【元器件专题】MOS管的设计应用

MOS管更多是用来做开关作用就是G极的电压来控制DS开通。因此G极电压上升的越快DS自然就会开通的越快。任何半导体在高频下都会体现寄生电容特性MOS管想要快速导通GS之间的寄生电容就不能忽略。DS构成了源回路阻抗。如果让DS快速开通就需要给Cgs电容快速充电。如果想要让DS快速关断就需要给Cgs电容快速放电。一、核心概念先理清1MOS 管里的 Cgs 电容MOS 管的栅极G和源极S之间天生存在一个寄生电容叫Cgs 电容。要让 MOS 管导通必须先给 Cgs 电容充电让栅极电压升到开启电压要关断它就得给 Cgs 电容放电把栅极电压降下来。2开关过程的本质导通时DS 之间的电阻从【无穷大】→【Rds (on)】导通电阻这个过程里电压和电流同时存在MOS 管会发热开关损耗。关断时电阻从「Rds (on)」→「无穷大」同样会产生开关损耗。二、为什么要让 DS 快速开通 / 关断1慢慢开通 / 关断会发生什么当 MOS 管处于「不完全导通」的中间状态时DS 之间的电阻很大同时又有电流流过。功率 电压 × 电流电阻大 → 压降大加上电流就会产生巨大的功率损耗全部变成热量。开关过程拖得越长停留在这个高损耗状态的时间就越久MOS 管的温度就越高甚至会被烧坏。2快速开关的好处让 MOS 管「瞬间」跳过中间的高损耗状态直接进入完全导通低阻或完全关断高阻。这样电压和电流同时存在的时间极短开关损耗大幅降低发热少效率高。三、怎么实现快速开关这段话里的关键要想 DS 开关快必须让 Cgs 电容充放电快。充电快给栅极提供足够大的驱动电流快速把 Cgs 电容充满让 GS 电压快速上升MOS 管立刻导通。放电快给栅极提供快速放电通路把 Cgs 电容里的电荷快速泄放让 GS 电压快速下降MOS 管立刻关断。一句话总结MOS 管的开关损耗全发生在从开到关 / 从关到开的过渡阶段。过渡越慢损耗越大、发热越严重。而要让过渡变快核心就是给栅极的 Cgs 电容提供足够快的充放电电流让 GS 电压瞬间跳变MOS 管才能快速完成开关动作。