MOS管的寄生电容和寄生二极管

时间:2024-10-15 10:14:50

MOS管的寄生电容和寄生二极管

寄生电容

以NMOS管为例,由于源极S与衬底B相连,源极S、栅极G、绝缘膜刚好组成寄生电容Cgs,此电容大小为pF级别,一般规格书可以查到。

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

**注意:**在电路中,栅极上需要加一个限流电阻,控制Cgs电容的充放电速率,假如不加限流电阻,直接用单片机IO口驱动MOS管,寄生电容Cgs会一瞬间充满电(容值较小),尽管能驱动MOS管,但长期以往的充电放电会对单片机IO口造成冲击,时间久了IO口可能就会损坏,导致产品不正常;如果充电的电压较高(如12V),则电容一瞬间从0V充到12V,充电时间短,电流大,很可能会烧元器件

如果要求MOS管快速导通与截止,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,可以在栅极上加一个较小的限流电阻

如果仅仅作为开关使用,可以串阻值较大的电阻,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。

寄生二极管

在NMOS管的构造中,衬底B与源极S、漏极D均存在PN结,由于源极S与衬底B相连,左边的二极管无效,源极S与漏极D存在寄生二极管,方向为S指向D。

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电路图如下所示,寄生二极管由S极指向D极

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PMOS管的寄生二极管,方向由D极指向S极

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PMOS管电路图

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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MOS管

另外,某些场合可以巧用寄生二极管,比如做防反接使用

寄生二极管例子

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这是一个用单片机引脚控制NMOS管导通和截止,从而控制继电器的电路,这里NMOS管的寄生二极管是从S极到D极的,假如NMOS管接反了,二极管负极在下,正极在上,则线圈的电路始终是导通的,电流从12V出来经过线圈,再经过MOS管的寄生二极管到GND,因为内部寄生二极管无法控制,无论单片机引脚输出高电平还是低电平,MOS管始终导通,无法起到控制作用