■耐压：通常所说的VDS，或者说是击穿电压。那么一般MOS厂家是如何来定义这个参数的呢？

■上面这个例子显示，当驱动电压为0，Vds达到200V的时候，Id这个电流达到了250uA，这个时候认为已经达到击穿电压。

■不同的厂家对此定义略有不同，但是基本上来说，当电压超过击穿电压，MOS的漏电流就会急剧上升。

■导通电阻：

■MOSFET在导通之后，其特性可以近似认为是一个电阻

■上面这个例子表示，在驱动电压为10V的时候，导通电阻为0.18欧姆

■导通电阻的温度关系：

■MOS的导通电阻随温度上升而上升，下图显示该MOS的导通电阻在结温为140度的时候，为20度时候的2倍。

■导通阀值电压：就是当驱动电压到达该值之后，可认为MOS已经开通。

■上面这个例子，可以看到当Vgs达到2-4V的时候，MOS电流就上升到250uA。这时候可认为MOS已经开始开通。

■驱动电压和导通电阻，最大导通电流之间的关系

■从下图可以看到，驱动电压越高，实际上导通电阻越小，而且最大导通电流也越大

■导通阀值电压随温度上升而下降

■MOSFET的寄生二极管

■寄生二极管比较重要的特性，就是反向恢复特性。这个在ZVS，同步整流等应用中显得尤为重要。

■MOSFET的寄生电容

■这三个电容的定义如下：

■MOS的寄生电容都是非线性电容，其容值和加在上面的电压有关。所以一般的MOS厂家还会用另外一个参数来描述这个特性：

■用电荷来描述

MOS管的驱动技术，下面我们用实例来详解

首先，来做一个实验，把一个MOSFET的G悬空，然后在DS上加电压，那么会出现什么情况呢？很多工程师都知道，MOS会导通甚至击穿。这是为什么呢？因为我根本没有加驱动电压，MOS怎么会导通？用下面的图，来做个仿真：

去探测G极的电压，发现电压波形如下：

G极的电压居然有4V多，难怪MOSFET会导通，这是因为MOSFET的寄生参数在捣鬼。

关于MOSFET的寄生参数的描述，可以参考蜘蛛先生的帖子：https://bbs.dianyuan.com/topic/579603

这种情况有什么危害呢？实际情况下，MOS肯定有驱动电路的么，要么导通，要么关掉。问题就出在开机，或者关机的时候，最主要是开机的时候，此时你的驱动电路还没上电。但是输入上电了，由于驱动电路没有工作，G级的电荷无法被释放，就容易导致MOS导通击穿。那么怎么解决呢？

在GS之间并一个电阻.

那么仿真的结果呢:

几乎为0V.

什么叫驱动能力，很多PWM芯片，或者专门的驱动芯片都会说驱动能力，比如384X的驱动能力为1A，其含义是什么呢？

假如驱动是个理想脉冲源，那么其驱动能力就是无穷大，想提供多大电流就给多大。但实际中，驱动是有内阻的，假设其内阻为10欧姆，在10V电压下，最多能提供的峰值电流就是1A，通常也认为其驱动能力为1A。

那什么叫驱动电阻呢，通常驱动器和MOS的G极之间，会串一个电阻，就如下图的R3。

驱动电阻的作用，如果你的驱动走线很长，驱动电阻可以对走线电感和MOS结电容引起的震荡起阻尼作用。但是通常，现在的PCB走线都很紧凑，走线电感非常小。

第二个，重要作用就是调解驱动器的驱动能力，调节开关速度。当然只能降低驱动能力，而不能提高。

对上图进行仿真，R3分别取1欧姆，和100欧姆。下图是MOS的G极的电压波形上升沿。

红色波形为R3=1欧姆，绿色为R3=100欧姆。可以看到，当R3比较大时，驱动就有点力不从心了，特别在处理米勒效应的时候，驱动电压上升很缓慢。

下图，是驱动的下降沿 

那么驱动的快慢对MOS的开关有什么影响呢？下图是MOS导通时候DS的电压：

红色的是R3=1欧姆，绿色的是R3=100欧姆。可见R3越大，MOS的导通速度越慢。

下图是电流波形

红色的是R3=1欧姆，绿色的是R3=100欧姆。可见R3越大，MOS的导通速度越慢。

可以看到，驱动电阻增加可以降低MOS开关的时候得电压电流的变化率。比较慢的开关速度，对EMI有好处。下图是对两个不同驱动情况下，MOS的DS电压波形做付利叶分析得到

红色的是R3=1欧姆，绿色的是R3=100欧姆。可见，驱动电阻大的时候，高频谐波明显变小。

但是驱动速度慢，又有什么坏处呢？那就是开关损耗大了，下图是不同驱动电阻下，导通损耗的功率曲线。

红色的是R3=1欧姆，绿色的是R3=100欧姆。可见，驱动电阻大的时候，损耗明显大了。

结论：驱动电阻到底选多大？还真难讲，小了，EMI不好，大了，效率不好。

所以只能一个折中的选择了。

那如果，开通和关断的速度要分别调节，怎么办？就用以下电路。

• MOSFET的自举驱动.

  对于NMOS来说，必须是G极的电压高于S极一定电压才能导通。那么对于对S极和控制IC的地等电位的MOS来说，驱动根本没有问题，如上图。

  但是对于一些拓扑，比如BUCK（开关管放在上端），双管正激，双管反激，半桥，全桥这些拓扑的上管，就没办法直接用芯片去驱动，那么可以采用自举驱动电路。

  看下图的BUCK电路：

  

  加入输入12V，MOS的导通阀值为3V，那么对于Q1来说，当Q1导通之后，如果要维持导通状态，Q1的G级必须保证15V以上的电压，因为S级已经有12V了。

  那么输入才12V，怎么得到15V的电压呢？

  其实上管Q1驱动的供电在于 Cboot。

  看下图，芯片的内部结构：

   

  Cboot是挂在boot和LX之间的，而LX却是下管的D级，当下管导通的时候，LX接地，芯片的内部基准通过Dboot（自举二极管）对Cboot充电。当下管关，上管通的时候，LX点的电压上升，Cboot上的电压自然就被举了起来。这样驱动电压才能高过输入电压。

  当然芯片内部的逻辑信号在提供给驱动的时候，还需要Level shift电路，把信号的电平电压也提上去。

  Buck电路，现在有太多的控制芯片集成了自举驱动，让整个设计变得很简单。但是对于，双管的，桥式的拓扑，多数芯片没有集成驱动。那样就可以外加自举驱动芯片，48V系统输入的，可以采用Intersil公司的ISL21XX，HIP21XX系列。如果是AC/DC中，电压比较高的，可以采用IR的IR21XX系列。

  下图是ISL21XX的内部框图。

   

  其核心的东西，就是红圈里的boot二极管，和Level shift电路

  ISL21XX驱动桥式电路示意图：

   

  驱动双管电路：

    

  驱动有源钳位示意图：

   

  当然以上都是示意图，没有完整的外围电路，但是外围其实很简单，参考datasheet即可。

• 隔离驱动。当控制和MOS处于电气隔离状态下，自举驱动就无法胜任了，那么就需要隔离驱动了。下面来讨论隔离驱动中最常用的，变压器隔离驱动。

   

  看个最简单的隔离驱动电路，被驱动的对象是Q1。 

  

  驱动源参数为12V ，100KHz， D=0.5。

  驱动变压器电感量为200uH，匝比为1：1。

   

  红色波形为驱动源V1的输出，绿色为Q1的G级波形。可以看到，Q1-G的波形为具有正负电压的方波，幅值6V了。

  为什么驱动电压会下降呢，是因为V1的电压直流分量，完全被C1阻挡了。所以C1也称为隔直电容。

  下图为C1上的电压。

   

  其平均电压为6V，但是峰峰值，却有2V，显然C1不够大，导致驱动信号最终不够平。那么把C1变为470n。Q1-G的电压波形就变成如下：

   

  驱动电压变得平缓了些。如果把驱动变压器的电感量增加到500uH。驱动信号就如下图：

   

  驱动信号显得更为平缓。

  从这里可以看到，这种驱动，有个明显的特点，就是驱动电平，最终到达MOS的时候，电压幅度减小了，具体减小多少呢，应该是D*V,D为占空比，那么如果D很大的话，驱动电压就会变得很小，如下图，D=0.9

   

  发现驱动到达MOS的时候，正压不到2V了。显然这种驱动不适合占空比大的情况。

  从上面可以看到，在驱动工作的时候，其实C1上面始终有一个电压存在，电压平均值为

  V*D，也就是说这个电容存储着一定的能量。那么这个能量的存在，会带来什么问题呢？

  下面模拟驱动突然掉电的情况：

   

  可见，在驱动突然关掉之后，C1上的能量，会引起驱动变的电感，C1以及mos的结电容之间的谐振。如果这个谐振电压足够高的话，就会触发MOS，对可靠性带来危害。

  那么如何来降低这个震荡呢，在GS上并个电阻，下图是并了1K电阻之后波形：

   

  但是这个电阻会给驱动带来额外的损耗。

  如何传递大占空比的驱动：

  看一个简单的驱动电路。

  

  当D=0.9的时候

   

  红色波形为驱动源输出，绿色为到达MOS的波形。基本保持了驱动源的波形。

  同样，这个电路在驱动掉电的时候，比如关机，也会出现震荡。

   

  而且似乎这个问题比上面的电路还严重。

  下面尝试降低这个震荡，首先把R5改为1K

   

  确实有改善，但问题还是严重，继续在C2上并一个1K的电阻。

   

  绿色的波形，确实更改善了一些，但是问题还是存在。这是个可靠性的隐患。

  对于这个问题如何解决呢？可以采用soft stop的方式来关机。soft stop其实就是soft start的反过程，就是在关机的时候，让驱动占空比从大往小变化，直到关机。很多IC已经集成了该功能。

   

  可看到，驱动信号在关机的时候，没有了上面的那些震荡。

  对于半桥，全桥的驱动，由于具有两相驱动，而且相位差为180度，那么如何用隔离变压器来驱动呢？

  

  采用一拖二的方式，可以来驱动两个管子。

  下图，是两个驱动源的波形：

   

  通过变压器传递之后，到达MOS会变成如下：

   

  •  

  • 在有源钳位，不对称半桥，以及同步整流等场合，需要一对互补的驱动，那么怎么用一路驱动来产生互补驱动，并且形成死区。可用下图。 

    波形如下图：

     

  • 

  • MOSFET的并联驱动，由于MOS经常采用并联的方式工作，那么驱动又该如何设计呢？

     

    是这样 

    还是这样？

    

     

    MOS并联，对驱动的一致性要求就很高了，如果导通，关断时间不一致，会导致其中一个MOS开关损耗剧增。所以在软开关电路上，用MOS并联问题比较少，但是硬开关电路，就要小心了。下面用仿真来看现象，假设两个MOS并联，而且MOS的参数完全一样。

    但是驱动走线的寄生参数有很大不同。

     

    R2，R4，L1，L2都为驱动走线的寄生参数。那么下图为，导通时候，两个mos的电流

    基本上还算一致。

     

    

     

    接下去，把两个驱动电阻并联起来一起去驱动两MOS，

     

    再看导通时候的电流波形：

     

    两管子的电流波形，均出现剧烈震荡。

  Pmos的驱动：

  下图为Pmos

   

  Pmos要求GS的电压是负的，也就是G的电压要比S的低，才能导通。那么，如果SD承受高压，G只要比S的电压低一点就能导通，但是一旦SD导通，G必须维持负压才能导通。

  而GS的耐压是很低的，这就很麻烦了。一般在电源中最常见的Pmos应用，就有有源钳位

   

  有源钳位的Pmos，是S级接地的，那么要保持导通，G级必须要有负压才行。那么如何产生负压呢，可以采用下图驱动方式：

   

  那么波形可见：