【專題2：電子工程師 之 硬體】 之 【47.N型MOS管驅動電路】

希望本是無所謂有，無所謂無的，這正如腳下的路，其實地上本沒有路，走的人多了，也便成了路
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1.N型MOS管的驅動電路

注：用N型MOS管控制直流有刷馬達（15V/2A）。
 

2.思路

因為MOS管的D極可以流過2A的電流，所以可以將馬達直接接在D極然後再接電源；因為GS之間的門控電壓決定MOS管是否導通，而開和關控制訊號一般是電流訊號，所以需要用一個N型三極體，電流控制三極體的開和關，MOS管的G極接三極體的C極。

電路需要實現的邏輯：當輸入訊號為高時，馬達不轉；當輸入訊號為低時，馬達轉。
 

3.方案一原理圖

該電路實現了對MOS管Q1的開關控制，當R3處有電流流過時，MOS管關斷，極間電容可以通過Q2的E極來放電。缺點：在MOS管放電過程中，也有電流通過R1到三極體再到地，有一定的功耗，即上面的電路雖然實現了功能，但會消耗一定的無用功耗。

改進思路：
將R1的阻值加大，使C極的電流很小，這樣可以減少無用功率；但是，當Q2截止時，如果R1很大，那麼+15V電壓通過R1，R2的電流就會很小，即MOS管的G極電流很小，此時MOS管在開和關的過程中工作在平臺電壓的時間就會增長，MOS管的功耗又加大了。
 

4.方案二原理圖

當Q2導通時，Q1也導通，此時+15V，經過R1，Q1，R4給MOS管提供門控電壓，電流也比較大；當Q2截止時，Q1也截止，G極通過R7對地放電。

但是，當Q1導通時，電流也會流過R7，也會增加無用功耗；增大R7的阻值，可以減小無用功耗，但G極放電電流又會減小。

改進思路：
方案一原理圖有放電快，方案二原理圖有供電快，即電流大的特點；可以將上面兩個電路的優點組合在一起，實現充電快放電也快的電路。
 

5.方案三原理圖

將方案二和方案三的優點進行組合。綠方框中的是一個將邏輯反向的電路。實現了當R9輸入高訊號時，馬達轉。

輸入低訊號時，馬達不轉；並且該電路通過Q1(Q1的C極有大電流)對MOS管進行導通，通過Q4給G極提供快速放電的迴路。
 

6.電路優化的思路

(1)檢視功耗問題，是否有無用功耗產生。

(2)MOS管的開通和關斷速度是否很快。
 

7.方案三原理圖存在的問題：可能會出現躥紅現象

當輸入端電壓為0V或是5V時，電路工作沒有問題；但是輸入訊號從0V到5V是需要一段時間的，即輸入量是一個模擬量。

當輸入端電壓為1.5V時，Q2沒有完全導通，工作在放大狀態，Q2的C極與E極之間的電流將為B極的100倍，此時Q1將完全導通。

同理，Q5也是工作在放大狀態，則Q5C極的電壓將會比較高，該電壓也可能會導通Q4，此時Q1和Q4同時導通，直接將電源短路，即發生==躥紅現象。