mos管结构就是这么简(jian)单(dan),初学入(ru)门必(bi)读
信息来源:本站 日期(qi):2017-09-15
普通状况下普遍(bian)用于高(gao)端驱(qu)动的(de)MOS,导通时(shi)需求是栅(zha)极(ji)(ji)(ji)电(dian)压(ya)大(da)于源(yuan)极(ji)(ji)(ji)电(dian)压(ya)。而(er)高(gao)端驱(qu)动的(de)MOS管导通时(shi)源(yuan)极(ji)(ji)(ji)电(dian)压(ya)与漏极(ji)(ji)(ji)电(dian)压(ya)(VCC)相同,所以这时(shi)栅(zha)极(ji)(ji)(ji)电(dian)压(ya)要(yao)比(bi)VCC大(da)4V或(huo)10V.假如在同一个系统里(li),要(yao)得到比(bi)VCC大(da)的(de)电(dian)压(ya),就要(yao)特(te)地(di)的(de)升(sheng)压(ya)电(dian)路了(le)。很多(duo)马达(da)驱(qu)动器(qi)都集成了(le)电(dian)荷泵,要(yao)留意的(de)是应(ying)该(gai)选择适宜的(de)外接(jie)电(dian)容,以得到足够的(de)短路电(dian)流(liu)去驱(qu)动MOS管。
MOS管是电(dian)(dian)(dian)压驱动(dong),按理说只(zhi)需栅(zha)极(ji)电(dian)(dian)(dian)压到到开(kai)启电(dian)(dian)(dian)压就能(neng)导(dao)通(tong)DS,栅(zha)极(ji)串(chuan)多大电(dian)(dian)(dian)阻均能(neng)导(dao)通(tong)。但假(jia)如请(qing)求开(kai)关频率较高时(shi),栅(zha)对(dui)地或VCC能(neng)够看做是一个(ge)电(dian)(dian)(dian)容,关于一个(ge)电(dian)(dian)(dian)容来(lai)说,串(chuan)的电(dian)(dian)(dian)阻越大,栅(zha)极(ji)到达(da)导(dao)通(tong)电(dian)(dian)(dian)压时(shi)间(jian)越长,MOS处(chu)于半导(dao)通(tong)状态时(shi)间(jian)也越长,在半导(dao)通(tong)状态内阻较大,发热也会增大,极(ji)易损坏MOS,所(suo)以高频时(shi)栅(zha)极(ji)栅(zha)极(ji)串(chuan)的电(dian)(dian)(dian)阻不(bu)但要小,普通(tong)要加前置驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)路的。下面我们先来(lai)理解一下MOS管开(kai)关的根底学问。
1、MOS管品种和(he)构造
MOSFET管是FET的一种(另(ling)一种是JFET),能够被制形成加(jia)强型或耗尽(jin)型,P沟(gou)道(dao)或N沟(gou)道(dao)共4品种型,但实践(jian)应用的只要(yao)加(jia)强型的N沟(gou)道(dao)MOS管和加(jia)强型的P沟(gou)道(dao)MOS管,所(suo)以通常(chang)提到NMOS,或者PMOS指的就是这(zhei)两种。
至于(yu)为什么不(bu)运用(yong)耗(hao)尽(jin)型的MOS管,不(bu)提(ti)倡寻根(gen)究底。
关于这(zhei)两种(zhong)加强型MOS管,比拟常用(yong)的(de)是NMOS.缘由是导通电(dian)阻小,且容易制造。所以(yi)(yi)开关电(dian)源和马达驱动的(de)应用(yong)中,普通都用(yong)NMOS下(xia)面的(de)引见中,也(ye)多以(yi)(yi)NMOS为主。
MOS管的(de)(de)三(san)个管脚之间有(you)(you)寄生(sheng)电(dian)容存在(zai),这(zhei)不是我们需求的(de)(de),而(er)是由于制(zhi)造工艺限制(zhi)产生(sheng)的(de)(de)。寄生(sheng)电(dian)容的(de)(de)存在(zai)使得在(zai)设计或选择(ze)驱动电(dian)路的(de)(de)时分要费事一些,但(dan)没有(you)(you)方法防(fang)止,后边(bian)再(zai)细致引见。
在(zai)MOS管(guan)(guan)原理(li)图上能够看到,漏极(ji)(ji)和源极(ji)(ji)之间有(you)一(yi)个寄生二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)。这个叫(jiao)体二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan),在(zai)驱动(dong)理(li)性(xing)负载(zai)(如(ru)马达),这个二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)很重要。顺(shun)便说一(yi)句,体二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)只(zhi)在(zai)单个的MOS管(guan)(guan)中存在(zai),在(zai)集成(cheng)电(dian)路芯(xin)片(pian)内部通常(chang)是没有(you)的。
2、MOS管(guan)导通特性(xing)
导通的意义是作为(wei)开(kai)关,相当于开(kai)关闭合。
NMOS的(de)特性,Vgs大于一(yi)定的(de)值就会导(dao)通,合适用于源极(ji)接地时的(de)状况(低端(duan)驱动),只(zhi)需栅极(ji)电压到达4V或10V就能够了。
PMOS的(de)特性,Vgs小于(yu)一(yi)定(ding)的(de)值就会导(dao)通,合(he)适(shi)用于(yu)源极接VCC时的(de)状况(高(gao)端(duan)驱动(dong))。但(dan)是,固然PMOS能够很便当地用作(zuo)高(gao)端(duan)驱动(dong),但(dan)由(you)于(yu)导(dao)通电阻大,价(jia)钱贵(gui),交换品种(zhong)少(shao)等缘(yuan)由(you),在高(gao)端(duan)驱动(dong)中,通常还是运用NMOS。
3、MOS开关(guan)管损失
不论是NMOS还是PMOS,导通(tong)后都有(you)导通(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)存(cun)在,这(zhei)样电(dian)(dian)(dian)流就(jiu)会在这(zhei)个(ge)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)上耗(hao)费(fei)能量,这(zhei)局(ju)部耗(hao)费(fei)的(de)能量叫(jiao)做导通(tong)损耗(hao)。选择导通(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)小的(de)MOS管会减小导通(tong)损耗(hao)。如今的(de)小功率(lv)MOS管导通(tong)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)普通(tong)在几十(shi)毫(hao)欧(ou)左右,几毫(hao)欧(ou)的(de)也有(you)。
MOS在导(dao)通和(he)截止的(de)(de)时分,一定(ding)不(bu)是(shi)在瞬间完成的(de)(de)。MOS两(liang)端的(de)(de)电压有(you)一个降落的(de)(de)过(guo)程,流(liu)(liu)过(guo)的(de)(de)电流(liu)(liu)有(you)一个上升的(de)(de)过(guo)程,在这(zhei)段(duan)时间内,MOS管的(de)(de)损失(shi)(shi)是(shi)电压和(he)电流(liu)(liu)的(de)(de)乘积,叫做(zuo)开关损失(shi)(shi)。通常开关损失(shi)(shi)比导(dao)通损失(shi)(shi)大(da)得多,而(er)且开关频率越快,损失(shi)(shi)也越大(da)。
导通霎时电(dian)压和电(dian)流的(de)乘(cheng)积很(hen)大,形(xing)成(cheng)的(de)损失(shi)也就很(hen)大。缩(suo)短开(kai)关(guan)时间(jian),能(neng)(neng)够(gou)减(jian)小(xiao)每次导通时的(de)损失(shi);降(jiang)低(di)开(kai)关(guan)频率,能(neng)(neng)够(gou)减(jian)小(xiao)单位时间(jian)内的(de)开(kai)关(guan)次数。这(zhei)两种(zhong)方法都能(neng)(neng)够(gou)减(jian)小(xiao)开(kai)关(guan)损失(shi)。
4、MOS管驱动
跟双极性晶(jing)体管相比(bi),普通以为使MOS管导通不(bu)需求电流,只需GS电压(ya)高于一定的值,就能够了。这个很容易做到(dao),但是,我们还需求速度。
在MOS管(guan)的(de)构造中能够(gou)看(kan)到,在GS,GD之间存在寄生电容(rong)(rong),而MOS管(guan)的(de)驱动(dong),实践上就是(shi)对(dui)电容(rong)(rong)的(de)充放电。对(dui)电容(rong)(rong)的(de)充电需求一个(ge)电流(liu),由(you)于对(dui)电容(rong)(rong)充电霎时(shi)(shi)能够(gou)把电容(rong)(rong)看(kan)成短路(lu),所以瞬(shun)时(shi)(shi)电流(liu)会比拟大。选择/设计MOS管(guan)驱动(dong)时(shi)(shi)第一要留意(yi)的(de)是(shi)可提供霎时(shi)(shi)短路(lu)电流(liu)的(de)大小。
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