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  • 驱动篇 - PMOS管应用一、原理介绍如上图,PMOS管是压控型器件,|Vgs|电压大于|Vth|电压时,内部沟道在场强的作用下导通,|Vgs|电压小于|Vth|电压时,内部沟道截止;|Vgs|电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通...

    驱动篇 - PMOS管应用

    一、原理介绍

    如上图,PMOS管是压控型器件,|Vgs|电压大于|Vth|电压时,内部沟道在场强的作用下导通,|Vgs|电压小于|Vth|电压时,内部沟道截止;

    |Vgs|电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通电阻Ron越小,注意,|Vgs|电压不能超过芯片允许的极限电压

    说明:PMOS管一般作为高端驱动器件,源级S接电源正极。

    二、寄生参数

    1、寄生二极管

    使用时,要特别注意内部寄生二极管,如果接反,将导致无法关闭PMOS管;另外,某些场合可以巧用寄生二极管,比如做防反接使用时,详情请阅读后面的内容。

    2、寄生电容

    使用时,要特别注意GS管脚的寄生电容Cgs,控制PMOS管的导通与截止,本质上是控制Cgs电容的充放电;

    如果要求PMOS快速导通与截止,此时需要驱动源能够提供足够大的驱动电流,以提供Cgs电容的瞬间充放电;

    如果仅仅作为开关使用,可以串电阻,以减小Cgs的充放电电流,此时,对驱动源的要求就不高,单片机的IO口(推挽输出时,可以提供20mA的驱动电流)可以直接驱动。

    三、选型

    1、常用型号:AO3401A,AO3415A,AOD403等,型号很多,可以根据需求合理选择;

    2、选型依据

    ①、Ids电流,导通电阻Ron越小,允许的Ids越大;

    ②、开关速率,详看手册的打开、保持、关闭时间;

    ③、Vgs开启电压,驱动电压,极限电压;

    ④、Vds极限电压;

    ⑤、封装尺寸;

    四、项目实战

    1、防反接

    设计说明:

    1、巧妙利用内部寄生二极管。上电时,通过内部寄生二极管,|Vgs|电压大于|Vth|电压,PMOS管完全导通;

    2、R29,R31:电阻分压,调整|Vgs|电压,|Vgs|电压尽量大,这样,Ron越小,压降越小,损耗越低;

    3、D5、稳压二极管,防止|Vgs|电压超过极限电压。

    2、高端开关

    设计说明:

    1、如果VIN电压小于单片机IO口电压,可以去掉U6,直接控制U5;

    2、R10,R12:电阻分压,调整Vgs电压,|Vgs|电压尽量大,这样,Ron越小,压降越小,损耗越低;

    3、R12同时起到限流作用,U6导通时,Cgs寄生电容通过R12充电,避免过大的充电电流流过U6,出现大批量生产时,MOS管被击穿的现象。

    4、R16同样起到限流作用,单片机输出低电平时,Cgs寄生电容通过R16放电,避免过大的放电电流流过单片机的IO口,出现大批量生产时,单片机IO口被击穿的现象。

    5、F2是PTC可恢复保险丝,起到限流、短路保护的作用。

    五、小结

    PMOS管是驱动电路常用的器件,使用时根据需求合理选择型号,应用时注意内部寄生参数,极限参数,提高产品的可靠性。

    PMOS管涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。

    作者:刘杰,软硬件工程师,10多年项目开发经验,擅长单片机产品开发。硬件家园创始人,长期进行单片机产品设计免费教学。

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  • 相对通用的电路【NMOS的驱动电路与PMOS驱动电路区别】 电路图如下:   图1用于NMOS的驱动电路 图2用于PMOS驱动电路  这里只针对NMOS驱动电路做一个简单分析:  Vl和Vh分别是低端和高端的电源,两...

    相对通用的电路【NMOS的驱动电路与PMOS的驱动电路区别
    电路图如下:

     

    图1用于NMOS的驱动电路

     

    图2用于PMOS的驱动电路


      这里只针对NMOS驱动电路做一个简单分析:

      Vl和Vh分别是低端和高端的电源,两个电压可以是相同的,但是Vl不应该超越Vh。

      Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱,用来完成阻隔,一起确保两只驱动管Q3和Q4不会一起导通。

      R2和R3供给了PWM电压基准,通过改动这个基准,可以让电路作业在PWM信号波形比较陡直的方位。

      Q3和Q4用来供给驱动电流,由于导通的时分,Q3和Q4相对Vh和GND最低都只要一个Vce的压降,这个压降一般只要0.3V左右,大大低于0.7V的Vce。

      R5和R6是反应电阻,用于对gate电压进行采样,采样后的电压通过Q5对Q1和Q2的基极发生一个强烈的负反应,从而把gate电压约束在一个有限的数值。这个数值可以通过R5和R6来调理。

      最后,R1供给了对Q3和Q4的基极电流约束,R4供给了对MOS管的gate电流约束,也就是Q3和Q4的Ice的约束。必要的时分可以在R4上面并联加速电容。

      这个电路供给了如下的特性:

      1,用低端电压和PWM驱动高端MOS管。

      2,用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管。

      3,gate电压的峰值约束

      4,输入和输出的电流约束

      5,通过使用合适的电阻,可以到达很低的功耗。

      6,PWM信号反相。NMOS并不需要这个特性,可以通过前置一个反相器来处理。

      在规划便携式设备和无线产品时,进步产品功能、延长电池作业时间是规划人员需要面临的两个问题。DC-DC转换器具有效率高、输出电流大、静态电流小等长处,非常适用于为便携式设备供电。现在DC-DC转换器规划技能开展首要趋势有:

      (1)高频化技能:跟着开关频率的进步,开关变换器的体积也随之减小,功率密度也得到大幅提高,动态响应得到改进。小功率DC-DC转换器的开关频率将上升到兆赫级。

      (2)低输出电压技能:跟着半导体技术的不断开展,微处理器和便携式电子设备的作业电压越来越低,这就要求未来的DC-DC变换器可以供给低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的要求。

      这些技能的开展对电源芯片电路的规划提出了更高的要求。首先,跟着开关频率的不断进步,关于开关元件的功能提出了很高的要求,一起有必要具有相应的开关元件驱动电路以确保开关元件在高达兆赫级的开关频率下正常作业。其次,关于电池供电的便携式电子设备来说,电路的作业电压低(以锂电池为例,作业电压2.5——3.6V),因而,电源芯片的作业电压较低。

      MOS管具有很低的导通电阻,消耗能量较低,在现在盛行的高效DC——DC芯片中多采用MOS管作为功率开关。但是由于MOS管的寄生电容大,一般情况下NMOS开关管的栅极电容高达几十皮法。这关于规划高作业频率DC——DC转换器开关管驱动电路的规划提出了更高的要求。

      在低电压ULSI规划中有多种CMOS、BiCMOS采用自举升压结构的逻辑电路和作为大容性负载的驱动电路。这些电路可以在低于1V电压供电条件下正常作业,而且可以在负载电容1——2pF的条件下作业频率可以到达几十兆甚至上百兆赫兹。本文正是采用了自举升压电路,规划了一种具有大负载电容驱动能力的,适合于低电压、高开关频率升压型DC——DC转换器的驱动电路。电路根据SamsungAHP615BiCMOS工艺规划并通过Hspice仿真验证,在供电电压1.5V,负载电容为60pF时,作业频率可以到达5MHz以上。

    出处:http://www.tdldz.com/newsData_839.html

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  • 从电源、单片机、晶体管、驱动电路、显示电路、有线通讯、无线通信、传感器、原理图设计、PCB设计、软件设计、上位机等,给新手综合学习的平台,给老司机交流的平台。所有文章来源于项目实战,属于原创。一、原理...

    感谢阅读本文,在接下来很长的一段时间里,我将陆续分享项目实战经验。从电源、单片机、晶体管、驱动电路、显示电路、有线通讯、无线通信、传感器、原理图设计、PCB设计、软件设计、上位机等,给新手综合学习的平台,给老司机交流的平台。所有文章来源于项目实战,属于原创。

    一、原理介绍

    1868ad8f86ec83cb6b6a83436a1aa6e1.png

    如上图,PMOS管是压控型器件,|Vgs|电压大于|Vth|电压时,内部沟道在场强的作用下导通,|Vgs|电压小于|Vth|电压时,内部沟道截止;

    |Vgs|电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通电阻Ron越小,注意,|Vgs|电压不能超过芯片允许的极限电压;

    说明:PMOS管一般作为高端驱动器件,源级S接电源正极。

    二、寄生参数

    1、寄生二极管

    使用时,要特别注意内部寄生二极管,如果接反,将导致无法关闭PMOS管;另外,某些场合可以巧用寄生二极管,比如做防反接使用时,详情请阅读后面的内容。

    2、寄生电容

    使用时,要特别注意GS管脚的寄生电容Cgs,控制PMOS管的导通与截止,本质上是控制Cgs电容的充放电;

    如果要求PMOS快速导通与截止,此时需要驱动源能够提供足够大的驱动电流,以提供Cgs电容的瞬间充放电;

    如果仅仅作为开关使用,可以串电阻,以减小Cgs的充放电电流,此时,对驱动源的要求就不高,单片机的IO口(推挽输出时,可以提供20mA的驱动电流)可以直接驱动。

    三、选型

    1、常用型号:AO3400A,AO3415A,AOD403等,型号很多,可以根据需求合理选择;

    2、选型依据

    ①、Ids电流,导通电阻Ron越小,允许的Ids越大;

    ②、开关速率,详看手册的打开、保持、关闭时间;

    ③、Vgs开启电压,驱动电压,极限电压;

    ④、Vds极限电压;

    ⑤、封装尺寸;

    四、项目实战

    1、防反接

    f4da4843027f6762039559c70491cf22.png

    设计说明:

    1、巧妙利用内部寄生二极管。上电时,通过内部寄生二极管,|Vgs|电压大于|Vth|电压,PMOS管完全导通;

    2、R29,R31:电阻分压,调整|Vgs|电压,|Vgs|电压尽量大,这样,Ron越小,压降越小,损耗越低;

    3、D5、稳压二极管,防止|Vgs|电压超过极限电压。

    2、高端开关

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    设计说明:

    1、如果VIN电压小于单片机IO口电压,可以去掉U6,直接控制U5;

    2、R10,R12:电阻分压,调整Vgs电压,|Vgs|电压尽量大,这样,Ron越小,压降越小,损耗越低;

    3、R12同时起到限流作用,U6导通时,Cgs寄生电容通过R12充电,避免过大的充电电流流过U6,出现大批量生产时,MOS管被击穿的现象。

    4、R16同样起到限流作用,单片机输出低电平时,Cgs寄生电容通过R16放电,避免过大的放电电流流过单片机的IO口,出现大批量生产时,单片机IO口被击穿的现象。

    5、F2是PTC可恢复保险丝,启动限流、短路保护的作用。

    五、小结

    PMOS管是驱动电路常用的器件,使用时根据需求合理选择型号,应用时注意内部寄生参数,极限参数,提高产品的可靠性。

    PMOS管涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。

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    作者:刘杰,软硬件技术10年,全职提供技术开发与技术服务、生产支持等。

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  • pmos驱动原理图

    2021-03-27 23:17:45
    记录一个常用的mos管做电源驱动的Multisim的仿真图。 可以使用单片机控制。记住这是pmos管 直接使用nmos管的话 根据Vgth大于2v的原则,输入的控制电压是要大于电源电源2v的才能完全导通。

    记录一个常用的mos管做电源驱动的Multisim的仿真图。 可以使用单片机控制。记住这是pmos管 直接使用nmos管的话 根据Vgth大于2v的原则,输入的控制电压是要大于电源电源2v的才能完全导通。
    在这里插入图片描述

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  • 驱动篇 -- PMOS管应用

    千次阅读 2020-02-03 13:11:38
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  • nmos和pmos 高端驱动的区别

    千次阅读 2019-12-16 16:20:45
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  • PMOS和NMOS在开关应用中高侧和低侧驱动的对比

    万次阅读 多人点赞 2016-07-14 13:40:26
    一说到开关,我们脑海中首先浮现的就是各式各样的机械开关,常见的有自锁开关、拨码开关、船型开关等等。...(PMOS低侧驱动需要系统提供一个比GND电源轨更低的电压,需要一个正对负的升压电路)。
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  • NMOS和PMOS

    2020-03-27 21:12:07
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  • NMOS、PMOS

    2016-04-22 10:41:36
    NMOS:Vgs大于一定值就会导通,适用于源极接地(低端驱动PMOS: Vgs小于一定值就会导通,适用于源级接VCC(高端驱动
  • PMOS与NMOS

    千次阅读 2018-11-23 22:16:49
    PMOS管,当Ugs≤0时,MOS管就导通,Ugs>0时,MOS管截止。NMOS管则相反   NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合...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,...
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  • NMOS Versus PMOS

    2013-04-10 00:57:00
     NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,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。...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...

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