在使用MOS管設(shè)計開關(guān)電源或者馬達驅(qū)動電路的時候,，大部分人都會考慮MOS的導通電阻,，最大電壓等，最大電流等,，也有很多人僅僅考慮這些因素,。這樣的電路也許是可以工作的，但并不是優(yōu)秀的,，作為正式的產(chǎn)品設(shè)計也是不允許的,。
下面是我對MOSFET及MOSFET驅(qū)動電路基礎(chǔ)的一點總結(jié)，其中參考了一些資料,，非全部原創(chuàng),。包括MOS管的介紹，特性,，驅(qū)動以及應(yīng)用電路,。
1，MOS管種類和結(jié)構(gòu)
MOSFET管是FET的一種（另一種是JFET）,，可以被制造成增強型或耗盡型,，P溝道或N溝道共4種類型，但實際應(yīng)用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管,，所以通常提到NMOS,，或者PMOS指的就是這兩種。
至于為什么不使用耗盡型的MOS管,，不建議刨根問底,。
對于這兩種增強型MOS管，比較常用的是NMOS,。原因是導通電阻小,，且容易制造。所以開關(guān)電源和馬達驅(qū)動的應(yīng)用中,，一般都用NMOS,。下面的介紹中，也多以NMOS為主,。
MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在,，這不是我們需要的，而是由于制造工藝限制產(chǎn)生的,。寄生電容的存在使得在設(shè)計或選擇驅(qū)動電路的時候要麻煩一些,，但沒有辦法避免,，后邊再詳細介紹。
在MOS管原理圖上可以看到,，漏極和源極之間有一個寄生二極管,。這個叫體二極管，在驅(qū)動感性負載（如馬達）,，這個二極管很重要,。順便說一句，體二極管只在單個的MOS管中存在,，在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的,。
2，MOS管導通特性
導通的意思是作為開關(guān),，相當于開關(guān)閉合,。
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會導通,，適合用于源極接地時的情況（低端驅(qū)動）,，只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,，Vgs小于一定的值就會導通,，適合用于源極接VCC時的情況（高端驅(qū)動）。但是,，雖然PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動,，但由于導通電阻大，價格貴,，替換種類少等原因,，在高端驅(qū)動中，通常還是使用NMOS,。
3,，MOS開關(guān)管損失
不管是NMOS還是PMOS,，導通后都有導通電阻存在,，這樣電流就會在這個電阻上消耗能量，這部分消耗的能量叫做導通損耗,。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗?，F(xiàn)在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫歐左右，幾毫歐的也有,。
MOS在導通和截止的時候,，一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個下降的過程,，流過的電流有一個上升的過程,，在這段時間內(nèi),，MOS管的損失是電壓和電流的乘積，叫做開關(guān)損失,。通常開關(guān)損失比導通損失大得多,，而且開關(guān)頻率越快，損失也越大,。
導通瞬間電壓和電流的乘積很大,，造成的損失也就很大?？s短開關(guān)時間,，可以減小每次導通時的損失；降低開關(guān)頻率,，可以減小單位時間內(nèi)的開關(guān)次數(shù),。這兩種辦法都可以減小開關(guān)損失。
4,，MOS管驅(qū)動
跟雙極性晶體管相比,，一般認為使MOS管導通不需要電流，只要GS電壓高于一定的值,，就可以了,。這個很容易做到，但是,，我們還需要速度,。
在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到，在GS,，GD之間存在寄生電容,，而MOS管的驅(qū)動，實際上就是對電容的充放電,。對電容的充電需要一個電流,，因為對電容充電瞬間可以把電容看成短路，所以瞬間電流會比較大,。選擇/設(shè)計MOS管驅(qū)動時第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小,。
第二注意的是，普遍用于高端驅(qū)動的NMOS,，導通時需要是柵極電壓大于源極電壓,。而高端驅(qū)動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓（VCC）相同，所以這時柵極電壓要比VCC大4V或10V,。如果在同一個系統(tǒng)里,，要得到比VCC大的電壓，就要專門的升壓電路了,。很多馬達驅(qū)動器都集成了電荷泵,，要注意的是應(yīng)該選擇合適的外接電容,，以得到足夠的短路電流去驅(qū)動MOS管。
上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓,，設(shè)計時當然需要有一定的余量,。而且電壓越高，導通速度越快,，導通電阻也越小?，F(xiàn)在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領(lǐng)域里，但在12V汽車電子系統(tǒng)里,，一般4V導通就夠用了,。
MOS管的驅(qū)動電路及其損失，可以參考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs,。講述得很詳細,，所以不打算多寫了。
5,，MOS管應(yīng)用電路
MOS管最顯著的特性是開關(guān)特性好,，所以被廣泛應(yīng)用在需要電子開關(guān)的電路中，常見的如開關(guān)電源和馬達驅(qū)動,，也有照明調(diào)光,。
現(xiàn)在的MOS驅(qū)動，有幾個特別的需求,，
1,，低壓應(yīng)用
當使用5V電源，這時候如果使用傳統(tǒng)的圖騰柱結(jié)構(gòu),，由于三極管的be有0.7V左右的壓降,，導致實際最終加在gate上的電壓只有4.3V。這時候,，我們選用標稱gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風險,。
同樣的問題也發(fā)生在使用3V或者其他低壓電源的場合。
2,，寬電壓應(yīng)用
輸入電壓并不是一個固定值,，它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅(qū)動電壓是不穩(wěn)定的,。
為了讓MOS管在高gate電壓下安全,，很多MOS管內(nèi)置了穩(wěn)壓管強行限制gate電壓的幅值,。在這種情況下,，當提供的驅(qū)動電壓超過穩(wěn)壓管的電壓，就會引起較大的靜態(tài)功耗,。
同時,，如果簡單的用電阻分壓的原理降低gate電壓,，就會出現(xiàn)輸入電壓比較高的時候，MOS管工作良好,，而輸入電壓降低的時候gate電壓不足,，引起導通不夠徹底，從而增加功耗,。
3,，雙電壓應(yīng)用
在一些控制電路中，邏輯部分使用典型的5V或者3.3V數(shù)字電壓,，而功率部分使用12V甚至更高的電壓,。兩個電壓采用共地方式連接。
這就提出一個要求,，需要使用一個電路,，讓低壓側(cè)能夠有效的控制高壓側(cè)的MOS管，同時高壓側(cè)的MOS管也同樣會面對1和2中提到的問題,。
在這三種情況下,，圖騰柱結(jié)構(gòu)無法滿足輸出要求，而很多現(xiàn)成的MOS驅(qū)動IC,，似乎也沒有包含gate電壓限制的結(jié)構(gòu),。
于是我設(shè)計了一個相對通用的電路來滿足這三種需求。
電路圖如下：
圖1 用于NMOS的驅(qū)動電路
圖2 用于PMOS的驅(qū)動電路
這里我只針對NMOS驅(qū)動電路做一個簡單分析：
Vl和Vh分別是低端和高端的電源,，兩個電壓可以是相同的,，但是Vl不應(yīng)該超過Vh。
Q1和Q2組成了一個反置的圖騰柱,，用來實現(xiàn)隔離,，同時確保兩只驅(qū)動管Q3和Q4不會同時導通。
R2和R3提供了PWM電壓基準,，通過改變這個基準,，可以讓電路工作在PWM信號波形比較陡直的位置。
Q3和Q4用來提供驅(qū)動電流,，由于導通的時候,，Q3和Q4相對Vh和GND最低都只有一個Vce的壓降，這個壓降通常只有0.3V左右,，大大低于0.7V的Vce,。
R5和R6是反饋電阻，用于對gate電壓進行采樣,，采樣后的電壓通過Q5對Q1和Q2的基極產(chǎn)生一個強烈的負反饋,，從而把gate電壓限制在一個有限的數(shù)值。這個數(shù)值可以通過R5和R6來調(diào)節(jié)。
最后,，R1提供了對Q3和Q4的基極電流限制,，R4提供了對MOS管的gate電流限制，也就是Q3和Q4的Ice的限制,。必要的時候可以在R4上面并聯(lián)加速電容,。
這個電路提供了如下的特性：
1，用低端電壓和PWM驅(qū)動高端MOS管,。
2,，用小幅度的PWM信號驅(qū)動高gate電壓需求的MOS管。
3,，gate電壓的峰值限制
4,，輸入和輸出的電流限制
5，通過使用合適的電阻,，可以達到很低的功耗,。
6，PWM信號反相,。NMOS并不需要這個特性,，可以通過前置一個反相器來解決。