MOSFET 與場效電晶體電路
高側與低側切換
把開關串在負載上有兩個位置:在它下面或在它上面。低側開關坐在負載與接地之間;負載頂端接到電源,MOSFET 把負載底端接到接地。高側開關坐在電源與負載之間;MOSFET 把電源接到負載頂端,負載底端接到接地。兩者切斷的是同一股電流,但驅動起來很不一樣。
低側是簡單、友善的情況。用 N 通道元件時,源極坐在接地上,所以你需要的閘極電壓只比接地高幾伏,任何邏輯或驅動器都能輕鬆供應。但有個小麻煩:負載從未真正與電源斷開,即使關閉,它的頂端仍帶電,這可能是安全或故障上的隱憂(下游若對地短路,負載仍會被通電)。
高側對負載比較安全(關閉時,負載與電源完全隔離),卻比較難驅動。一顆 N 通道高側開關導通時,源極會升到接近電源,所以要讓它保持導通,你必須把閘極驅到「高於」電源軌,需要一顆自舉(bootstrap)電容或電荷泵。P 通道元件可以閃避這點(把它的閘極往接地拉低就導通),代價是較高的導通電阻。選哪一側、選哪顆元件,是任何功率切換或 H 橋設計的核心決定。
在汽車裡,低側 N 通道開關能簡單地把一盞燈接地,但車燈會選用高側開關,好讓通往燈的線路在關閉時是斷電的,降低車身短路仍帶電的風險。
低側好驅動;高側隔離負載。
N 通道高側開關需要把閘極驅到高於電源(自舉或電荷泵)。忘了這點,正是天真的 N 通道高側開關永遠無法完全導通的原因。
又稱
另見