細說MOS管知識-MOS管高端驅動及低端驅動解析和原理與區別

高端驅動和低端驅動的原理及區別詳解

詳解MOS管的高端驅動和低端驅動，我們先來看看什么是高端驅動、什么是低端驅動。

高端驅動：

高端功率開關驅動的原理非常簡單，和低端功率開關驅動相對應，就是負載一端和開關管相連，另外一端直接接地。正常情況下，沒有控制信號的時候，開關管不導通，負載中沒有電流流過，即負載處于斷電狀態；

反之，如果控制信號有效的時候，打開開關管，于是電流從電源正端經過高端的開關管，然后經過負載流出，負載進入通電狀態，從而產生響應的動作。基本的驅動原理圖如圖所示。    

一般現在采用的開關功率管為N型MOSFET，N型MOSFET的優點是驅動采用電壓驅動，驅動電流很小，驅動功耗低，而且工作頻率可以很高，適用于高速控制，另外MOSFET的導通內阻很低，在毫歐級別，可以通過的穩定電流很大，因此適用于高功率的驅動。P型的MOSFET相對于同樣的硅片面積，導通內阻較大，開關速度也比較慢，故N型MOSFET使用較多。

低端驅動：

低端功率開關驅動的原理非常簡單，就是負載一端直接和電源正端相連，另外一端直接和開關管相連，正常情況下，沒有控制信號的時候，開關管不導通，負載中沒有電流流過，即負載處于斷電狀態；反之，如果控制信號有效的時候，打開開關管，于是電流從電源正端經過負載，然后經過功率開關流出，負載進入通電狀態，從而產生響應的動作。基本的驅動原理圖如圖所示。

一般現在采用的開關功率管為N型MOSFET，N型MOSFET的優點是驅動采用電壓驅動，驅動電流很小，驅動功耗低，而且工作頻率可以很高，適用用高速控制，另外MOSFET的導通內阻很低，在mΩ級別，可以通過的穩定電流很大，因此適用于高功率的驅動。P型的MOSFET相對于同樣的硅片面積，導通內阻較大，故N型適用較多。

高端驅動和低端驅動區別：

高端驅動是指在負載的供電端進行開關操作，低端驅動是指在負載的接地端進行開關操作。顯而易見的區別是，如果是低端驅動，那么負載一端會始終接供電。應用上有諸多差別，但各有優劣，比如，如果你要做電流采樣，那么用高端開關需要做差分采樣，低端開關可以一根線共地采樣。另外還有一些安全性的考慮，比如，如果你的驅動失效會引起安全問題，顯然高端開關更安全。

高端驅動是指相對于負載工作電壓而言用高電壓控制輸出，而低端驅動則是指相對于負載工作電壓而言用低電壓控制輸出。

淺談MOS管的高端驅動和低端驅動

低端驅動：MOS管相對于負載在電勢的低端，其中D通過負載接電源，S直接接地。對于NMOS，只有當Vgs大于開啟電壓時，MOS管才能導通。所以當未導通時，S處于一個不能確定的電位。若讓Vgs大于開啟電壓，則DS導通，S確定為地電位，此時仍可以保證Vgs大于開啟電壓，保持DS導通。

而對于PMOS，只有到Vgs小于一個值，MOS才能導通。此時S處于一個不確定的電位。若讓Vgs小于開啟電壓，即使導通了，S確定下降到地電位，就不能保證Vgs小于開啟電壓。

高端驅動：MOS管相對于負載在電勢的高端，其中D直接連接電源，S通過負載接地。對于NMOS，只有當Vgs大于開啟電壓時，MOS管才能導通。所以當未導通時，S處于一個不能確定的電位。即使讓Vgs大于開啟電壓，DS導通后，DS電位相等，同為電源電位，除非G極電位比電源電位還高，則不能保持導通狀態。

而對于PMOS，只有到Vgs小于一個值，MOS才能導通。此時S處于一個不確定的電位。若讓Vgs小于開啟電壓，使DS導通，DS同為電源電位，還是能保持Vgs小于開啟電壓，是MOS保持導通狀態。

由上可知，PMOS適合作為高端驅動，NMOS適合作為低端驅動。但是由于工藝等各方面的原因。在大電流情況下，通常仍把NMOS作為高端驅動。于是，為了保證高端驅動的NMOS的Vgs保持大于開啟電壓。我們會使用半橋驅動芯片。半橋驅動芯片把高端驅動的NMOS的S極作為參考地，輸出一個恒定的開啟電壓，來控制MOS的導通。

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