mos管的反接和抑制衝擊
一：原理分析
mos管由於生產工藝等因素，會產生相應的寄生電容，體二極體等。mos管的寄生電容如圖1所示，可以看到其具有三個寄生電容：g和s的電容cgs；g和d的電容：cgd，也稱為反向傳輸電容、公尺勒電容、crss；d和s的電容cds。d和s之間的體二極體d1.
圖 1：mos管等效模型
寄生電容的數值可以從元器件的datasheet中得到,如圖2，圖3：
ciss(輸入電容)=cgs+cgd…………………………………………………(1)
coss(輸出電容)=cds+cgd………………………………………………..(2)
crss(反向傳輸陣容)=cgd……………………….……………………….(3)
圖 2：寄生電容值
圖 3：寄生電容值的動態變化
mos管的導通過程：以nmos為例，其各極之間的寄生電容分別為cds、cgs、cgd，如圖4所示。nmos的狀態隨vgs逐漸增加而變化，如圖5所示。mos管的導通過程如圖6，當vgsvds，vgd>0，此時vgs用於給cgd進行反向充電，因此在mos管開通的過程中，會有乙個時間段，g極的驅動電荷用於中和cgd中的電荷，並繼續灌入電荷使其中電荷的極性反向。這個時間段就是公尺勒平台形成的時間段。故在一段時間內(階段3)，vgs無法繼續上公升，vds下降速度變慢。這就是公尺勒效應。若我們可以控制cgd的充電時間，即可控制vds的下降快慢，從而實現緩啟動，由於cgd』相對cgd很大，基於i=c*dv/dt的原理，故可以實現nmos導通時間的可控，其中緩衝電容cgd>>ciss,據實際模擬，cgd最好大於ciss乙個數量級(10^3)。另外從極端情況來說我們也可以通過控制cgs足夠大來達到緩啟動的功能，但是通過cgs控制的話會將開關時間託很長。
圖 4：mos等效模型
圖 5：mos轉移曲線
圖 6：mos的開通過程
t0~ t1: 從t0開始，g極給電容cgs充電，vgs從0v上公升到vgs(th)時，mos管都處於截止狀態，vds保持不變，id為零。mos處於截止區。
t1~ t2: 從t1後，vgs大於mos管開啟電壓vgs(th)，mos管開始導通，id電流上公升,mos開始進入飽和區。
t2-t3：由於公尺勒效應，vgs會持續一段時間不再上公升，此時id已經達到最大，而vds還在繼續下降，直到公尺勒電容充滿電。vgs在當前階段會保持不變，形成乙個電壓平台，稱為公尺勒平台。
t3-t4：公尺勒電容充滿電，vgs繼續上公升到外界驅動電壓的值，此時mosfet進入電阻區，vds徹底降下來，開通結束。
二：防衝擊防反接電路
t2,r3,r4,sd1組成防反接電路。當電源正接的時候r3,r4,鉗位二極體通過鉗位將vgs電壓鉗位，使vgs > vgs(th),nmos飽和導通。當反接的時候vgs < vgs(th),nmos處於截止區不能導通，起到防反接功能。
t1，c1，c2，d1，r1，r2組成防衝擊電流電路。當電路正常導通時如果沒有c2和r2，則vgs>vgs(th),pmos會存在瞬間導通的情況,增加c2，r2後，會有乙個對c2充電的過程，保證pmos上電瞬間不導通， d1的作用為防止上電完成後cch對pmos的開關速率造成影響，增加二極體dg進行單向隔離。因此c2,r2,d1可以確保mos在上電瞬間不會導通，保證mos在上電瞬間處於關斷狀態。c1的作用為通過控制c1的值來調整公尺勒平台的時間。r1,r2的作用為開啟pmos.
圖 7：防衝擊防反接電路
三：具體計算
nmos，pmos的選擇確定mos的vds,vgs的值以及vgs(th)，保證mos不會燒壞。並可以確定r1,r2,r3,r4以及sd1，d1的值，注意調整r2的值會影響給c2的充電時間。
圖 8：mos的選擇
選擇mos的rds(on)小的mos,一般為mω級別的這樣在mos上消耗的壓降小，盡量保證輸出與輸入一致。
圖 9：mos的選擇
由於irush=cload*dv/dt。由於cload(負載電容)，dv的值一定，因此我們可以通過增大dt的時間來控制衝擊電流。dt由前面的分析可以知道我們可以改變公尺勒電容來改變mos導通時間。
c1可以通過mos的輸入電容ciss來確定。c1>>ciss(即10^3ciss)。計算cch的充電電壓vc2=vgsth(min)-vd1，其中vgsth(min)為pmos的最低開啟閾值電壓，vd1為二極體dg的管壓降；計算c2的容值，vc2=vdd*c1/(c1+c2)所以c2=c1(vdd-vc2)/vc2，為保證可靠性，應保證c2>c1*(vdd-vc2)/vc2。
mos管結電容等效模型 MOS管的公尺勒效應
如下是乙個nmos的開關電路，階躍訊號vg1設定dc電平2v，方波 振幅2v，頻率50hz t2的開啟電壓2v，所以mos管t2會以週期t 20ms進行開啟和截止狀態的切換。首先 vgs和vds的波形，會看到vgs 2v的時候有乙個小平台，有人會好奇為什麼vgs在上公升時會有乙個小平台？帶著這個疑問...
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