在使用MOS管設計開關電源或者馬達驅動電路的時候，大部分人都會考慮MOS管的導通電阻、最大電壓、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，但並不是優秀的，作為正式的產品設計也是不允許的。

下面是我對MOS及MOS驅動電路基礎的一點總結，其中參考了一些資料，並非原創。包括MOS管的介紹、特性、驅動以及應用電路。

MOSFET管FET的一種（另一種是JEFT），可以被製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，所以通常提到的NMOS，或者PMOS就是指這兩種。

至於為什麼不適用號耗盡型的MOS管，不建議刨根問底。

對於這兩種增強型MOS管，比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小，且容易製造。所以開關電源和馬達驅動的應用中，一般都用NMOS，下面的介紹中，也多以NMOS為主。

MOS管的三個管教之間有寄生電容存在，這不是我們需要的，而是由於製造工藝限制產生的，寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動電路的時候要麻煩一些，但沒有辦法避免，後邊再詳細介紹。

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體，這個叫體二極體，在驅動感性負載（如馬達），這個二極體很重要。順便說一句，體二極體只在單個的MOS管中存在，在積體電路晶片內部通常是沒有的。

MOS管導通特性

導通的意思是作為開關，相當於開關閉合。

NMOS的特性，Vgs大於一定的值就會導通，適用於源極接地的情況（低端驅動），只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。

PMOS的特性，Vgs小於一定的值就會導通，適用於源極接Vcc的情況（高階驅動）。但是，雖然PMOS可以很方便的用作高階驅動，但由於導通電阻大，價格貴，替換種類少等原因，在高階驅動中，通常還是用NMOS。

MOS開關管損失

不管是NMOS還是PMOS，導通後都有導通電阻存在，這樣點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，現在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫伏左右，幾豪歐的也有。

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，MOS管的損失時電壓和電流的乘積，叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多，而且開關頻率越快，損失也越大。

導通瞬間電壓和電流的乘積很大，造成的損失也很大。縮短開關時間，可以減小每次導通時的損失，降低開關頻率，可以減小單位時間內的開關次數。這兩種辦法都可以減小開關損失。

MOS管驅動

跟雙極性電晶體相比，一般認為使MOS管導通不需要電流，只要GS電壓高於一定的值，就可以了。這個很容易做到，但是，我們還需要速度。

在MOS管的結構中可以看到，在GS、GD之間存在寄生電容，而MOS管的驅動，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/設計MOS管驅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，普遍用於高階驅動的NMOS，導通時需要是柵極電壓大於源極電壓。而高階驅動的MOS管導通時源極電壓和漏極電壓（Vcc）相同，所以這是柵極電壓要比Vcc大4V或10V。如果在同一個系統裡，要得到比Vcc大的電壓，就要專門的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵，要注意的是應該選擇合適的外接電容，以得到足夠的短路電流去驅動MOS管。

上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓，設計時當然需要有一定的餘量。而且電壓越高，導通速度越快，導通電阻也越小。現在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領域，但在12V汽車電子系統裡，一般4V導通就夠用了。

MOS管的驅動電路及其損失，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。

MOS管應用電路

MOS管最顯著的特性是開關特性好，所以被廣泛應用於需要電子開關的電路中，常見的如開關電源和馬達驅動電路，也有照明調光。

現在的MOS驅動，有幾個特別的需求：

1. 低壓應用

當使用5V電源，這時候如果使用傳統的圖騰柱結構，由於三極體的be只有0.7V左右的壓降，導致實際最終載入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。同樣的問題也發生在使用3V或者其他低壓電源的場合。

2. 寬電壓應用

輸入電壓並不是一個固定值，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管的驅動電壓是不穩定的。

為了讓MOS管在高gate電壓下安全，很多MOS管內建了穩壓管強行限制gate電壓的幅值。在這種情況下，當提供的驅動電壓超過穩壓管的電壓，就會引起較大的靜態功耗。

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. 雙電壓應用

在一些控制電路中，邏輯部分使用典型的5V或3.3V數字電壓，而功率部分使用12V甚至更高的電壓。兩個電壓採用共地方式連線。

這就提出一個要求，需要使用一個電路，讓低壓側能夠有效的控制高壓側的MOS管，同時高壓側的MOS管也同樣會面對1和2提到的問題。

在這三種情況下，圖騰柱結構無法滿足輸出需求，而很多現成的MOS驅動IC，似乎也沒有包含gate電壓限制的結構。

於是我設計了一個相對通用的電路來滿足這三種需求

電路圖如下

低邊驅動與高邊驅動   這裡整理網上搜集到的高、低邊驅動的相關知識。

  高邊指電源，低邊指地，高邊驅動和低邊驅動是用來除錯功率的，以驅動負載。

  高邊驅動：開關位於電源和負載之間； 低邊驅動：開關位於負載和地之間。

  通俗的來講，高邊驅動（HSD）是指通過直接在用電器或者驅動裝置前通過在電源線閉合開關來實現驅動裝置的使能，而低邊驅動(LSD)則是通過在用電器或者驅動裝置後，通過閉合地線來實現驅動裝置使能。

  高邊驅動：形象點說，像在電路的電源端加了一個可控開關。高邊驅動就是控制這個開關開關。低邊驅動：形象點說，像在電路的接地端加了一個可控開關。低邊驅動就是控制這個開關開關。

   高邊驅動特點：適用於精密裝置的儀器，高邊開關（一般是MOSFET開關）驅動複雜一點、佈線成本低，一般採用高邊驅動的話就得增加自舉電路。

   低邊驅動特點：低邊驅動比較容易實現（電路也比較簡單，一般由MOS管加幾個電阻、電容）、適用電路簡化和成本控制的情況。

   關於自舉電路：目的是為了讓GS保持一定的壓降，以確保穩定、連續的開關，要是高側mos的Vgs電壓能滿足要求就不需要加自舉電路，自舉電路只是在單電源供電時，高側Vgs打不到控制要求而做的，當使用隔離電源控制就不需要自舉。

   自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極體、自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高。有的電路升高的電壓能達到數倍電源電壓。

   自舉電路通常用在高壓驅動的場合中，通常用一個電容和一個二極體，電容儲存電壓，二極體防止電流倒灌，頻率較高的時候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。

   自舉電容：電壓不能突變，通過充電放電的過程而產生電壓自舉、電位自舉作用的。自舉電容的充電的時間快，只要保持時間足夠，佔空比可達到95%。      自舉二極體：利用其單向導電性完成電位疊加自舉，二極體導通時，電容充電到U1 ，二極體截止時，電路通過電容放電時U1與電路串聯疊加自舉。