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mos管結(jié)構(gòu)就是這么簡單,初學(xué)入門必讀

信息來源:本站 日期:2017-09-15 

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普通狀況下普遍用于高端驅(qū)動(dòng)的MOS,導(dǎo)通時(shí)需求是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅(qū)動(dòng)的MOS管導(dǎo)通時(shí)源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,所以這時(shí)柵極電壓要比VCC大4V或10V.假如在同一個(gè)系統(tǒng)里,要得到比VCC大的電壓,就要特地的升壓電路了。很多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器都集成了電荷泵,要留意的是應(yīng)該選擇適宜的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅(qū)動(dòng)MOS管。

MOS管是電壓驅(qū)動(dòng),按理說只需柵極電壓到到開啟電壓就能導(dǎo)通DS,柵極串多大電阻均能導(dǎo)通。但假如請求開關(guān)頻率較高時(shí),柵對地或VCC能夠看做是一個(gè)電容,關(guān)于一個(gè)電容來說,串的電阻越大,柵極到達(dá)導(dǎo)通電壓時(shí)間越長,MOS處于半導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)間也越長,在半導(dǎo)通狀態(tài)內(nèi)阻較大,發(fā)熱也會(huì)增大,極易損壞MOS,所以高頻時(shí)柵極柵極串的電阻不但要小,普通要加前置驅(qū)動(dòng)電路的。下面我們先來理解一下MOS管開關(guān)的根底學(xué)問。


1、MOS管品種和構(gòu)造

MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),能夠被制形成加強(qiáng)型或耗盡型,P溝道或N溝道共4品種型,但實(shí)踐應(yīng)用的只要加強(qiáng)型的N溝道MOS管和加強(qiáng)型的P溝道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。

至于為什么不運(yùn)用耗盡型的MOS管,不提倡尋根究底。

關(guān)于這兩種加強(qiáng)型MOS管,比擬常用的是NMOS.緣由是導(dǎo)通電阻小,且容易制造。所以開關(guān)電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,普通都用NMOS下面的引見中,也多以NMOS為主。

MOS管的三個(gè)管腳之間有寄生電容存在,這不是我們需求的,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(jì)或選擇驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)分要費(fèi)事一些,但沒有方法防止,后邊再細(xì)致引見。

在MOS管原理圖上能夠看到,漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管。這個(gè)叫體二極管,在驅(qū)動(dòng)理性負(fù)載(如馬達(dá)),這個(gè)二極管很重要。順便說一句,體二極管只在單個(gè)的MOS管中存在,在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的。

2、MOS管導(dǎo)通特性

導(dǎo)通的意義是作為開關(guān),相當(dāng)于開關(guān)閉合。

NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,合適用于源極接地時(shí)的狀況(低端驅(qū)動(dòng)),只需柵極電壓到達(dá)4V或10V就能夠了。

PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,合適用于源極接VCC時(shí)的狀況(高端驅(qū)動(dòng))。但是,固然PMOS能夠很便當(dāng)?shù)赜米鞲叨蓑?qū)動(dòng),但由于導(dǎo)通電阻大,價(jià)錢貴,交換品種少等緣由,在高端驅(qū)動(dòng)中,通常還是運(yùn)用NMOS。

3、MOS開關(guān)管損失

不論是NMOS還是PMOS,導(dǎo)通后都有導(dǎo)通電阻存在,這樣電流就會(huì)在這個(gè)電阻上耗費(fèi)能量,這局部耗費(fèi)的能量叫做導(dǎo)通損耗。選擇導(dǎo)通電阻小的MOS管會(huì)減小導(dǎo)通損耗。如今的小功率MOS管導(dǎo)通電阻普通在幾十毫歐左右,幾毫歐的也有。

MOS在導(dǎo)通和截止的時(shí)分,一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個(gè)降落的過程,流過的電流有一個(gè)上升的過程,在這段時(shí)間內(nèi),MOS管的損失是電壓和電流的乘積,叫做開關(guān)損失。通常開關(guān)損失比導(dǎo)通損失大得多,而且開關(guān)頻率越快,損失也越大。

導(dǎo)通霎時(shí)電壓和電流的乘積很大,形成的損失也就很大??s短開關(guān)時(shí)間,能夠減小每次導(dǎo)通時(shí)的損失;降低開關(guān)頻率,能夠減小單位時(shí)間內(nèi)的開關(guān)次數(shù)。這兩種方法都能夠減小開關(guān)損失。

4、MOS管驅(qū)動(dòng)

跟雙極性晶體管相比,普通以為使MOS管導(dǎo)通不需求電流,只需GS電壓高于一定的值,就能夠了。這個(gè)很容易做到,但是,我們還需求速度。

在MOS管的構(gòu)造中能夠看到,在GS,GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅(qū)動(dòng),實(shí)踐上就是對電容的充放電。對電容的充電需求一個(gè)電流,由于對電容充電霎時(shí)能夠把電容看成短路,所以瞬時(shí)電流會(huì)比擬大。選擇/設(shè)計(jì)MOS管驅(qū)動(dòng)時(shí)第一要留意的是可提供霎時(shí)短路電流的大小。


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