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MOS管品种和构造_MOS管导通特性

2017-07-12 14:50分类:电子技术 阅读:

 

1.MOS管品种和构造
MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),能够被制构成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4品种型,但实习运用的只需增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常说到NMOS,或许PMOS指的便是这两种。
至于为何不运用耗尽型的MOS管,不主张寻根究底。
关于这两种增强型MOS管,比照常用的是NMOS。要素是导通电阻小,且简略制作。所以开关电源和马达驱动的运用中,通常都用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,这不是咱们需求的,而是由于制作技能绑缚发作的。寄生电容的存在使得在计划或挑选驱动电路的时分要费事一些,但没有方法防止,后边再具体介绍。
在MOS管原理图上能够看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动理性负载(如马达),这个二极管很首要。趁便说一句,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,恰当于开封闭合。
NMOS的特性,Vgs大于必定的值就会导通,适宜用于源极接地时的状况(低端驱动),只需栅极电压抵达4V或10V就能够了。
PMOS的特性,Vgs小于必定的值就会导通,适宜用于源极接VCC时的状况(高端驱动)。可是,尽管PMOS能够很便本地用作高端驱动,但由于导通电阻大,报价贵,更换品种少等要素,在高端驱动中,通常仍是运用NMOS。
3.MOS开关管丢掉
不管是NMOS仍是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这么电流就会在这个电阻上耗费能量,这有些耗费的能量叫做导通损耗。挑选导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。如今的小功率MOS管导通电阻通常在几十毫欧分配,几毫欧的也有。
MOS在导通和截止的时分,必定不是在刹那间结束的。MOS两头的电压有一个下降的进程,流过的电流有一个上升的进程,在这段时刻内,MOS管的丢掉是电压和电流的乘积,叫做开关丢掉。通常开关丢掉比导通丢掉大得多,并且开关频率越快,丢掉也越大。
导通刹那间电压和电流的乘积很大,构成的丢掉也就很大。缩短开关时刻,能够减小每次导通时的丢掉;下降开关频率,能够减小单位时刻内的开关次数。这两种方法都能够减小开关丢掉。
4.MOS管驱动
跟双极性晶体管比照,通常以为使MOS管导通不需求电流,只需GS电压高于必定的值,就能够了。这个很简略做到,可是,咱们还需求速度。
在MOS管的构造中能够看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实习上便是对电容的充放电。对电容的充电需求一个电流,由于对电容充电刹那间能够把电容当作短路,所以刹那间电流会比照大。挑选/计划MOS管驱动时榜首要留心的是可供给刹那间短路电流的巨细。
第二留心的是,遍及用于高端驱动的NMOS,导通时需求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)一样,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。假定在同一单个系里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。许多马达驱动器都集成了电荷泵,要留心的是应当挑选适宜的外接电容,以得到满意的短路电流去驱动MOS管。
上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压,计划时当然需求有必定的余量。并且电压越高,导通速度越快,导通电阻也越小。如今也有导通电压更小的MOS管用在纷歧样的范畴里,但在12V轿车电子体系里,通常4V导通就够用了。
MOS管的驱动电路及其丢掉,能够参阅Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。叙说得很具体,所以不计划多写了。
5.MOS管运用电路
MOS管最显着的特性是开关特性好,所以被广泛运用在需求电子开关的电路中,多见的如开关电源和马达驱动,也有照明调光。

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