一.前言

作為一個(gè)硬件工程師，相信大家都用過MOS管，很多人看到標(biāo)題會(huì)納悶，MOS管不是壓控型器件嗎？對(duì)于NMOS器件，不是只要GS電壓大于開啟電壓不久導(dǎo)通了嗎？還要什么大的驅(qū)動(dòng)電流嗎？這些疑問肯定有人會(huì)有的，今天我們就來講解一下，對(duì)于理想的MOS器件來說，我們只考慮器件本身，而不考慮MOS的寄生電容的話，那么是無需考慮驅(qū)動(dòng)電流的大小的。相信大家都聽過一個(gè)名詞，叫寄生電容，也叫雜散電容，是電路中電子元件之間或電路模塊之間，由于相互靠近所形成的電容，是設(shè)計(jì)時(shí)不希望得到的電容特性，一般來說在低頻應(yīng)用中我們一般不考慮，但是對(duì)于MOS管驅(qū)動(dòng)電路來說，寄生電容的存在是個(gè)不可繞過的考慮因素。

二.基于寄生電容的MOS等效模型

事實(shí)上，由于不同的廠商采用的生產(chǎn)工藝，以及器件結(jié)構(gòu)不同，你很難用一個(gè)通用的模型表示所有的MOS，但我們可以基于不同的應(yīng)用場(chǎng)景去構(gòu)建對(duì)應(yīng)的模型，我們主要說一下常用的應(yīng)用于直流分析的MOS管等效模型，MOS符號(hào)表示通道電阻，JFET表示外延層電阻，你可以把外延層電阻理解成器件額定電壓的函數(shù)，高耐壓意味著更厚的外延層，換句話說就是MOS的DS耐壓更高。從這個(gè)模型可以看出，GS，GD，DS之間都是存在寄生電容的，有電容就會(huì)有充放電，有充放電就會(huì)有g(shù)ate極電壓緩慢上升和緩慢下降，我們?cè)谑褂肕OS時(shí)，是想要gate極的電壓快速達(dá)到我們想要的目標(biāo)電壓還是緩慢達(dá)到呢？有些人的答案可能是無所謂，這個(gè)無所謂可能會(huì)讓你的MOS管上電后直接炸管，這一點(diǎn)我們先按下不表，我們先把驅(qū)動(dòng)電流講清楚了，本篇文章的MOS應(yīng)用場(chǎng)合主要是MOS管是處于飽和區(qū)開關(guān)模式，而非應(yīng)用于放大區(qū)工作模式。

MOS管等效模型

三.MOS管驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算

看了上面的MOS管等效模型，我們就可以把MOS管的開啟過程理解成給GS，GD電容充電的過程，具體的過程大家可以看下圖，簡(jiǎn)單來說，就是先給Cgs充電，達(dá)到米勒平臺(tái)電壓后，再給Cgd充電，最后繼續(xù)給Cgs充電直到Cgs電壓達(dá)到驅(qū)動(dòng)電壓。所以MOS開啟過程的平均充電電流（驅(qū)動(dòng)電流）可以用下面的公式計(jì)算：

其中Ig是gate極平均電流，Q是Qgs和Qgd的總和，t是MOS管開啟時(shí)間，有了這個(gè)公式我們就能計(jì)算MOS管的開啟電流了，當(dāng)然也可以計(jì)算MOS管的開啟時(shí)間。舉個(gè)例子，如果有一個(gè)MOS管Qgs和Qgd總共是50nC，如果需要的開啟時(shí)間是20ns，根據(jù)上面的公式計(jì)算，那么我們需要提供2.5A的驅(qū)動(dòng)電流。

50nC/20ns=2.5A

反過來，如果我們已知驅(qū)動(dòng)電流，也能計(jì)算它的開啟時(shí)間。

四.總結(jié)

今天我們主要介紹了基于寄生電容的MOS的等效模型以及驅(qū)動(dòng)電流，開啟或關(guān)閉時(shí)間的計(jì)算，有疑問的話歡迎大家關(guān)注留言。

審核編輯：湯梓紅