總電壓采樣電路中使用MOS作為開關的問題

使用高壓MOS作為開關，例如下圖（來自于ADI官網）LTC2949的典型應用電路中，使用高壓MOS作為絕緣檢測的橋臂開關；選用高壓MOS的原因是成本相對比光MOS要低。

在總電壓采樣中使用高壓MOS作為開關的常用原理簡圖如下：R1、R2為分壓電阻，ADC通過采集R1上面的電壓來計算總壓；其中NMOS的位置和一般用法不同，它的S級沒有直接接地，而是接到了采樣電阻R1上；R3、R4為NMOS的驅動分壓電阻。

問題一：NMOS驅動電壓的選取

以ST的高壓MOS（型號為STD3N95K5AG）為例，如下圖（來自于ST官網）：其VDS可最高承受950V的電壓。

我們選用MOS作為開關時，一般會查看其驅動的門限電壓，如下圖：VGS(th)在3V~5V之間，所以驅動電壓要＞5V。

另外，為了盡量減小其導通時的電阻，避免造成采樣誤差，我們希望MOS管處于飽和導通的狀態，所以其驅動電壓最好大于米勒平臺電壓，大概為8.5V。（關于米勒平臺這里有挺多內容的，實話講，我也掌握得不全面）

除此之外，還有一個地方容易忽略，就是采樣電阻R1上面的分壓，假如其在全電壓范圍內的分壓最大為5V，那么MOS的驅動電壓也要把此部分計算進去，即最小的驅動電壓為8.5V+5V=13.5V。

問題二：IGSS電流問題

MOS管與三極管不同，它是電壓驅動型，但并不意味著其G、S兩端不需要消耗電流，只是一般將MOS作為數字開關時這個基本沒有影響；但是在今天這個應用中IGS是不能被忽略的，下圖中給出了此MOS的最大IGSS：為±10uA，這個其實已經很大了。

具體地，如下圖所示：這個電流IGS也會流經采樣電阻R1，必然會造成R1上的采樣誤差，尤其在高溫情況下，IGS會增大，造成采樣誤差也隨之增加；這個誤差是不能避免的，只能盡量去降低，一種解決方法是降低NMOS的VGS驅動電壓，調整到既能完全導通MOS、又能滿足精度要求的電壓點。

問題三：IDSS電流問題

這個是指MOS管在未導通時（VGS=0），DS兩端的漏電流；此型號MOS的IDSS如下圖所示，高溫下漏電流可達到50uA。

它的影響在于當我們未驅動MOS管導通時，由于IDS漏電流的存在，導致R1上面是有壓降的，此時會采集到一個電壓，但此時理論上電壓應該為0V，這樣就產生了矛盾，嚴重時會造成誤判，例如當繼電器后端的電壓采樣點，當繼電器未閉合時，不應該采集到電壓。