T,LP6453F,LP6453A,LPA2010,LP4068H,LP4056H,LPM9926,LP6453T,LP4069T,LP6452F,LP6452A,LP4021A,LP4069H,LPB1010H,LP4069P,LP4069PT,LP28013S,LP3989,LP3988,LP6451F,LP3986,LP3985,LP28013H,LP3984,LP3981,LP3980,LP6221A,LP28014A,LP4030HA,LPA2153,LP4030HB,LPA2154,LP28014H,LP4054H,LP4030HC,LP4030HD,LP7806K2,LP4067T,LP28014S,LP6462H,LP7806K4,LP6450F,LP6498H,LP6220A,LP6498A,LP4068A,LP6498B,LP4055A,LPA2163,LPA2164,LPA2165,LPA2010S,LP28015A,LPA2160,LPA2161,LP28019S,LPA4990,LPA4871,LP4076E,LP4076H,LP105,LP6230B,LP3996,LP3995,LP3994,LP6230C,LP3993,LP3992,LP3991,LP28300C,LP28300B,LP28300A,LPA2100,LPA2101,LPA2102,LPA2103,LP7855XA,LP28009A,LP102,LP3307,LP6253H,LP3302,LP3301,LPA2108,LPA4891,LPA4890,LPA2110,LP4062A,LP3988H,LP6495*,LP2206,LP4063S,LP1115,LP4051T,LP2203,LP1113,LP2202,LP2201,LP1111,LP1110,LP6470T,LP28019B,LP3209,LP6493F,LP3204,LP4060S,LP3202,LP3201,LP3321,LP3320,LP7855SH,LP28601,LP4060A,LP7801,LP102A,LP4072H,LP3318,LP6492F,LP3317,LP3986H,LP3316,LP3315,LPA2101A,LP3310,LP28057A,LP28021A,LP6453TF,LP28021D,LP64933,LP3987H,LP4073H,LPM3413,LPM3414,LP6261H,LP3983H,LP5280S,LP3983S,LP6297B,LP6452ATF,LP3102,LP3101,LP3100,LP103S,LP6297A,LP3220,LP103Q,LP3350,LP6261S,LP4070E,LP78080,LP6490F,LP3219,LP3218,LPM3407A,LP3211,LP7811,LP6260S,LP7810,LP7813,LP7815,LP62610,LP78070,LP78071,LPS100,LP6260M,LP4080H,LP3981H,LP3368,LP28011H,LP3366,LP3120,LPW5210,LPW5211,LPA2173,LPA2174,LPW5213,LP5300,LPA2175,LP5301,LPA2176,LP5302,LP5303,LP3981S,LP5304,LP5305,LP5306,LP5308,LP5309,LPA2171,LPA2172,LP3982S,LP28014SE,LP3354,LP3353,LP3352,LP3110,LPW5220,LP3351,LP28013A,LP7804T,LP4081H,LP7801TE,LP28021S,LPA2110A,LP28021H,LP7855MF,LP3384,LP28021HD,LP7862,LP7861,LP7864,LP7863,LP28058F,LP7866,LP3390,LP7865,LP7867,LP1115B,LP1115A,LP3980H,SUPER22,LP6280A,LP7860,LP3383,LP7850,LP3382,LPW5201,LP7853,LP6400,LP7802T,LP7852,LP3380,LPW5203,LP7855,LP7855MH,LP6402,LPW5204,LP6403,LP6280S,LPW5206,LP7856,LP3980S,LPW5207,LP7859,LP3993B,LPW5208,LP7858,LPW5209,LP5308M,LP4020,LP7801T,LP6310,LP6312,LPM9007,LP7801L,LP6291H,LP7801D,LP3990A,LPA4722A,LP7800S,LP6301,LP6401F34,LP6302,LP6303,LP7812B,LP7812C,LP7812A,LPM9030,LPM9031,LP4040,LP6460,LP6461,LP6342,LP6453,LPM9026,LP6212,LP6454,LPM9022,LP6216,LPM9024,LP6218,LP1111A,LP7859A,LPM9021,LP3201S,LP4030,LP6450,LP5240,LP6451,LP5241,LP6452,LPM9015,LP6201,LPM9017,LPA8003S,LP7810A,LPW5202XX,LP53050,LP4060,LP6480,LP4061,LP6240,LP6482,LP4063,LP6483,LP4065,LPA2104A,LPM9050,LP4055,LP4057,LP6235,LP6236,LP4059,LP6238,LP6239,LP7857M,LP5305A,LPA2104S,LPM4953,LP7857H,LP5305F,LPM9040,LP5380,LPM9042,LP6470,LP4051,LP28052H,LP6471,LP4052,LP4053,LPM3401A,LP6222,LP6223,LP6224,LP6225,LP28053A,LP6226,LPM9033,LP6229,LP5304A,LP5304C,LP7820A,LPM3406,LPM3407,LP4081,LP4082,LP6260,LP6261,LP4077,LP7855S,LP6255,LP6497,LP4078,LP6256,LP3220S,LP6257,LP6401F24,LP7855M,LPM9029C,LPM3400,LPM3401,LP5303A,LP3100A,LP5301F,LP4070,LP6490,LP5280,LP6491,LP4072,LP6492,LP4073,LP6493,LP4074,LP6252,LP6494,LP4075,LP4076,LP6496,LP4066,LP4067,LP7854S,LP4068,LP4069,LP7854H,LPM2301,LP7800K4,LP5314A,LPM2302,LP7800K2,LP3367A

2023/2/24 - 微源半导体 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

【技术】一文解析MOS管的驱动

在进行驱动电路设计之前，必须先清楚MOS管的模型、MOS管的开关过程、MOS管的栅极电荷以及MOS管的输入输出电容、跨接电容、等效电容等参数对驱动的影响。本文中时科将为大家解析MOS管的驱动。

2022-08-30 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

详解耗尽型MOS管在电路中的应用

耗尽型MOS管在电路设计中具有多种重要应用。其高输入阻抗、低输出阻抗、快速开关速度和高可靠性等特性使得它成为电子领域中不可或缺的元件之一。

2024-12-10 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

杜因特（Doingter）MOS场效应管选型指南

目录- 公司简介产品封装和产品应用 MOS场效应管 SJ/SGT系列MOS场效应管封装流程/品质管理流程成品尺寸图

型号- ZC013NG,PD002TG,UL06NG,2SJ601,VS3618AE,ZB006NG,DOS4800,DOS4801,DOS4803,WJ02NG,SH020TG,NCE2030K,WH120NG,SE100DPG,DO2301D,DO2301C,DO2301B,PN07NG,DO2301A,VH300PG,SC003TG,PM09NG,DO3415E,DO6409,SC023NG,DO6403,DO3134,DON603,DO6404,DO6405,DO6400,DJ05NG,DO6401,DO6402,UN02NG,SI2308BDS,SD030NG,NS5R5TG,AOD603,FR09NG,AOD607,BSS138W,AOD609,FH010NG,ZB008PG,DP06NG,SC010NG,DO8818,FQU1N65,BE009PG,DON619,DC014PG,DON617,DO2302D-Q,NC003TG,FO02NG,DR02NG,ZB020DPG,FN15NG,NB003NG,DO2300B,DO2300A,DON629,DC005TG,DE010TG,ZH130NG,UD020PG,DO65R350MF,AOD424,DD003TG,PO07NG,SC014PG,IRFR220N,FQP4N65,STD2N80K5,FQP4N60,IRFR3303,DO3401CA,DO4P20,IRF1404,FQP6N80C,DD012NG,AOD417,DO5N10AA,SC005TG,DO08NG,BH4R5TG,DE030PG,AOD404,PG005NG,IRLB8748,NC010PG,IRL7833S,FQP47P06,FO10NG-C,DO8205A,DO6432,FN08NG-S,PH010NG,BC022NG,IRFU13N20D,SIS413DN,STP95N4F3,AM90P04-07P,DE012NG-H,AO4404B,DH120NG,DC003TG,DO6424,NC001TG,DO3401BA,DO6420,IRLB8743,STP80N70F6,PE040NG,SC025DNG,DG008TG,PD002TG-E,ZD013NG,DH020TG-B,SI7633DP,2N7002K,GJ011TG,DC010NG,FE004TG,BJ011TG,DH020TG-S,UD015PG,FQP2N65,FO05NG-C,UE018NG,NC005NG,PM05NG,UO04NG,ND009DNG,AO4406A,BG2R6TG-7L,UN06NG,IRFR3910,IRFU220N,SI7415DN,DO4N10,DH075TG,DP02NG,PC004NG-Y,FQPF12N60,FQD30N06,DE018TG-M,NE006TG,DC010PG,DH140TG,SB010NG,ZC020PG,NC005PG,DO2308A,FDD3706,PH003TG,FQPF2N65C,ZD013PG,PQ03NG,ZE068PG,SD012NG,IRFP260N,PE009PG,AP9579GH-HF,FQ02NG,NE2R5TG,DO2301G-Q,2N7002DW,SI7228DN,FDS5680,DOG260N,DOS4842,PH3R2TG,SC018PG,ZC018DNG,DOS4606,FN12NG-S,SC055DPG,IRF7341,DO2305A,NC003NG,DD016NG,DN06NG,UH020TG-S,FDS6898A,SC060PG,FQD6N40C,IRFB3307,UO02NG,020TG-S,PE005NG,IRFP064N,QB005DNG,NG,UN04NG,STP40NF03L,FO12NG-S,IRFR9024,DO3416E,DOG064N,DO2302S,PG009NG,FQP2N60,ZD015PG,ATP113,STD12NF06LT4,DQ02NG,IRFL4105,UP02NG,AOTL66912,NC005TG,DB003NG,DOS4614,DOS4618,DO8205,ATP104,DO2301E-Q,PH,DO5N10A,BG003TG,AP6679GH-HF,PH070NG,DB010NG,AM30P10-80D,AO3406,AO3407,TPCA8123,AO3401,AP9563GH,AOI5N50,UQ03NG,AO3404,NE003TG,NH006TG,FDD6690A,AO3400,AO4803A,DO65R190MF,BH100PG,VS3622AE,AO3416,ZE036NG,DO8205CA,DC004NG-Y,DN04NG,AO3415,ZD006NG,AP18P10GM-HF,DO02NG,DG008TG-S,SH020TG-S,PS007NG,FQD19N10L,IRF730,TPCA8109,DE035NG,DOX2301,FQD7N65C,PQ08NG,BH006TG,SC007NG,DOX2302,AON6236,SC006NG-E,DD007NG,PO10NG,FL10NG,DE004TG,ZC008NG,DE100PG,DOL66401,SE012TG,NC009PG,DO8810A,FQ06NG,FQPF4N65C,PN12NG,FQP4N90C,ND002TG-E,DL06NG,FQPF10N65,FO08NG-S,PI045NG,BE004TG,AOI442,ND006NG,AON6411,IRF9Z34,PE012NG,NG008TG,PR04NG,IRFB7740,IRF740,DC009NG,DOS5521,ZC008PG,9435,ZC010DNG,PD3R5NG,DN02NG,WE060NG,IRLR7833,DO2520,BG5R2TG,FN10NG-S,PE025PG,BD004TG,SE036DNG,AOD454A,PH4R5TG,VS3622DE,IRF530,TPCP8009,FQP9N90C,DOY2301,DOY2302,FQPF2N60C,DD040PG,BG2R6TG,NC004NG-A,DJ18NG-L,PJ09NG,TE180PG,IRF520,ZC006NG,DE006TG,UE180PG,FQPF10N60C,SD015PG,FQ08NG,DO8814A,DE090NG,PH006NG,FN47SG,HY1607D,UG008TG,AP9561AGJ-HF,FQP8N65,PC022NG,FC009NG,FQD1N65,DO3402AA,NCE3008M,AP9997GP-HF,SI3443DDV,SH130NG,NP83P06PDG,SC020PG,NTD5406NT4G,DOS4612B,TC055PG,DO05NG-C,NE010TG,DO3415EA,BD002TG,DO2300AA,2N7002,FQP12N,DS008NG,DO2316,FDD5670,BSS84,DO2012A,KF8N60F,ND004TG,DO3400C-S,DH100PG,ZC012DNG,BD002TG-E,DO70R990MF,TPCC8106,AO9926B,PH300NG-P,SH012TG,IRFI830G,NC006DNG,FH017NG,IRF3415,FQU17P06,DD020PG,SI7149ADP,FH070NG,PE018NG-Y,WC022NG,AP9962AGP-HF,IRLZ24N,DH006TG,PHI020NG,DE018NG-Y,TH130NG,DE085PG,DH100NG,IRF7342PBF-1,PI007TG,NB003PG,PJ18NG,DC005NG,DO3404BA,FQPF3N80C,IRFI630G,DD020NG,PM09NG-S,PD004NG,DO7800,ZC2R3TG,FQPF4N60C,FJ09NG,UH012TG,DOS4614B,DOS4614C,PQ06,IRF3205,7N60,PN10NG,AOI4185,FQD10N20L,PJ011TG,SI4102DY,DH200PG,ZC014PG,PE030PG,FM05NG,DC2R3TG,NE009PG,AOD4185,IRFR15N20D,AOD4189,DO3402A,SC035PG,4606,FP10NG,ZE016TG-M,STD30NF03L,BSS84DW,RSE002N06,PC003NG,BHI007TG,SE018NG,FM16NG,FQPF7N65C,DO3019,SI1012CR,NTD5803NT4G,NTD5806N,DB006NG,NB004NG,NTD4805N,DH012TG,ZC012NG,PE010TG,P2204ND5G,DO3400D,TH100NG,DD002TG,UM05NG,DO3400C,DO3400B,2SK2689-01MR,FQU6N40C,DO3003,DOP3205G,UE030PG,DO3400CA,SI4948BEY,ZC003TG,FDMC8462,DO3401B,FQPF6N80C,SC010DNG,DO3401C,UO01NG,DO2312A,DO3400DA,DOS9926A,FMV20N50E,FE030PG,SI4946BEY,DC035NG,NH4R5TG,FP12NG,DO6335,FQPF7N60C,SD040PG,FQ10NG,DO3N10,FM18NG,UJ09NG,PH120NG,DB008NG,PO08NG,NH012TG,DO2310A,DO3400BA,ZC010NG,STF80N10F7,PG008TG,ND002TG,PD003TG,IRF3710,DD004TG,AOT418L,ZB005NG,IRFR3707Z,FDD6685,SE018DNG,PL10NG,PD012NG,DH025TG,ZD010NG,AOD5N50,FQP10N65,GN47SG,STP65NF06,NE014TG-M,FQP10N60,ZC010PG,UN01NG,ZB006DNG,FR06NG,PG006NG,FM09NG,AO8814,PE3R5TG,AO8810,AO4450,DO2302G-Q,FN07NG,NN07SG,IRF540,SE035DNG,DE022PG,FE025PG,DD015PG,AO6409,NE018DTG,NCE6003M,AO6405,AO6404,AOI7N60,18N50,AO6401,AO6400,DC022NG,AO4466,AO6403,IRFP250N,AOI7N65,AO6402,PE004TG-S,DO8804A,SI2323CDS,DH050PG,SUD50P10-43L-GE3,PO02NG,DO70R600MF,NCE30D2519K,DOG250N,AO4435,ZB003NG,NDT451AN,DC033PG,SB010DNG,ND009NG,AO4430,FDMC8878,AP72T12GP-HF,SC020DPG,PN04NG,PE085PG,DOP3710S,DC025NG-L,NCE609,CED630N,AO4446,AO8804,NC004NG,AO4449,AO4443,ZE021NG,AO4440,AO4614B,AO4441,NHI013TG,DD004NG,PS008NG,DOD603,DOD609,DOD607,PG008NG,NC2R3TG,DO3406A,AO6432,PH200PG,DI300NG,PC005NG,DO2302E-Q,DOD617,DO2318A,AOTF16N50,BSS138,SI2328DS,PD010PG,DOD619,IRFI3

2020/12/9 - 杜因特 - 选型指南代理服务技术支持采购服务