在使用MOS管設(shè)計(jì)開關(guān)電源或者馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候,一般都要考慮MOS的導(dǎo)通電阻,*大電壓等,*大電流等因素。
MOSFET管是FET的一種,可被制造成增強(qiáng)型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,一般主要應(yīng)用的為增強(qiáng)型的NMOS管和增強(qiáng)型的PMOS管,所以通常提到的就是這兩種。 這兩種增強(qiáng)型MOS管,比較常用的是NMOS.原因是導(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,一般都用NMOS.
在 MOS管 內(nèi)部,漏極和源極之間會(huì)寄生一個(gè)二極管。這個(gè)叫體二極管,在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載(如馬達(dá)),這個(gè)二極管很重要,并且只在單個(gè)的MOS管中存在此二極管,在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的。
MOS管的三個(gè)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(jì)或選擇驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候要麻煩一些,但沒有辦法避免。
MOS管導(dǎo)通特性
導(dǎo)通的意思是作為開關(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,適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅(qū)動(dòng)),只要柵極電壓達(dá)到一定電壓(如4V或10V, 其他電壓,看手冊)就可了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(**驅(qū)動(dòng))。但是,雖然PMOS可很方便地用作**驅(qū)動(dòng),但由于導(dǎo)通電阻大,價(jià)格貴,替換種類少等原因,在**驅(qū)動(dòng)中,通常還是使用NMOS.
MOS開關(guān)管損失
不管是NMOS還是PMOS,導(dǎo)通后都有導(dǎo)通電阻存在,因而在DS間流過電流的同時(shí),兩端還會(huì)有電壓,這樣電流就會(huì)在這個(gè)電阻上消耗能量,這部分消耗的能量叫做導(dǎo)通損耗。選擇導(dǎo)通電阻小的MOS管會(huì)減小導(dǎo)通損耗。現(xiàn)在的小功率MOS管導(dǎo)通電阻一般在幾毫歐,幾十毫歐左右
MOS在導(dǎo)通和截止的時(shí)候,一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個(gè)下降的過程,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,導(dǎo)通瞬間電壓和電流的乘積很大,造成的損失也就很大。降低開關(guān)時(shí)間,可減小每次導(dǎo)通時(shí)的損失;降低開關(guān)頻率,可減小單位時(shí)間內(nèi)的開關(guān)次數(shù)。這兩種辦法都可減小開關(guān)損失。
MOS管 驅(qū)動(dòng)
MOS管導(dǎo)通不需要電流,只要GS電壓高于一定的值,就可了。但是,我們還需要速度。 在MOS管的結(jié)構(gòu)中可看到,在GS,GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅(qū)動(dòng),實(shí)際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個(gè)電流,因?yàn)閷﹄娙莩潆娝查g可把電容看成短路,所以瞬間電流會(huì)比較大。選擇/設(shè)計(jì)MOS管驅(qū)動(dòng)時(shí)**要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。
普遍用于**驅(qū)動(dòng)的NMOS,導(dǎo)通時(shí)需要是柵極電壓大于源極電壓。而**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其他電壓,看手冊)。如果在同一個(gè)系統(tǒng)里,要得到比VCC大的電壓,就要專門的升壓電路了。
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