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MOSFET作為功率開關(guān)管，已經(jīng)是是開關(guān)電源領(lǐng)域的絕對主力器件。雖然MOSFET作為電壓型驅(qū)動(dòng)器件，其驅(qū)動(dòng)表面上看來是非常簡單，但是詳細(xì)分析起來并不簡單。本文會(huì)來解析MOSFET的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。首先，來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把一個(gè)MOSFET的G懸空，然后在DS上加電壓，那么會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？很多工程師都了解，MOS會(huì)導(dǎo)通甚至擊穿。這是為何呢？因?yàn)楦緵]有加驅(qū)動(dòng)電壓，MOS怎么會(huì)導(dǎo)通？用下面的圖，來做個(gè)仿真：

去探測G極的電壓，發(fā)現(xiàn)電壓波形如下：

G極的電壓居然有4V多，難怪MOSFET會(huì)導(dǎo)通，這是因?yàn)镸OSFET的寄生參數(shù)在搗鬼。

這種情況有什么危害呢？實(shí)際情況下，MOS肯定有驅(qū)動(dòng)電路的么，要么導(dǎo)通，要么關(guān)掉。問題就出在開機(jī)或者關(guān)機(jī)的時(shí)候，最重要是開機(jī)的時(shí)候，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路還沒上電。但是輸入上電了，由于驅(qū)動(dòng)電路沒有工作，G級的電荷無法被釋放，就容易導(dǎo)致MOS導(dǎo)通擊穿。那么怎么解決呢？

在GS之間并一個(gè)電阻

那么仿真的結(jié)果呢:

幾乎為0V。什么叫驅(qū)動(dòng)能力？

很多pWM芯片或者專門的驅(qū)動(dòng)芯片都會(huì)說驅(qū)動(dòng)能力，比如384X的驅(qū)動(dòng)能力為1A，其含義是什么呢？

假如驅(qū)動(dòng)是個(gè)理想脈沖源，那么其驅(qū)動(dòng)能力就是無窮大，想供應(yīng)多大電流就給多大。但實(shí)際中，驅(qū)動(dòng)是有內(nèi)阻的，假設(shè)其內(nèi)阻為10歐姆，在10V電壓下，最多能供應(yīng)的峰值電流就是1A，通常也認(rèn)為其驅(qū)動(dòng)能力為1A。

什么叫驅(qū)動(dòng)電阻呢？

通常驅(qū)動(dòng)器和MOS的G極之間，會(huì)串一個(gè)電阻，就如下圖的R3。

驅(qū)動(dòng)電阻的用途，假如驅(qū)動(dòng)走線很長，驅(qū)動(dòng)電阻可以對走線電感和MOS結(jié)電容引起的震蕩起阻尼用途。但是通常，現(xiàn)在的pCB走線都很緊湊，走線電感非常小。

第二個(gè)，重要用途就是調(diào)解驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力，調(diào)節(jié)開關(guān)速度。當(dāng)然只能降低驅(qū)動(dòng)能力，而不能提高。

對上圖進(jìn)行仿真，R3分別取1歐姆，和100歐姆。下圖是MOS的G極的電壓波形上升沿。

紅色波形為R3=1歐姆，綠色為R3=100歐姆?？梢钥吹?，當(dāng)R3比較大時(shí)，驅(qū)動(dòng)就有點(diǎn)力不從心了，特別在處理米勒效應(yīng)的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電壓上升很緩慢。

下圖，是驅(qū)動(dòng)的下降沿

那么驅(qū)動(dòng)的快慢對MOS的開關(guān)有什么影響呢？下圖是MOS導(dǎo)通時(shí)候DS的電壓：

紅色的是R3=1歐姆，綠色的是R3=100歐姆。可見R3越大，MOS的導(dǎo)通速度越慢。

下圖是電流波形

紅色的是R3=1歐姆，綠色的是R3=100歐姆?？梢奟3越大，MOS的導(dǎo)通速度越慢。

可以看到，驅(qū)動(dòng)電阻新增可以降低MOS開關(guān)的時(shí)候得電壓電流的變化率。比較慢的開關(guān)速度，對EMI有好處。下圖是對兩個(gè)不同驅(qū)動(dòng)情況下，MOS的DS電壓波形做付利葉分析得到

紅色的是R3=1歐姆，綠色的是R3=100歐姆?？梢?，驅(qū)動(dòng)電阻大的時(shí)候，高頻諧波明顯變小

但是驅(qū)動(dòng)速度慢，又有什么壞處呢？那就是開關(guān)損耗大了，下圖是不同驅(qū)動(dòng)電阻下，導(dǎo)通損耗的功率曲線。

紅色的是R3=1歐姆，綠色的是R3=100歐姆?？梢姡?qū)動(dòng)電阻大的時(shí)候，損耗明顯大了。

結(jié)論：驅(qū)動(dòng)電阻到底選多大？還真難講，小了EMI不好；大了效率不好。所以只能一個(gè)折中的選擇了。

那假如，開通和關(guān)斷的速度要分別調(diào)節(jié)，怎么辦？就用以下電路。

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開關(guān)電源設(shè)計(jì)中MOSFET驅(qū)動(dòng)技術(shù)詳解

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