前言：PID是一种很常用的控制器了，笔者在校期间也曾调过该控制器，但是没有研究过这神奇的控制器的理论原理。恰巧这次疫情，让笔者有机会闭关在家深入研究。PID控制器诞生已有80年左右，优质的论文非常多，笔者将仅使用《信号与系统》课程中的基础知识进行分析

PID控制器目录

• 控制器形式及主要参数
• 控制器调试原则
• 控制器的传递函数
• 控制器加受控对象的总体传递函数

目录

• CubeMX配置
  • UART
  • DMA
  • 其他
• 思路框架
• 核心代码
• 实验结果

MOSFET知识目录

• MOS的结构图和原理图
• MOS的主要参数
• 四种工作状态
• MOS常见问题

MOS的结构图和原理图符号

MOS种类许许多多：N沟道、P沟道;增强型、耗尽型
这一部分过于简单，大家翻书应该有很详细的讲解

MOS主要参数

导通电阻

• 也称MOS内阻：Rds(ON)
• 内阻决定发热、发热决定电流,所以显然越小越好
• 注意：温度越高内阻越大（这是硅半导体材料在mos制造工艺的特性）

数据手册总是不老实的，自己测一波才靠谱

等效电容

各个引脚之间都有存在电容

• 其中平时考虑最多的就是栅源电容Cgs

给栅极电压的过程就是给电容充电的过程（电容电压不能突变），所以mos源级和漏级间由截止到导通的开通过程受栅极电容的充电过程制约

• 栅源极电荷Qgs

指的是栅极从0v充电到对应电流米勒平台时总充入电荷（实际电流不同，这个平台高度不同，电流越大，平台越高，这个值越大）。这个阶段是给Cgs充电（也相当于Ciss，输入电容）。

• 栅漏极电荷Qgd

指的是整个米勒平台的总充电电荷（在这称为米勒电荷）。这个过程给Cgd（Crss，这个电容随着gd电压不同迅速变化）充电。

• 弥勒电容：栅极和漏极之间的电容Cgd

特点：非恒定————随栅极和漏级间电压变化而迅速变化。这个米勒电容是栅极和源级电容充电的绊脚石，因为栅极给栅-源电容Cgs充电达到一个平台后，栅极的充电电流必须给米勒电容Cgd充电。这时栅极和源级间电压不再升高，达到一个平台，这个是米勒平台（米勒平台就是给Cgd充电的过程）

四种工作状态

• 开通过程：从截止到导通的过渡过程
• 导通状态
• 关断过程：从导通到截止的过渡过程
• 截止状态

MOS常见问题

损耗问题

• 开关损耗（开通过程和关断过程）：是MOS损耗的主要来源

  比如一个mos最大电流100a，电池电压96v，在开通过程中，有那么一瞬间mos发热功率是P=VI(此时电流已达最大，负载尚未跑起来，所有的功率都降落在MOS管上)，P=96100=9600w！这时它发热功率最大，然后发热功率迅速降低直到完全导通时功率变成1001000.003=30w（这里假设这个mos导通内阻3毫欧姆），开关过程中这个发热功率变化是惊人的！

• 导通损耗
• 截止损耗（漏电流引起的）
• 雪崩能量损耗

静电问题

由于栅源的结构（相当于电容），这一层介质很薄，容易被静电击穿
所以MOS的包装常常使用防静电袋

米勒震荡

顾名思义，由米勒平台引起的米勒震荡！

显然在米勒平台的时候，源级和漏级间电压迅速变化，内部电容相应迅速充放电，这些电流脉冲会导致mos寄生电感产生很大感抗。这里面就有电容、电感、电阻组成震荡电路（能形成2个回路），并且电流脉冲越强频率越高震荡幅度越大，所以最关键的问题就是这个米勒平台如何过渡。

解决方案：

增加栅极和源极间的电容，即减缓MOS管的导通时间
副作用：带来了更多的开关损耗