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如何正確選取MOS管使用方法

信息來源:本站 日期:2017-04-18 

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MOS管有用的管腳就是三個:源極、漏極、柵極。多余的管腳或者是同名管腳(在內(nèi)部和漏極、柵極相連,特別是有些大功率管),或者是空腳(沒有內(nèi)部連接,只起焊接固定作用)。


1,MOS管種類和結(jié)構(gòu)


MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被制造成增強型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實際應用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。對于這兩種增強型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小,且容易制造。所以開關(guān)電源和馬達驅(qū)動的應用中,一般都用NMOS。下面的介紹中,也多以NMOS為主。 MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在,這不是我們需要的,而是由于制造工藝限制產(chǎn)生的。寄生電容的存在使得在設(shè)計或選擇驅(qū)動電路的時候要麻煩一些,但沒有辦法避免。在MOS管原理圖上可以看到,漏極和源極之間有一個寄生二極管。這個叫體二極管,在驅(qū)動感性負載(如馬達、繼電器),這個二極管很重要,用于保護回路。順便說一句,體二極管只在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的。


2,MOS管驅(qū)動

跟雙極性晶體管相比,一般認為使MOS管導通不需要電流,只要GS電壓高于一定的值,就可以了。這個很容易做到,但是,我們還需要速度。在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到,在GS,GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅(qū)動,實際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個電流,因為對電容充電瞬間可以把電容看成短路,所以瞬間電流會比較大。選擇/設(shè)計MOS管驅(qū)動時第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。第二注意的是,普遍用于高端驅(qū)動的NMOS,導通時需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅(qū)動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,所以這時柵極電壓要比VCC大4V或10V。如果在同一個系統(tǒng)里,要得到比VCC大的電壓,就要專門的升壓電路了。很多馬達驅(qū)動器都集成了電荷泵,要注意的是應該選擇合適的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅(qū)動MOS管.

3.MOS管的開關(guān)性能

影響開關(guān)性能的參數(shù)有很多,但最重要的是柵極/漏極、柵極/ 源極及漏極/源極電容。這些電容會在器件中產(chǎn)生開關(guān)損耗,因為在每次開關(guān)時都要對它們充電。MOS管的開關(guān)速度因此被降低,器件效率也下降。為計算開關(guān)過 程中器件的總損耗,要計算開通過程中的損耗(Eon)和關(guān)閉過程中的損耗(Eoff)。MOSFET開關(guān)的總功率可用如下方程表達:Psw= (Eon+Eoff)×開關(guān)頻率。而柵極電荷(Qgd)對開關(guān)性能的影響最大。場效應管的名字也來源于它的輸入端(稱為gate)通過投影一個電場在一個絕緣層上來影響流過晶體管的電流。事實上沒有電流流過這個絕緣體,所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導體(MOS)晶體管,或,金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)。因為MOS管更小更省電,所以他們已經(jīng)在很多應用場合取代了雙極型晶體管。

4.MOS管應用電路
MOS管最顯著的特性是開關(guān)特性好,所以被廣泛應用在需要電子開關(guān)的電路中,常見的如開關(guān)電源和馬達驅(qū)動,也有照明調(diào)光。



5.總結(jié):

N溝道的電源一般接在D,輸出S,P溝道的電源一般接在S,輸出D。

增強耗盡接法基本一樣。

P是指P溝道,N是指N溝道。

G:gate 柵極

S:source 源極

D:drain 漏極


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