電機(jī)控制器功率電路MOS管及驅(qū)動(dòng)芯片選型

基本和書(shū)上講的靜態(tài)輸出特性曲線(xiàn)是一致的，這個(gè)曲線(xiàn)分為三個(gè)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(gè)開(kāi)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(gè)閾值時(shí)，不管在漏極D加多大電壓，MOS管不會(huì)有電流通過(guò)，而過(guò)了一個(gè)閾值之后，MOS管通過(guò)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(shū)上寫(xiě)的是：

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

這段話(huà)在圖中倒是被詮釋的很清楚，在任意一個(gè)柵極開(kāi)通電壓下，如果漏源電壓過(guò)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(shì)。溝道夾斷我用通俗一點(diǎn)的方式理解是這樣的：還是從1-2原理圖中來(lái)解釋?zhuān)?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: none; max-width: 100%; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); font-weight: bolder; border-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; vertical-align: baseline; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">如果Ｄ端電壓過(guò)大，它對(duì)電子的吸力也越來(lái)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(huì)逐漸被向Ｄ極吸，到一個(gè)極限狀態(tài)，那就是溝道夾斷。

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

解答這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于理解溝道夾斷的這個(gè)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(gè)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(huì)移動(dòng)的，因此空間電荷區(qū)內(nèi)部有很強(qiáng)的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)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(shí)當(dāng)小N+區(qū)內(nèi)的電子移動(dòng)到靠近溝道夾斷區(qū)的邊緣時(shí)，就會(huì)立刻被空間電荷區(qū)的電場(chǎng)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?yàn)閵A斷區(qū)周?chē)碾娮用芏确浅Ｐ。虼穗m然有電流，但是這個(gè)電流不會(huì)再進(jìn)一步增加，也就是達(dá)到了飽和狀態(tài)。

再說(shuō)回選型，這個(gè)靜態(tài)特性曲線(xiàn)也是選型中非常重要的一個(gè)參考，要保證驅(qū)動(dòng)芯片能夠讓MOS管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

驅(qū)動(dòng)芯片的存在主要是為了開(kāi)通MOS管，為了提供MOS管開(kāi)通所需要的電壓，需要自舉升壓電路，驅(qū)動(dòng)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(dòng)芯片IR2101S為例進(jìn)行一些說(shuō)明， 圖2-1為IR2101SDatasheet，驅(qū)動(dòng)芯片與MOS管的連接方式如圖2-2所示：