電機控制器功率電路MOS管及驅(qū)動芯片選型

基本和書上講的靜態(tài)輸出特性曲線是一致的，這個曲線分為三個區(qū)域，非飽和區(qū)（可變電阻區(qū)）、飽和區(qū)和截止區(qū)。按照常理，我們將MOS管用作一個開關(guān)器件，因此其正常應(yīng)該工作在截止區(qū)和可變電阻區(qū)，當(dāng)柵極電壓低于一個閾值時，不管在漏極D加多大電壓，MOS管不會有電流通過，而過了一個閾值之后，MOS管通過的電流隨著漏源電壓的增大而增大。其中異常的工作狀態(tài)就是飽和區(qū)，書上寫的是：

“當(dāng)漏源電壓過大時，由于漏極電流在溝道上的壓降會抵消一部分柵極電壓，器件會出現(xiàn)溝道夾斷的現(xiàn)象，一旦溝道夾斷，漏極電流會被限制而不能進一步上升?！?/span>

這段話在圖中倒是被詮釋的很清楚，在任意一個柵極開通電壓下，如果漏源電壓過大，可以看到電流增大到一定極限后，再增加的非常緩慢，甚至有變平的趨勢。溝道夾斷我用通俗一點的方式理解是這樣的：還是從1-2原理圖中來解釋，如果Ｄ端電壓過大，它對電子的吸力也越來越大，如果漏極D施加的電壓遠(yuǎn)大于柵極S施加的電壓，溝道中的電子會逐漸被向Ｄ極吸，到一個極限狀態(tài)，那就是溝道夾斷。

如果對上述的原理理解的比較清楚，那么我覺得自然而然會出現(xiàn)一個疑問，溝道都夾斷了，MOS管漏源極之間為什么還會有電流呢？

解答這個問題的關(guān)鍵在于理解溝道夾斷的這個區(qū)域的狀態(tài)到底是怎樣的。我們可以看出，MOS的本質(zhì)就是PN結(jié)的疊加，溝道夾斷這個區(qū)域內(nèi)的電子和空穴已經(jīng)都被吸走了，形成了空間電荷區(qū)，但是由于離子是不會移動的，因此空間電荷區(qū)內(nèi)部有很強的電場，這個電場的方向是N區(qū)到P區(qū)，也可以看作是漏極D到源極S，所以此時當(dāng)小N+區(qū)內(nèi)的電子移動到靠近溝道夾斷區(qū)的邊緣時，就會立刻被空間電荷區(qū)的電場俘獲，瞬間被掃到漏極一端形成電流，這就是溝道夾斷后還有漏源電流的原因，但是因為夾斷區(qū)周圍的電子密度非常小，因此雖然有電流，但是這個電流不會再進一步增加，也就是達(dá)到了飽和狀態(tài)。

再說回選型，這個靜態(tài)特性曲線也是選型中非常重要的一個參考，要保證驅(qū)動芯片能夠讓MOS管工作在開關(guān)狀態(tài)。

驅(qū)動芯片的存在主要是為了開通MOS管，為了提供MOS管開通所需要的電壓，需要自舉升壓電路，驅(qū)動芯片的意義正是自舉升壓相關(guān)的一些電路。以英飛凌高邊驅(qū)動芯片IR2101S為例進行一些說明， 圖2-1為IR2101SDatasheet，驅(qū)動芯片與MOS管的連接方式如圖2-2所示：