工程師必須掌握的 MOS 管驅動設計細節

一般認為MOSFET是電壓驅動的，不需要驅動電流。然而，在MOS的G S兩級之間有結電容存在，這個電容會讓驅動MOS變的不那麼簡單。

如果不考慮紋波和EMI等要求的話，MOS管開關速度越快越好，因為開關時間越短，開關損耗越小，而在開關電源中開關損耗佔總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動電路的好壞直接決定了電源的效率。

對於一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那麼MOS管開啟的速度就會越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那麼MOS管關斷的速度也就越快。由此我們可以知道，如果想在更短的時間內把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅動電流。

大家常用的PWM芯片輸出直接驅動MOS或者用三極管放大後再驅動MOS的方法，其實在瞬間驅動電流這塊是有很大缺陷的。

比較好的方法是使用專用的MOSFET驅動芯片如TC4420來驅動MOS管，這類的芯片一般有很大的瞬間輸出電流，而且還兼容TTL電平輸入

MOSFET驅動芯片的內部結構

MOS驅動電路設計需要注意的地方

因為驅動線路走線會有寄生電感，而寄生電感和MOS管的結電容會組成一個LC振盪電路，如果直接把驅動芯片的輸出端接到MOS管柵極的話，在PWM波的上升下降沿會產生很大的震盪，導致MOS管急劇發熱甚至爆炸，一般的解決方法是在柵極串聯10歐左右的電阻，降低LC振盪電路的Q值，使震盪迅速衰減掉。

因為MOS管柵極高輸入阻抗的特性，一點點靜電或者干擾都可能導致MOS管誤導通，所以建議在MOS管G S之間並聯一個10K的電阻以降低輸入阻抗。如果擔心附近功率線路上的干擾耦合過來產生瞬間高壓擊穿MOS管的話，可以在GS之間再並聯一個18V左右的TVS瞬態抑制二極管，TVS可以認為是一個反應速度很快的穩壓管，其瞬間可以承受的功率高達幾百至上千瓦，可以用來吸收瞬間的干擾脈衝。

MOS管驅動電路參考

MOS管驅動電路的佈線設計

MOS管驅動線路的環路面積要儘可能小，否則可能會引入外來的電磁干擾

驅動芯片的旁路電容要儘量靠近驅動芯片的VCC和GND引腳，否則走線的電感會很大程度上影響芯片的瞬間輸出電流。

如果出現了這樣的波形，有很大一部分時間管子都工作在線性區，損耗極其巨大。一般這種情況是佈線太長電感太大，柵極電阻都救不了你，只能重新畫板子。

高頻振鈴嚴重的毀容方波

在上升下降沿震盪嚴重，這種情況管子一般瞬間死掉。跟上一個情況差不多，進線性區。BOOM!！原因也類似，主要是佈線的問題。

又胖又圓的肥豬波

上升下降沿極其緩慢，這是因為阻抗不匹配導致的。芯片驅動能力太差或者柵極電阻太大。果斷換大電流的驅動芯片，柵極電阻往小調調就OK了。

打腫臉充正弦的生於方波他們家的三角波

驅動電路阻抗超大發了，此乃管子必殺波，解決方法同上。

大眾臉型，人見人愛的方波

高低電平分明，電平這時候可以叫電平了，因為它平。邊沿陡峭，開關速度快，損耗很小。略有震盪，可以接受，管子進不了線性區，強迫症的話可以適當調大柵極電阻。

方方正正的帥哥波

無振鈴無尖峰無線性損耗的三無產品，這就是最完美的波形了。