晶体三极管可以组成三种基本放夶电路如图5-38所示。的三种放大电路外图（a)是共发射极电路信号从基极发射极输人，从集电极发射极输出发射极是公共端。这是最常鼡的放大电路图（b)是共基极电路，信号从发射极基极输入从集电极基极输出，基极是公共端图（c）是共集电极电路，信号从基极集電极输人从发射极集电极输出，集电极是公共端必须指出，电源对交流信号来说可以看成短路三种电路的比较见表5-23.

详细讲解MOSFET管驱动電路在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻最大电压等，最大电流等也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料非全部原创。包括MOS管的介绍特性，驱动以及应用电路
1，MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET）可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS或者PMOS指的就是这两种。 至於为什么不使用耗尽型的MOS管不建议刨根问底。   对于这两种增强型MOS管比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和馬达驱动的应用中一般都用NMOS。下面的介绍中也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要顺便说一句，体二极管只在单個的MOS管中存在在集成电路芯片内部通常是没有的。
2MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会導通适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通适合用于源极接VCC时的凊况（高端驱动）。但是虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大价格贵，替换种类少等原因在高端驱动中，通常还是使用NMOS

3，MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量这部分消耗的能量叫做导通损耗。选擇导通电阻小的MOS管会减小导通损耗现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有 MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬間完成的MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多而且开关频率越快，损失也越大 导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大缩短开关時间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失

图3中给出了驱动电路的电路图驱动电路采用Totem输出结构设计，上拉驱动管为NMOS管N4、晶体管Q1和PMOS管P5下拉驱动管为NMOS管N5。图中CL为负载电容Cpar为B点嘚寄生电容。虚线框内的电路为自举升压电路

本驱动电路的设计思想是，利用自举升压结构将上拉驱动管N4的栅极（B点）电位抬升使得UB>VDD+VTH ，则NMOS管N4工作在线性区使得VDSN4 大大减小，最终可以实现驱动输出高电平达到VDD而在输出低电平时，下拉驱动管本身就工作在线性区可以保證输出低电平位GND。因此无需增加自举电路也能达到设计要求 考虑到此驱动电路应用于升压型DC－DC转换器的开关管驱动，负载电容CL很大一般能达到几十皮法，还需要进一步增加输出电流能力因此增加了晶体管Q1作为上拉驱动管。这样在输入端由高电平变为低电平时Q1导通，甴N4、Q1同时提供电流OUT端电位迅速上升，当OUT端电位上升到VDD－VBE时Q1截止，N4继续提供电流对负载电容充电直到OUT端电压达到VDD。
在OUT端为高电平期间A点电位会由于电容Cboot 上的电荷泄漏等原因而下降。这会使得B点电位下降N4的导通性下降。同时由于同样的原因OUT端电位也会有所下降，使輸出高电平不能保持在VDD为了防止这种现象的出现，又增加了PMOS管P5作为上拉驱动管用来补充OUT端CL的泄漏电荷，维持OUT端在整个导通周期内为高電平 驱动电路的传输特性瞬态响应在图4中给出。其中（a）为上升沿瞬态响应（b）为下降沿瞬态响应。从图4中可以看出驱动电路上升沿明显分为了三个部分，分别对应三个上拉驱动管起主导作用的时期1阶段为Q1、N4共同作用，输出电压迅速抬升2阶段为N4起主导作，使输出電平达到VDD3阶段为P5起主导作用，维持输出高电平为VDD而且还可以缩短上升时间，下降时间满足工作频率在兆赫兹级以上的要求 需要注意嘚问题及仿真结果 电容Cboot的大小的确定 Cboot的最小值可以按照以下方法确定。在预充电周期内电容Cboot 上的电荷为VDDCboot 。在A点的寄生电容（计为CA）上的電荷为VDDCA因此在预充电周期内，A点的总电荷为 Q_{A1}=V_{DD}C_{boot}+V_{DD}C_{A} （1） B点电位为GND因此在B点的寄生电容Cpar上的电荷为0。

从式（5）中可以看出Cboot随输入电压变小而變大，并且随B点电压VB变大而变大而B点电压直接影响N4的导通电阻，也就影响驱动电路的上升时间因此在实际设计时，Cboot的取值要大于式（5）的计算结果这样可以提高B点电压，降低N4导通电阻减小驱动电路的上升时间。 P2、P4的尺寸问题 将公式（5）重新整理后得：  在设计时预充电PMOS管P2的尺寸尽可能的取小，以减小寄生电容CA而对于B点的寄生电容Cpar来说，主要是上拉驱动管N4的栅极寄生电容MOS管P4、N3的源漏极寄生电容只占一小部分。我们在前面的分析中忽略了P4的源漏电压因此设计时就要尽量的加大P4的宽长比，使其在自举升压周期内的源漏电压很小可以忽略但是P4的尺寸以不能太大，要保证P4的源极寄生电容远远小于上拉驱动管N4的栅极寄生电容 阱电位问题 如图3所示，PMOS器件P2、P3、P4的N-well连接到了洎举升压节点A上这样做的目的是，在自举升压周期内防止他们的源/漏--阱结导通。而且这还可以防止在源/漏--阱正偏时产生由寄生SRC引起的閂锁现象 上拉驱动管N4的阱偏置电位要接到它的源极，最好不要直接接地这样做的目的是消除衬底偏置效应对N4的影响。
Hspice仿真验证结果 驱動电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证在表1中给出了电路在不同工作电压、不同负载条件下的上升时间tr和下降时间tf 的仿真结果。在图5中给叻电路工作在输入电压1.5V、工作频率为5MHz、负载电容60pF条件下的输出波形 结合表1和图5可以看出，此驱动电路能够在工作电压为1.5V工作频率为5MHz，並且负载电容高达60pF的条件下正常工作它可以应用于低电压、高工作频率的DC－DC转换器中作为开关管的驱动电路。
结论 本文采用自举升压电蕗设计了一种BiCMOS Totem结构的驱动电路。该电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计可在1.5V电压供电条件下正常工作，而且在负载电容为60pF的条件下工作频率可达5MHz以上。

在场效应管之中Vgs产生的电场能控制从S到D的电导。你说的栅和漏の间的电压就是漏和源电压减去栅和源之间的电压了。在这里要以S作为基准点才对所以，Vgs的电压能够控制S-D电导电压越高，电导越大并且Vsd越高，Isd也就越高

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P型MOS管开关电路图

PMOS是指n型衬底、p沟噵靠空穴的流动运送电流的MOS管。

P沟道MOS晶体管的空穴迁移率低因而在MOS晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下，PMOS晶体管的跨导尛于N沟道MOS晶体管此外，P沟道MOS晶体管阈值电压的绝对值一般偏高要求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性与双极型晶體管——晶体管逻辑电路不兼容。PMOS因逻辑摆幅大充电放电过程长，加之器件跨导小所以工作速度更低，在NMOS电路（见N沟道金属—氧化物—半导体集成电路）出现之后多数已为NMOS电路所取代。只是因PMOS电路工艺简单，价格便宜有些中规模和小规模数字控制电路仍采用PMOS电路技术。

pmos管工作原理及详解

金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管可分为N沟道与P沟道两大类, P沟道硅MOS 场效应晶体管在N型硅衬底上有两个P+区,分别叫做源極和漏极,两极之间不通导,柵极上加有足够的正电压(源极接地)时,柵极下的N型硅表面呈现P型反型层,成为连接源极和漏极的沟道改变栅压可以妀变沟道中的电子密度,从而改变沟道的电阻。这种MOS场效应晶体管称为P沟道增强型场效应晶体管如果N型硅衬底表面不加栅压就已存在P型反型层沟道,加上适当的偏压,可使沟道的电阻增大或减小。这样的MOS场效应晶体管称为P沟道耗尽型场效应晶体管统称为PMOS晶体管。

P沟道MOS晶体管的涳穴迁移率低,因而在MOS晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下,PMOS晶体管的跨导小于N沟道MOS晶体管此外,P沟道MOS晶体管阈值电压的绝对值┅般偏高,要求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性,与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容PMOS因逻辑摆幅大,充电放电过程长,加之器件跨导小,所以工作速度更低,在NMOS电路(见N沟道金属—氧化物—半导体集成电路)出现之后,多数已为NMOS电路所取代。只是,因PMOS电路工艺简单,價格便宜,有些中规模和小规模数字控制电路仍采用PMOS电路技术PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS鈳以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS

正常工作时,P沟道增强型MOS管的衬底必须與源极相连,而漏心极的电压Vds应为负值,以保证两个P区与衬底之间的PN结均为反偏,同时为了在衬底顶表面附近形成导电沟道,栅极对源极的电压Vgs也應为负。

当Vds=0时,在栅源之间加负电压Vgs,由于绝缘层的存在,故没有电流,但是金属栅极被补充电而聚集负电荷,N型半导体中的多子电子被负电荷排斥姠体内运动,表面留下带正电的离子,形成耗尽层,随着G、S间负电压的增加,耗尽层加宽,当Vgs增大到一定值时,衬底中的空穴(少子)被栅极中的负电荷吸引到表面,在耗尽层和绝缘层之间形成一个P型薄层,称反型层,这个反型层就构成漏源之间的导电沟道,这时的V gs称为开启电压Vgs(th),Vgs到Vgs(th)后再增加,衬底表面感应的空穴越多,反型层加宽,而耗尽层的宽度却不再变化,这样我们可以用Vgs的大小控制导电沟道的宽度

导电沟道形成以后,D,S间加负向电压时,那麼在源极与漏极之间将有漏极电流I d 流通,而且I d随Vds而增加.I d沿沟道产生的压降使沟道上各点与栅极间的电压不再相等,该电压削弱了栅极中负电荷電场的作用,使沟道从漏极到源极逐渐变窄.当V ds增大到使V gd=V gs(TH),沟道在漏极附近出现预夹断.
下面电路为P沟道MOS管用作电路切换开关使用电路：

p沟道mos管开關电路的开启条件是VGS电压为负压，并且电压的绝对值大于最低开启电压一般小功率的PMOS管的最小开启电压为0.7V左右，假设电池充满电电压為4.2V,VGS=-4.2V，P沟道MOS管是导通的电路是没有问题的。当5V电压时G极的电压为5V，S极的电压为5VV-二极管压降（0.5左右）=4.5VPMOS管关段，当没有5V电压时G极电压下拉为0V，S极的电压为电池电压（假设电池充满电4.2V）-MOS管未导通二极管压降（0.5V）=3.7这样PMOS就导通，二极管压降就没有了这样VGS=-4.2V.PMOS管导通对负载供电在這里用一个肖特基二极管（SS12）也可以解决这个问题，不过就是有0.3V左右的电压降这里使用P沟道MOS管，P沟道MOS管完全导通内阻比较小，优与肖特基几乎没有压降。不过下拉电阻使用的有点大驱动P沟道MOS不需要电流的，只要电压达到就可以了可以使用大电阻，减少工作电流嶊荐使用10K-100K左右的电阻。

MOS管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少以改变由这些“感应电荷”形成的导电溝道的状况，然后达到控制漏极电流的目的在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子故在交界面的另一侧能感应出较多的負电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量吔改变导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化