MOS管特性
mos管内的二极管
mos管内的二极管mos管，即金属氧化物半导体场效应管，是一种常见的二极管。
它由金属氧化物半导体材料制成，具有结构简单、制造工艺成熟、功耗低、尺寸小等特点。
本文将从mos管的工作原理、特性以及应用领域等方面进行介绍。
一、mos管的工作原理mos管是一种三端器件，由栅极、漏极和源极组成。
其中栅极与漏极之间通过金属氧化物半导体层隔离，形成了一个电容。
当栅极施加电压时，电场作用于氧化层，改变了氧化层内的电荷分布，从而改变了导电层的导电性能。
mos管的导电性能主要由栅极电压控制，因此也被称为场效应管。
二、mos管的特性1. 高输入阻抗：由于mos管的栅极与漏极之间的电容，使得mos管的输入阻抗非常高，可以减少外部电路对其的影响。
2. 低输出阻抗：mos管具有较低的输出阻抗，能够输出较大的电流。
3. 低功耗：mos管的工作电流非常低，因此功耗较小。
4. 快速开关速度：由于mos管没有PN结，开关速度很快，可以实现高频率的开关操作。
5. 可控性强：mos管的导通与截止可以通过栅极电压来控制，具有很好的可控性。
三、mos管的应用领域1. 电子器件：mos管广泛应用于各种电子器件中，如放大电路、开关电路、振荡电路等。
2. 通信领域：mos管被用于射频功率放大器、调制解调器等通信设备中，能够提高信号传输的质量和距离。
3. 电源管理：mos管在电源管理领域中起到关键作用，如用于电池充电管理、功率转换等。
4. 汽车电子：mos管在汽车电子中应用广泛，如发动机控制、车载电子设备等。
5. 太阳能电池：mos管被用于太阳能电池中，能够提高电池的效率和稳定性。
总结：mos管作为一种常见的二极管，具有结构简单、制造工艺成熟、功耗低、尺寸小等特点。
它的工作原理是通过栅极电压控制导电性能，具有高输入阻抗、低输出阻抗、低功耗、快速开关速度和可控性强等特性。
mos管在电子器件、通信领域、电源管理、汽车电子和太阳能电池等领域都有广泛的应用。
mos管特征
mos管特征MOS管特征MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管，具有许多独特的特征和性能。
本文将从不同的角度探讨MOS管的特征。
一、结构特征MOS管由金属电极、氧化物绝缘层和半导体材料构成。
金属电极用于控制电流的引入和输出，氧化物绝缘层用于隔离金属电极和半导体材料，保证MOS管的正常工作。
半导体材料作为电流的载体，起到传导电流的作用。
二、工作原理MOS管的工作原理基于场效应。
当金属电极施加正电压时，产生的电场会穿透氧化物绝缘层，影响到半导体材料中的电子。
这种电场作用下，半导体中的电子会形成一个导电通道，从而允许电流通过。
通过改变金属电极的电压，可以控制电子通道的导电能力，实现电流的开关控制。
三、特点与优势1. 低功耗：MOS管在导通状态下的功耗非常低，能够实现高效的电能利用。
2. 高电流驱动能力：MOS管具有较高的电流驱动能力，能够满足大功率电路的需求。
3. 快速开关速度：MOS管的开关速度非常快，能够实现高频率的开关操作。
4. 低电压控制：MOS管的控制电压较低，可以实现低电压控制电路的设计。
5. 抗干扰能力强：MOS管的结构特性使其具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境中稳定工作。
四、应用领域MOS管广泛应用于各个领域，如通信、电力电子、计算机等。
具体应用包括：1. 电源开关：MOS管的快速开关特性使其成为电源开关的理想选择，能够实现高效率的电能转换。
2. 放大器：MOS管可以作为低功耗的放大器，用于信号放大和处理。
3. 逻辑门电路：MOS管的开关特性使其可用于逻辑门电路的设计，实现数字信号的处理。
4. 驱动器：MOS管的高电流驱动能力使其成为各种电机、灯光等设备的驱动器。
5. 电压转换器：MOS管可以用于设计高效的电压转换器，实现电能的转换和传输。
总结：MOS管作为一种重要的半导体器件，具有许多独特的特征和优势。
mos管的温度系数
mos管的温度系数（原创实用版）目录一、MOS 管的概念及特点二、MOS 管的温度特性三、MOS 管温度系数的影响四、MOS 管在步进电机控制中的应用正文一、MOS 管的概念及特点MOS 管，即金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor），是一种半导体器件。
它具有高电阻性和低电阻性两种状态，可以通过调节外部电压来控制导通状态。
MOS 管具有输入电阻高、噪声低、功耗小、制造工艺简单等优点，在电路设计中有着广泛的应用。
二、MOS 管的温度特性MOS 管的性能参数随着温度的变化而变化，其中最重要的是温度特性曲线。
温度特性曲线描述了 MOS 管体二极管的 Vf 特性，即当电流越大时，Vf 也越大。
同时，结温越高，二极管的 Vf 越低。
这导致 MOS 管在不同温度下具有不同的导通电流和截止电压，影响其性能和可靠性。
三、MOS 管温度系数的影响MOS 管的温度系数是指其性能参数随温度变化的速率。
通常情况下，MOS 管的温度系数是负数，即随着温度的升高，其性能参数会降低。
这主要是因为随着温度的升高，半导体材料的载流子浓度增加，导致导通电阻降低，从而影响 MOS 管的性能。
此外，温度的升高还可能导致 MOS 管的内部结构发生变化，影响其可靠性。
四、MOS 管在步进电机控制中的应用在步进电机控制中，常用的是四极 MOS 管，它具有四个端子：源极、漏极、控制极和基极。
在控制步进电机时，通常将源极和漏极连接到步进电机的相线，通过调节控制极和基极的电压来控制 MOS 管的导通状态，从而实现对步进电机的驱动和控制。
由于 MOS 管具有较高的输入电阻和较低的噪声，因此在步进电机控制中具有较高的性能和可靠性。
综上所述，MOS 管的温度特性和温度系数对其性能和可靠性具有重要影响。
MOSFET_MOS管特性参数的理解
MOSFET_MOS管特性参数的理解MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常用的半导体器件，具有较高的性能和功耗优势。
了解MOSFET的特性参数对于设计和应用电子电路至关重要。
下面将从基本结构、特性参数和其理解等方面进行详细阐述。
MOSFET 的基本结构如下：它由源极、漏极、栅极和底座四个引脚组成，其中源极(source)和漏极(drain)与半导体结成二极管，栅极(gate)则是介质氧化铝上的金属引脚。
其中金属层和介质氧化铝之间的结构形成了场效应管，因此被称为MOS管。
接下来是几个关键的特性参数：1. 阈值电压：阈值电压（Threshold Voltage，简称Vth）是MOSFET 的一个重要参数，它表示了在栅极和漏极之间形成导电路径的最低电压。
当栅极电压高于Vth 时，MOSFET 开始工作并形成导通通道。
2. 饱和电流：饱和电流（Saturation Current，简称Isat）是指在MOSFET 处于饱和工作区时的漏极电流，也称为最大漏极电流。
在饱和区，漏极电流与栅极电压成非线性关系。
3. 输出电导：输出电导（Output Conductance，简称gds）表示了MOSFET 在饱和状态时，输出电流变化对栅极漏极电压的敏感程度。
较高的输出电导意味着MOSFET 在饱和区的输出电流更敏感，从而使其在放大器等应用中更可靠。
4. 线性区增益：线性区增益（Linear Region Gain，简称gm）表示MOSFET 在线性工作区时，输入阻抗和输出阻抗间的关系。
该参数也可以用来衡量MOSFET 对输入信号的放大能力。
5. 输出电容：输出电容（Output Capacitance，简称Coss）表示栅极和漏极之间的电容。
这个电容会导致MOSFET 在高频应用中的频率响应减弱，影响其性能。
以上只是几个主要的特性参数，实际上MOSFET 还有很多其他的参数，如输入电容（Input Capacitance）、迁移率（Mobility）、开启延迟（Turn-on Delay）和反向转移电容（Reverse Transfer Capacitance）等。
MOSFETMOS管特性参数的理解
MOSFETMOS管特性参数的理解静态特性参数包括：漏极电流（ID）与漏源电压（VDS）之间的关系，即漏极特征曲线。
漏极特征曲线描述了MOSFET在不同漏源电压下的电流变化情况，它是分析MOSFET的关键基本特性之一、漏极特征曲线通常分为三个区域：饱和区、线性区和截断区。
在饱和区，漏极电流与漏源电压基本无关；在线性区，漏极电流与漏源电压成线性关系；在截断区，漏极电流几乎为零。
通过理解和分析漏极特征曲线，可以确定MOSFET的工作状态以及电流电压关系。
除了漏极特征曲线外，还有其他的静态特性参数需要考虑，比如漏极电流与栅源电压（VGS）之间的关系，即转移特征曲线。
转移特征曲线描述了MOSFET在不同栅源电压下的漏极电流变化情况。
通过转移特征曲线，可以确定MOSFET的开启电压或截止电压以及栅源电压的控制范围。
动态特性参数包括：开启/关断时间和开启/关断电荷。
开启/关断时间指的是MOSFET从关闭到开启或从开启到关闭所需要的时间。
这是因为在实际应用中，MOSFET需要在特定的时间内完成开关操作。
而开启/关断电荷是指MOSFET在开启或关断过程中所受到的电荷，它们直接影响了能源的损耗和开关速度。
此外，MOSFET还有其他特性参数，比如输出电导和转导频率。
输出电导是指栅源电流与栅源电压的比值，表示了MOSFET传导电流的能力。
转导频率是指栅极电容和栅源电阻之间的比值，它决定了MOSFET的高频响应能力。
在实际应用中，选择合适的MOSFET特性参数是至关重要的。
例如，在功率放大应用中，需要选择输出电导大、开启/关断时间短的MOSFET；而在高频应用中，需要选择转导频率高的MOSFET。
总之，理解和熟悉MOSFET的特性参数对于设计和应用电子电路是非常重要的。
通过研究MOSFET的静态和动态特性参数，可以更好地了解其工作原理，选择合适的器件参数，并提高电路的性能。
mosfet管特性
Mosfet管特性：1、MOS管的三个区：可变电阻区（对应三极管的饱和区），恒流区（对应三极管的放大区），夹断区（对应三极管的截止区），还有一个击穿区（对应三极管的击穿区，属于电力电子内容）。
2、MOS管的导通是一个过程，好好温习一下Ugs(th)的定义。
对于N-MOSFET来说，Ugs(th)是指刚刚形成导电沟道所需要的Ugs电压，注意这里的定语——刚刚形成导电沟道。
随着Ugs加强，导电沟道还会逐步变宽，到一定程度，这个沟道的大小就不再随着电压变宽了（类似于水龙头，Ugs(th)就相当于刚刚有水，但增加到一定程度，水流的粗细就不再变了），一般来说，MOS管要比较好的导通需要10V左右的电压。
3、MOS管的开关状态是指在可变电阻区和夹断区之间切换（最佳），但也可以是恒流区和夹断区之间切换（不过不推荐，此时MOS管相当于工作在放大状态，外部电压大量加在DS上，导致UDS会很大，再加上电流，会引起MOS管明显发热）。
4、场效应管的导通和节制由栅源电压来控制，对于增强型场效应管来说，N沟道的管子加正向电压即导通，P沟道的管子则加反向电压，一般2V~4V就可以了。
但是，场效应管分为增强型（常开型）和耗尽型（常闭型），增强型的管子需要加电压才能导通，而耗尽型管子本来就处于导通状态，加栅源电压是为了使其截止。
开关只有两种状态通和断，三极管和场效应管工作有三种状态，1、截止；2、线性放大；3、饱和（基极电流继续增加而集电极电流不在增加）。
使晶体管只工作在1和3状态的电路称为开关电路，一般以晶体管截止，集电极不在吸收电流表示开关；以晶体管饱和，发射极和集电极之间的电压接近于0V是表示开。
开关电路用于数字电路时，输出电位接近电源电压表示1，所以数字集成电路内部的晶体管都工作在开关状态。
场效应管按沟道可分为N沟道和P沟道，按材料可分为结型管和绝缘栅型管，绝缘栅型又分为耗尽型和增强型，一般主板上大多是绝缘栅型管，简称MOS 管，并且大多采用增强型的N沟道，其次是增强型的P沟道，结型管和耗尽型管基本不用。
第五章 MOS场效应管的特性
1 1 C C C Si ox
1
+
N+ N+ N+
G N+ N+
以SiO2为介质的电容器—Cox 以耗尽层为介质的电容器—CSi
MOS管的电容
MOS电容—束缚电荷层厚度
耗尽层电容的计算方法同 PN 结的耗尽层电容的计算 方法相同，利用泊松方程
2
1
Si
Q qNAWL X p WL 2 Si qNA
CD = Cdb + 0 + Cdb
1 W 2 I ds Vgs VT 2 tox L L
MOS管的电容
深亚微米CMOS IC工艺的寄生电容
21 40 86 9 15 48 36 14
Metal3 Metal2 Metal1
29 38 39 62 46
在耗尽层中束缚电荷的总量为
2 Si Q qNA X pWL qN AWL WL 2 Si qNA q NA
是耗尽层两侧电位差的函数，耗尽层电容为
dQ 1 CSi WL 2 Si qNA dv 2
1 2
Si qNA WL 2
是一个非线性电容，随电位差的增大而减小。
这时，栅极电压所感应的电荷Q为，
Q=CVge 式中Vge是栅极有效控制电压。
MOS管特性
电荷在沟道中的渡越时间
非饱和时（沟道未夹断），在漏源电压Vds作用 下，这些电荷Q将在时间内通过沟道，因此有
L L2 Eds Vds L
为载流子速度，Eds= Vds/L为漏到源方向电场强度，Vds为漏 到源电压。 为载流子迁移率： n n µ n = 650 cm2/(V.s) 电子迁移率(NMOS) µ p = 240 cm2/(V.s) 空穴迁移率(PMOS)
mos管特性曲线
mos管特性曲线MOS管特性曲线是以晶体管（MOS）为研究对象的一类特性曲线，是电子设计工程师在进行电子产品设计时必须熟悉的基本概念。
MOS管特性曲线是基于MOS管的特性进行曲线拟合，其中包括输入端与输出端特性曲线、电源抑制特性曲线、信号耗散特性曲线，噪声特性曲线等。
MOS管是一种特殊的晶体管，它比其他晶体管具有更佳的电气特性，它的特点是在双极性输入情况下，被控制的输出电流的流量大小取决于输入电压。
因此，MOS管又可以称为“电压控制电流”管型。
MOS管特性曲线是用来反映MOS管特性变化规律，它以曲线形式表示MOS管电路中各参数之间的关系。
它可以帮助工程师更好地了解MOS管的特性，从而能够更好地发挥MOS管的性能。
MOS管特性曲线主要分为输入端特性曲线、输出端特性曲线和信号耗散特性曲线三种。
输入端特性曲线是指MOS管的输入端特性变化的曲线图。
通常情况下，MOS管的输入端电压处于正偏移和负偏移之间，V1和V2分别代表正偏移电压和负偏移电压。
输入端特性曲线的特点是：在正偏移电压V1下，随着输入电压Vin的增大，输出电流Iout减小；当输入电压Vin=V1时，输出电流Iout达到最大值；在负偏移电压V2下，随着输入电压Vin的增大，输出电流Iout增大。
输出端特性曲线表示MOS管的输出端特性变化的曲线图。
在输出端特性曲线中，输出电压Vout变化范围由VddVss决定。
在介于Vdd 和Vss之间，输出电压Vout是随着输入电压Vin的变化而变化的。
如果输入电压Vin越低，输出电压Vout越高；反之，输入电压Vin越高，输出电压Vout越低。
信号耗散特性曲线是MOS管输出电压Vout随电源电压Vdd变化的曲线图。
这里，输出电压Vout会随电源电压Vdd而变化，其特点为Vout减小而Vdd增大。
信号耗散特性曲线中，电源电压Vdd通常取值范围从正偏移电压V1到负偏移电压V2，输出电压Vout的变化范围则随Vdd的变化而变化。
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MOS管开关在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。
下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。
包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。
1，MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小，且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。
下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。
顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2，MOS管导通特性导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
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。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC 时的情况（高端驱动）。
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，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
3，MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。
选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。
现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。
MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。
MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。
通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。
导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。
缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。
这两种办法都可以减小开关损失。
4,MOS管驱动跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。
这个很容易做到，但是，我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS 管的驱动，实际上就是对电容的充放电。
对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。
选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
第二注意的是，普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。
而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压（VCC）相同，所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。
如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。
很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压，设计时当然需要有一定的余量。
而且电压越高，导通速度越快，导通电阻也越小。
现在也有导通电压更小的MOS管用在不同的领域里，但在12V汽车电子系统里，一般4V导通就够用了。
MOS管的驱动电路及其损失，可以参考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。
讲述得很详细，所以不打算多写了。
5，MOS管应用电路MOS管最显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。
现在的MOS驱动，有几个特别的需求，1，低压应用当使用5V电源，这时候如果使用传统的图腾柱结构，由于三极管的be有0.7V左右的压降，导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。
这时候，我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险。
同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。
2，宽电压应用输入电压并不是一个固定值，它会随着时间或者其他因素而变动。
这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。
为了让MOS管在高gate电压下安全，很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。
在这种情况下，当提供的驱动电压超过稳压管的电压，就会引起较大的静态功耗。
同时，如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压，就会出现输入电压比较高的时候，MOS管工作良好，而输入电压降低的时候gate电压不足，引起导通不够彻底，从而增加功耗。
3，双电压应用在一些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压，而功率部分使用12V甚至更高的电压。
两个电压采用共地方式连接。
这就提出一个要求，需要使用一个电路，让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。
在这三种情况下，图腾柱结构无法满足输出要求，而很多现成的MOS驱动IC，似乎也没有包含gate电压限制的结构。
于是我设计了一个相对通用的电路来满足这三种需求。
电路图如下：图1 用于NMOS的驱动电路图2 用于PMOS的驱动电路这里我只针对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不应该超过Vh。
Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱，用来实现隔离，同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。
R2和R3提供了PWM电压基准，通过改变这个基准，可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。
Q3和Q4用来提供驱动电流，由于导通的时候，Q3和Q4相对Vh 和GND最低都只有一个Vce的压降，这个压降通常只有0.3V左右，大大低于0.7V的Vce。
R5和R6是反馈电阻，用于对gate电压进行采样，采样后的电压通过Q5对Q1和Q2的基极产生一个强烈的负反馈，从而把gate电压限制在一个有限的数值。
这个数值可以通过R5和R6来调节。
最后，R1提供了对Q3和Q4的基极电流限制，R4提供了对MOS 管的gate电流限制，也就是Q3和Q4的Ice的限制。
必要的时候可以在R4上面并联加速电容。
这个电路提供了如下的特性：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电压的峰值限制4，输入和输出的电流限制5，通过使用合适的电阻，可以达到很低的功耗。
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解决。
在设计便携式设备和无线产品时，提高产品性能、延长电池工作时间是设计人员需要面对的两个问题。
DC-DC转换器具有效率高、输出电流大、静态电流小等优点，非常适用于为便携式设备供电。
目前DC-DC转换器设计技术发展主要趋势有：（1）高频化技术：随着开关频率的提高，开关变换器的体积也随之减小，功率密度也得到大幅提升，动态响应得到改善。
小功率DC-DC转换器的开关频率将上升到兆赫级。
（2）低输出电压技术：随着半导体制造技术的不断发展，微处理器和便携式电子设备的工作电压越来越低，这就要求未来的DC-DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的要求。
这些技术的发展对电源芯片电路的设计提出了更高的要求。
首先，随着开关频率的不断提高，对于开关元件的性能提出了很高的要求，同时必须具有相应的开关元件驱动电路以保证开关元件在高达兆赫级的开关频率下正常工作。
其次，对于电池供电的便携式电子设备来说，电路的工作电压低（以锂电池为例，工作电压 2.5～3.6V），因此，电源芯片的工作电压较低。
MOS管具有很低的导通电阻，消耗能量较低，在目前流行的高效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。
这对于设计高工作频率DC－DC转换器开关管驱动电路的设计提出了更高的要求。
在低电压ULSI设计中有多种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。
这些电路能够在低于1V电压供电条件下正常工作，并且能够在负载电容1～2pF的条件下工作频率能够达到几十兆甚至上百兆赫兹。
本文正是采用了自举升压电路，设计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。
电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证，在供电电压1.5V ，负载电容为60pF时，工作频率能够达到5MHz以上。
自举升压电路自举升压电路的原理图如图1所示。
所谓的自举升压原理就是，在输入端IN输入一个方波信号，利用电容Cboot将A点电压抬升至高于VDD的电平，这样就可以在B端输出一个与输入信号反相，且高电平高于VDD的方波信号。
具体工作原理如下。
当VIN为高电平时，NMOS管N1导通，PMOS管P1截止，C点电位为低电平。
同时N2导通，P2的栅极电位为低电平，则P2导通。
这就使得此时A点电位约为VDD，电容Cboot两端电压UC≈VDD。
由于N3导通，P4截止，所以B点的电位为低电平。
这段时间称为预充电周期。
当VIN变为低电平时，NMOS管N1截止，PMOS管P1导通，C点电位为高电平，约为VDD。
同时N2、N3截止，P3导通。
这使得P2的栅极电位升高，P2截止。
此时A点电位等于C点电位加上电容Cboot 两端电压，约为2VDD。
而且P4导通，因此B点输出高电平，且高于VDD。
这段时间称为自举升压周期。
实际上，B点电位与负载电容和电容Cboot的大小有关，可以根据设计需要调整。
具体关系将在介绍电路具体设计时详细讨论。
在图2中给出了输入端IN电位与A、B两点电位关系的示意图。
驱动电路结构图3中给出了驱动电路的电路图。
驱动电路采用Totem输出结构设计，上拉驱动管为NMOS管N4、晶体管Q1和PMOS管P5。
下拉驱动管为NMOS管N5。
图中CL为负载电容，Cpar为B点的寄生电容。
虚线框内的电路为自举升压电路。
本驱动电路的设计思想是，利用自举升压结构将上拉驱动管N4的栅极（B点）电位抬升，使得UB>VDD+VTH ，则NMOS管N4工作在线性区，使得VDSN4 大大减小，最终可以实现驱动输出高电平达到VDD。