【開關(guān)MOSFET】輸出電流的控制和感測基礎(chǔ)-KIA MOS管

輸出電流控制技術(shù)隨半導(dǎo)體開關(guān)的進(jìn)步而發(fā)展。對(duì)大多數(shù)負(fù)載管理電路來說，MOSFET晶體管正在迅速取代繼電器成為所選擇的開關(guān)技術(shù)。

有兩種方法可將MOSFET晶體管插入到電路中：

1、作為高側(cè)P溝道開關(guān)

2、作為低側(cè)N溝道開關(guān)

對(duì)兩種MOSFET晶體管類型做一個(gè)快速回顧，我們可以記起來，P溝道MOSFET是通過將柵極電壓拉到比源極電壓更低來進(jìn)行柵控的；而N溝道MOSFET的柵極是由比源極更高的電壓來導(dǎo)通的。

另外，其電流方向是相反的。這兩個(gè)因素決定了與饋入負(fù)載的電壓和電流相關(guān)的開關(guān)方向。

圖1：N溝道和P溝道MOSFET。

圖2顯示了P溝道MOSFET作為負(fù)載開關(guān)時(shí)的優(yōu)勢：P溝道控制電流流入地面，而N溝道控制電流流出地面（通常稱為“返回”）。

圖2：P溝道器件作為負(fù)載開關(guān)時(shí)具有優(yōu)勢。

在這兩種情況下，柵極電壓都必須超過器件的閾值電壓，才能將器件作為歐姆區(qū)（ohmic region）中的開關(guān)完全開啟。請(qǐng)注意，這里的討論集中在增強(qiáng)型P溝道和N溝道MOSFET。不同類型的JFET具有不同的柵控要求。

圖3：著眼于增強(qiáng)型MOSFET。

從器件操作回到負(fù)載管理電路，圖4所示是將高壓側(cè)p-FET用作開關(guān)元件，它還用了一個(gè)N溝道efuse產(chǎn)品。

圖4：高壓側(cè)p-FET作為開關(guān)元件。

圖5所示是低側(cè)（返回側(cè)）n-FET作為開關(guān)元件，使用了N溝道efuse產(chǎn)品。

雖然N溝道MOSFET比P溝道MOSFET約小三分之一，因此成本也更低，但由于P溝道MOSFET能保持合適的接地參考（參考圖5中N溝道n-FET開關(guān)位置，對(duì)地參考“隔斷”），所以使用P溝道MOSFET進(jìn)行負(fù)載管理更好。

圖5：低側(cè)（返回側(cè)）n-FET作為開關(guān)元件。

efuse是一個(gè)重要的進(jìn)步，因?yàn)樗试S在極性反接、輸出短路或過電流情況下開啟電路。以類似的方式，也可以監(jiān)測和控制流過開關(guān)的電流。事實(shí)上，如果柵控不正確，會(huì)發(fā)生開關(guān)振蕩。

盡管半導(dǎo)體不會(huì)像繼電器那樣表現(xiàn)出開關(guān)反彈，但仍有可能出現(xiàn)不需要的振鈴。

高側(cè)電流感測可以通過模擬電路進(jìn)行控制，同時(shí)高側(cè)電流的數(shù)字控制也在向更高水平推進(jìn)。

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