如何正确选(xuan)取MOS管使用方(fang)法(fa)
信息(xi)来源:本站 日期:2017-04-18
MOS管(guan)有(you)用(yong)的管(guan)脚就是(shi)三个:源极(ji)(ji)(ji)、漏极(ji)(ji)(ji)、栅极(ji)(ji)(ji)。多(duo)余(yu)的管(guan)脚或者是(shi)同(tong)名管(guan)脚(在内部和漏极(ji)(ji)(ji)、栅极(ji)(ji)(ji)相连,特别是(shi)有(you)些大功率管(guan)),或者是(shi)空(kong)脚(没有(you)内部连接(jie),只起焊接(jie)固(gu)定作(zuo)用(yong))。
1,MOS管种(zhong)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。对于这(zhei)两种增强型MOS管,比较(jiao)常用(yong)(yong)的(de)是(shi)NMOS。原因是(shi)导通电(dian)阻小,且容易制造。所以(yi)开(kai)关电(dian)源和马(ma)达驱(qu)动的(de)应(ying)用(yong)(yong)中,一般都用(yong)(yong)NMOS。下面的(de)介(jie)绍(shao)中,也多以(yi)NMOS为(wei)主(zhu)。 MOS管的三个管脚之间有寄(ji)生电容存在,这不是我们需要的,而(er)是由于制(zhi)造工艺(yi)限制(zhi)产生的。寄(ji)生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时(shi)候要麻烦(fan)一些(xie),但没(mei)有办(ban)法避免。在MOS管(guan)(guan)原理图上可以(yi)看到,漏极(ji)和源极(ji)之间有(you)一个(ge)(ge)(ge)寄生二(er)极(ji)管(guan)(guan)。这个(ge)(ge)(ge)叫体二(er)极(ji)管(guan)(guan),在驱动感性负载(如马达、继电器),这个(ge)(ge)(ge)二(er)极(ji)管(guan)(guan)很重要,用于(yu)保护回(hui)路。顺便说一句,体二(er)极(ji)管(guan)(guan)只在单个(ge)(ge)(ge)的MOS管(guan)(guan)中(zhong)存(cun)在,在集成电路芯片内(nei)部通常是(shi)没有(you)的。
2,MOS管驱动
跟双(shuang)极性晶体管相比,一(yi)般认为使(shi)MOS管导通(tong)不需(xu)要(yao)电流,只(zhi)要(yao)GS电压高于一(yi)定的值,就可以了。这个很容易做(zuo)到,但是,我(wo)们还(hai)需(xu)要(yao)速度。在MOS管的(de)(de)(de)结构中可以(yi)看到,在GS,GD之间存在寄(ji)生(sheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong),而MOS管的(de)(de)(de)驱动(dong),实(shi)际上就是对电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)的(de)(de)(de)充(chong)放电(dian)(dian)(dian)(dian)。对电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)的(de)(de)(de)充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)需要一个电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),因为对电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)瞬间可以(yi)把电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)看成(cheng)短(duan)路,所以(yi)瞬间电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)会(hui)比较大。选择/设计(ji)MOS管驱动(dong)时第一要注意的(de)(de)(de)是可提供瞬间短(duan)路电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)大小(xiao)。第(di)二注意的(de)是(shi),普遍(bian)用于高(gao)端驱(qu)(qu)(qu)动(dong)的(de)NMOS,导通(tong)时需(xu)要是(shi)栅极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)大于源极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)。而高(gao)端驱(qu)(qu)(qu)动(dong)的(de)MOS管(guan)(guan)导通(tong)时源极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)与漏极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(VCC)相同,所以这时栅极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)要比(bi)VCC大4V或10V。如果(guo)在同一个系统里(li),要得(de)到(dao)比(bi)VCC大的(de)电(dian)(dian)压(ya)(ya),就要专门的(de)升压(ya)(ya)电(dian)(dian)路了。很多(duo)马达驱(qu)(qu)(qu)动(dong)器都集成(cheng)了电(dian)(dian)荷泵,要注意的(de)是(shi)应(ying)该(gai)选择合适的(de)外接电(dian)(dian)容,以得(de)到(dao)足够的(de)短路电(dian)(dian)流去(qu)驱(qu)(qu)(qu)动(dong)MOS管(guan)(guan).
3.MOS管的开关性能
影(ying)响(xiang)开关(guan)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)参数有(you)很多(duo),但最重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)是栅极(ji)(ji)/漏极(ji)(ji)、栅极(ji)(ji)/ 源极(ji)(ji)及(ji)漏极(ji)(ji)/源极(ji)(ji)电(dian)(dian)容(rong)。这些电(dian)(dian)容(rong)会在器件中(zhong)(zhong)产生开关(guan)损(sun)(sun)耗(hao)(hao),因(yin)为(wei)(wei)(wei)在每次开关(guan)时都要(yao)对(dui)它们(men)充电(dian)(dian)。MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)开关(guan)速度因(yin)此被降(jiang)低,器件效率(lv)也(ye)下(xia)降(jiang)。为(wei)(wei)(wei)计(ji)算开关(guan)过(guo)(guo) 程(cheng)中(zhong)(zhong)器件的(de)(de)(de)(de)总损(sun)(sun)耗(hao)(hao),要(yao)计(ji)算开通过(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(Eon)和(he)关(guan)闭过(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(Eoff)。MOSFET开关(guan)的(de)(de)(de)(de)总功率(lv)可用如(ru)下(xia)方程(cheng)表达:Psw= (Eon+Eoff)×开关(guan)频(pin)率(lv)。而栅极(ji)(ji)电(dian)(dian)荷(Qgd)对(dui)开关(guan)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)最大。场(chang)效应管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)名(ming)字也(ye)来源于(yu)它的(de)(de)(de)(de)输入端(称为(wei)(wei)(wei)gate)通过(guo)(guo)投影(ying)一个(ge)电(dian)(dian)场(chang)在一个(ge)绝缘(yuan)层上(shang)(shang)来影(ying)响(xiang)流(liu)(liu)过(guo)(guo)晶(jing)(jing)体(ti)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)。事实上(shang)(shang)没(mei)有(you)电(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)过(guo)(guo)这个(ge)绝缘(yuan)体(ti),所以FET管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)GATE电(dian)(dian)流(liu)(liu)非常小。最普通的(de)(de)(de)(de)FET用一薄层二(er)氧化硅来作为(wei)(wei)(wei)GATE极(ji)(ji)下(xia)的(de)(de)(de)(de)绝缘(yuan)体(ti)。这种(zhong)晶(jing)(jing)体(ti)管(guan)(guan)称为(wei)(wei)(wei)金属氧化物半导体(ti)(MOS)晶(jing)(jing)体(ti)管(guan)(guan),或(huo),金属氧化物半导体(ti)场(chang)效应管(guan)(guan)(MOSFET)。因(yin)为(wei)(wei)(wei)MOS管(guan)(guan)更(geng)小更(geng)省电(dian)(dian),所以他们(men)已经在很多(duo)应用场(chang)合取代了双极(ji)(ji)型晶(jing)(jing)体(ti)管(guan)(guan)。
4.MOS管应用电路
5.总(zong)结:
N沟道的(de)电(dian)源一(yi)般接(jie)在(zai)D,输出(chu)S,P沟道的(de)电(dian)源一(yi)般接(jie)在(zai)S,输出(chu)D。
增强(qiang)耗尽接法(fa)基(ji)本一样(yang)。
P是指P沟道(dao),N是指N沟道(dao)。
G:gate 栅(zha)极
S:source 源极(ji)
D:drain 漏(lou)极
联系方式:邹先(xian)生
联系电话:0755-83888366-8022
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