(相關資料圖)

MOS管開關電路在DC-DC電源、開關控制、電平轉換等電路中都有普遍的應用，今天就和大家一起學習一下MOS管柵極驅動的設計注意事項。

模電課本上定義MOS管為一種壓控流型器件，理想狀態下，當MOS管處于開關狀態時，開關波形應該和控制信號電壓波形一樣標準才對，可實際情況并不總如人意。

如下圖所示，輸入信號為1MHz，幅度5V的方波信號，通過200ohm電阻R1連接到NMOS的柵極。從波形中可以發現，Ud電壓最小值還在5V左右就又開始上升，即開關并未完全導通。

了解過“密勒平臺”的同學應該都知道，MOS管GS和GD之間分別有一個等效電容，電容兩端電壓不能突變，因此當柵極加上一個開關信號時，本質上就是對這些電容進行充放電，來使Vgs電壓達到導通和關閉的門限。

當柵極串聯較大的電阻后，柵極上的充放電電流就比較小，對電容的充電速度較慢，因此就會出現上述MOS管還未完全導通，下一個關閉MOS管的信號又到達的情況。

這時，我們將串聯電阻R1縮小為20ohm，可以看到Vd電壓信號基本保持方波，且可以完全導通了。但是可以觀察到Ud關斷時，有較長的“爬坡”，這表明，即使柵極驅動電流增大了，但是MOS管本身的開關頻率也是有上限的。

在上述基礎上，我們再將柵極驅動信號的頻率降低到100kHz，這時我們觀察到Ud和Ugs基本都是一個比較標準的方波信號（通過Ugs信號能觀察到“密勒平臺”），一般我們認為這樣的驅動才是合格的。

針對前兩種不完全導通和邊沿爬坡較緩的現象，會產生哪些問題？

從功耗的計算公式P=U*I來看，當MOS管完全導通時，我們可以近似認為MOS管的損耗為0，即MOS的損耗僅存在于開關過程，即電壓、電流都不為0的時候。當MOS不完全導通或者邊沿較緩時，MOS管本身的損耗就會加大，會加重MOS管的發熱，嚴重的會導致MOS管燒毀。

審核編輯：湯梓紅