基于寄生电容的MOS等效模型
一.前言
作为一个硬件工程师，相信大家都用过mos管，很多人看到标题会纳闷，mos管不是压控型器件吗？对于nmos器件，不是只要gs电压大于开启电压不久导通了吗？还要什么大的驱动电流吗？这些疑问肯定有人会有的，今天我们就来讲解一下，对于理想的mos器件来说，我们只考虑器件本身，而不考虑mos的寄生电容的话，那么是无需考虑驱动电流的大小的。相信大家都听过一个名词，叫寄生电容，也叫杂散电容，是电路中电子元件之间或电路模块之间，由于相互靠近所形成的电容，是设计时不希望得到的电容特性，一般来说在低频应用中我们一般不考虑，但是对于mos管驱动电路来说，寄生电容的存在是个不可绕过的考虑因素。
二.基于寄生电容的mos等效模型
事实上，由于不同的厂商采用的生产工艺，以及器件结构不同，你很难用一个通用的模型表示所有的mos，但我们可以基于不同的应用场景去构建对应的模型，我们主要说一下常用的应用于直流分析的mos管等效模型，mos符号表示通道电阻，jfet表示外延层电阻，你可以把外延层电阻理解成器件额定电压的函数，高耐压意味着更厚的外延层，换句话说就是mos的ds耐压更高。从这个模型可以看出，gs，gd，ds之间都是存在寄生电容的，有电容就会有充放电，有充放电就会有gate极电压缓慢上升和缓慢下降，我们在使用mos时，是想要gate极的电压快速达到我们想要的目标电压还是缓慢达到呢？有些人的答案可能是无所谓，这个无所谓可能会让你的mos管上电后直接炸管，这一点我们先按下不表，我们先把驱动电流讲清楚了，本篇文章的mos应用场合主要是mos管是处于饱和区开关模式，而非应用于放大区工作模式。
mos管等效模型
三.mos管驱动电路驱动电流计算
看了上面的mos管等效模型，我们就可以把mos管的开启过程理解成给gs，gd电容充电的过程，具体的过程大家可以看下图，简单来说，就是先给cgs充电，达到米勒平台电压后，再给cgd充电，最后继续给cgs充电直到cgs电压达到驱动电压。所以mos开启过程的平均充电电流（驱动电流）可以用下面的公式计算：
其中ig是gate极平均电流，q是qgs和qgd的总和，t是mos管开启时间，有了这个公式我们就能计算mos管的开启电流了，当然也可以计算mos管的开启时间。举个例子，如果有一个mos管qgs和qgd总共是50nc，如果需要的开启时间是20ns，根据上面的公式计算，那么我们需要提供2.5a的驱动电流。
50nc/20ns=2.5a
反过来，如果我们已知驱动电流，也能计算它的开启时间。
四.总结
今天我们主要介绍了基于寄生电容的mos的等效模型以及驱动电流，开启或关闭时间的计算，有疑问的话欢迎大家关注留言。
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二.基于寄生电容的mos等效模型
事实上，由于不同的厂商采用的生产工艺，以及器件结构不同，你很难用一个通用的模型表示所有的mos，但我们可以基于不同的应用场景去构建对应的模型，我们主要说一下常用的应用于直流分析的mos管等效模型，mos符号表示通道电阻，jfet表示外延层电阻，你可以把外延层电阻理解成器件额定电压的函数，高耐压意味着更厚的外延层，换句话说就是mos的ds耐压更高。从这个模型可以看出，gs，gd，ds之间都是存在寄生电容的，有电容就会有充放电，有充放电就会有gate极电压缓慢上升和缓慢下降，我们在使用mos时，是想要gate极的电压快速达到我们想要的目标电压还是缓慢达到呢？有些人的答案可能是无所谓，这个无所谓可能会让你的mos管上电后直接炸管，这一点我们先按下不表，我们先把驱动电流讲清楚了，本篇文章的mos应用场合主要是mos管是处于饱和区开关模式，而非应用于放大区工作模式。
mos管等效模型
三.mos管驱动电路驱动电流计算
看了上面的mos管等效模型，我们就可以把mos管的开启过程理解成给gs，gd电容充电的过程，具体的过程大家可以看下图，简单来说，就是先给cgs充电，达到米勒平台电压后，再给cgd充电，最后继续给cgs充电直到cgs电压达到驱动电压。所以mos开启过程的平均充电电流（驱动电流）可以用下面的公式计算：
其中ig是gate极平均电流，q是qgs和qgd的总和，t是mos管开启时间，有了这个公式我们就能计算mos管的开启电流了，当然也可以计算mos管的开启时间。举个例子，如果有一个mos管qgs和qgd总共是50nc，如果需要的开启时间是20ns，根据上面的公式计算，那么我们需要提供2.5a的驱动电流。
50nc/20ns=2.5a
反过来，如果我们已知驱动电流，也能计算它的开启时间。
四.总结
今天我们主要介绍了基于寄生电容的mos的等效模型以及驱动电流，开启或关闭时间的计算，有疑问的话欢迎大家关注留言。
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