如何正确选(xuan)取MOS管使用方法
信(xin)息来源:本站 日期:2017-04-18
MOS管(guan)有用(yong)(yong)的管(guan)脚(jiao)(jiao)就是(shi)(shi)三(san)个:源(yuan)极、漏极、栅(zha)极。多余的管(guan)脚(jiao)(jiao)或者是(shi)(shi)同名管(guan)脚(jiao)(jiao)(在内(nei)部(bu)和漏极、栅(zha)极相连,特(te)别(bie)是(shi)(shi)有些大功率(lv)管(guan)),或者是(shi)(shi)空脚(jiao)(jiao)(没有内(nei)部(bu)连接(jie),只起焊接(jie)固定作用(yong)(yong))。
1,MOS管(guan)种类和结构
MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。对(dui)于这两(liang)种增强型MOS管,比较常用的(de)是(shi)(shi)NMOS。原(yuan)因是(shi)(shi)导通(tong)电(dian)阻小(xiao),且(qie)容易(yi)制造。所以开关电(dian)源和马达驱动(dong)的(de)应(ying)用中,一般(ban)都(dou)用NMOS。下面的(de)介绍中,也多以NMOS为主。 MOS管(guan)(guan)的三个管(guan)(guan)脚之间有(you)寄(ji)生电容存(cun)在,这不是我们需要的,而(er)是由于制(zhi)造工艺(yi)限(xian)制(zhi)产生的。寄(ji)生电容的存(cun)在使得(de)在设计或选择驱动电路的时候要麻烦(fan)一些,但(dan)没有(you)办法避免。在MOS管(guan)(guan)(guan)原(yuan)理图上(shang)可以看(kan)到,漏极(ji)和(he)源极(ji)之间有一个(ge)寄(ji)生(sheng)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)。这个(ge)叫体二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan),在驱(qu)动感性(xing)负(fu)载(如马达、继电器(qi)),这个(ge)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)很重(zhong)要,用于保护回路(lu)。顺便说(shuo)一句,体二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)只在单个(ge)的MOS管(guan)(guan)(guan)中存在,在集成电路(lu)芯片内部通常是没(mei)有的。
2,MOS管驱(qu)动
跟(gen)双极性晶体管相(xiang)比(bi),一般(ban)认为(wei)使MOS管导通不需要(yao)(yao)(yao)电(dian)流,只要(yao)(yao)(yao)GS电(dian)压高于一定(ding)的(de)值(zhi),就可以了(le)。这个很(hen)容易做到,但是,我们还(hai)需要(yao)(yao)(yao)速(su)度。在MOS管的(de)(de)(de)结构中可以看(kan)到,在GS,GD之间存在寄生电(dian)容(rong)(rong)(rong),而MOS管的(de)(de)(de)驱动(dong),实际上就是对(dui)(dui)电(dian)容(rong)(rong)(rong)的(de)(de)(de)充放电(dian)。对(dui)(dui)电(dian)容(rong)(rong)(rong)的(de)(de)(de)充电(dian)需要一(yi)个电(dian)流(liu),因为对(dui)(dui)电(dian)容(rong)(rong)(rong)充电(dian)瞬间可以把电(dian)容(rong)(rong)(rong)看(kan)成短(duan)路,所以瞬间电(dian)流(liu)会比较(jiao)大。选择/设计MOS管驱动(dong)时第(di)一(yi)要注意(yi)的(de)(de)(de)是可提供瞬间短(duan)路电(dian)流(liu)的(de)(de)(de)大小。第二注(zhu)意(yi)的(de)(de)是(shi),普遍用(yong)于高(gao)端驱动的(de)(de)NMOS,导通时(shi)需(xu)要是(shi)栅极电(dian)(dian)(dian)(dian)压大于源(yuan)极电(dian)(dian)(dian)(dian)压。而高(gao)端驱动的(de)(de)MOS管导通时(shi)源(yuan)极电(dian)(dian)(dian)(dian)压与漏极电(dian)(dian)(dian)(dian)压(VCC)相同(tong),所(suo)以这时(shi)栅极电(dian)(dian)(dian)(dian)压要比VCC大4V或10V。如果在同(tong)一个系统里,要得到比VCC大的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)压,就(jiu)要专门的(de)(de)升压电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)了。很多马达驱动器都(dou)集成(cheng)了电(dian)(dian)(dian)(dian)荷泵,要注(zhu)意(yi)的(de)(de)是(shi)应该(gai)选择合适的(de)(de)外接电(dian)(dian)(dian)(dian)容,以得到足够的(de)(de)短(duan)路(lu)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)去(qu)驱动MOS管.
3.MOS管的开关性能
影(ying)响(xiang)开(kai)(kai)关(guan)性能的(de)(de)(de)参数有很多,但(dan)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)是栅(zha)极(ji)/漏(lou)极(ji)、栅(zha)极(ji)/ 源(yuan)极(ji)及漏(lou)极(ji)/源(yuan)极(ji)电(dian)(dian)容。这(zhei)些电(dian)(dian)容会在(zai)(zai)器(qi)件中(zhong)产生(sheng)开(kai)(kai)关(guan)损(sun)(sun)耗,因为(wei)(wei)在(zai)(zai)每次开(kai)(kai)关(guan)时都要(yao)对它们充电(dian)(dian)。MOS管(guan)的(de)(de)(de)开(kai)(kai)关(guan)速度因此被降低,器(qi)件效率(lv)(lv)也(ye)下降。为(wei)(wei)计算开(kai)(kai)关(guan)过(guo)(guo) 程中(zhong)器(qi)件的(de)(de)(de)总损(sun)(sun)耗,要(yao)计算开(kai)(kai)通过(guo)(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)损(sun)(sun)耗(Eon)和(he)关(guan)闭过(guo)(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)损(sun)(sun)耗(Eoff)。MOSFET开(kai)(kai)关(guan)的(de)(de)(de)总功率(lv)(lv)可用(yong)如下方程表达:Psw= (Eon+Eoff)×开(kai)(kai)关(guan)频率(lv)(lv)。而栅(zha)极(ji)电(dian)(dian)荷(Qgd)对开(kai)(kai)关(guan)性能的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)最(zui)大。场(chang)(chang)效应管(guan)的(de)(de)(de)名字也(ye)来源(yuan)于(yu)它的(de)(de)(de)输入端(称为(wei)(wei)gate)通过(guo)(guo)投影(ying)一个电(dian)(dian)场(chang)(chang)在(zai)(zai)一个绝(jue)缘(yuan)(yuan)层(ceng)上(shang)来影(ying)响(xiang)流过(guo)(guo)晶体(ti)管(guan)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)流。事实上(shang)没有电(dian)(dian)流流过(guo)(guo)这(zhei)个绝(jue)缘(yuan)(yuan)体(ti),所以FET管(guan)的(de)(de)(de)GATE电(dian)(dian)流非常小。最(zui)普(pu)通的(de)(de)(de)FET用(yong)一薄层(ceng)二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)来作为(wei)(wei)GATE极(ji)下的(de)(de)(de)绝(jue)缘(yuan)(yuan)体(ti)。这(zhei)种晶体(ti)管(guan)称为(wei)(wei)金(jin)属氧(yang)化(hua)(hua)物半导体(ti)(MOS)晶体(ti)管(guan),或,金(jin)属氧(yang)化(hua)(hua)物半导体(ti)场(chang)(chang)效应管(guan)(MOSFET)。因为(wei)(wei)MOS管(guan)更小更省电(dian)(dian),所以他们已经在(zai)(zai)很多应用(yong)场(chang)(chang)合取代了双极(ji)型(xing)晶体(ti)管(guan)。
4.MOS管应用电路
5.总结:
N沟道(dao)的电(dian)源一般(ban)接(jie)在D,输出(chu)S,P沟道(dao)的电(dian)源一般(ban)接(jie)在S,输出(chu)D。
增强耗尽接法基本一样。
P是指P沟道(dao),N是指N沟道(dao)。
G:gate 栅极
S:source 源极(ji)
D:drain 漏极
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