硬件工程师进阶之路：加速电容是如何加速MOSFET导通的？

加速电路用于MOSFET驱动电路

加速电容常见于由PWM信号驱动的MOSFET电路中，用于加速MOSFET的导通和关断速度。 在讲加速电容之前，让我们简单了解一下MOSFET的寄生电容。这个寄生电容是MOSFET的栅极的结构决定的，增强型 N-ch MOSFET的栅极由金属板+电介质+P型衬底组成，相当于一个电容。mosfet的导通过程相当于这个电容的充电过程。

MOSFET的内部结构以及栅源极寄生电容示意图

由于MOSFET寄生电容Cgs的存在，使MOSFET的驱动电压上升时间变长，导通存在滞后。极端情况下将导致炸管。

要理解加速电容的工作过程，首先要知道电容两端电压差不能突变的特性。

假设输入信号为高电平为10V的脉冲，驱动电阻Rg 和下拉电阻R的阻值相同，且加速电容的容值足够大。

SETP1

STEP2

STEP3

STEP4这是加速电容工作的全过程 STEP4

这是加速电容工作的全过程

核心点是电容的特性：两端电压差不能突变

这两个尖峰将使MOSFET的寄生电容Cgs快速充电或放电，以达到加速MOSFET开通和关断速度的效果

硬件工程师进阶之路：最简单的电路——RC积分电路和RC微分电路

说到积分和微分，让阿牛想起来学习高等数学的那段艰难的时光。在电路设计中也会遇到这两个名词。在众多的复杂难懂积分电路和微分电路里面，最容易理解的当属由电阻和电容组成的最简单电路：RC积分电路和RC微分电路。

从RC低通滤波器到RC积分电路

低通滤波器及带宽示意图

通常，我们叫这个电路为RC低通滤波器，当输入信号频率小于等于截至频率时，信号可以畅通无阻，但是如果输入信号频率超过截至频率，信号将发生失真。

不同频率的波形经过RC低通滤波器

当我们研究清楚这种失真，总结其规律，于是给这个电路起名为RC积分电路。

RC积分电路

RC积分电路的输出波形与RC时间常数有关

T代表输入信号的周期

电容器的充电时间常数 ，指的是电容的端电压达到最大值的0.63倍时所需要的时间

通常认为时间达到5倍的充电时间常数后就认为充满了

5倍充电时间的输入输出波形

如果输入频率的周期是8倍的时间常数

8倍充电时间的输入输出波形

如果输入频率的周期是4倍的时间常数：

4倍充电时间的输入输出波形

RC微分电路 如果把电阻和电容在电路中的位置互换，就变成了RC微分电路

RC微分电路

微分电路可将矩形波转换成尖脉冲波，只表现矩形波的突变部分。和RC积分电路一样，尖峰脉冲的宽度与RC时间常数有关。RC越小，尖脉冲波形越尖，反之则宽。此电路的RC必须少于输入波形的宽度，否则就失去了波形转换的作用，变为一般的RC耦合电路了。

RC耦合电路

积分电路和微分电路的主要用途是波形变化，产生尖脉冲或三角波、斜波。在哪些产品中会用到这两个电路呢？评论区见。

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