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MOS管开关中的电源

信息来源:本站 日期:2017-04-26 

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MOS又分为兩种,一种为耗尽型(DepletionMOS),另一种为增强型(EnhancementMOS)。这兩种型态的构造没有太大的差異,仅仅耗尽型MOS一开始在Drain-Source的通道上就有载子,所以即便在VGS为零的情况下,耗尽型MOS仍可以导通的。而增强型MOS则有必要在其VGS大於某一特定值才华导通。

开关电源中的MOS管  现在让咱们考虑开关电源运用,以及这种运用如何需要从一个不一样的视点来审视数据手册。从界说上而言,这种运用需要MOS管守时导通和关断。一起,稀有十种拓扑可用于开关电源,这儿考虑一个简略的比方。DC-DC电源中常用的根柢降压转换器依托两个MOS管来施行开关功用(图2),这些开关更换在电感里存储能量,然后把能量释放给负载。现在,计划人员常常挑选数百kHz甚至1 MHz以上的频率,因为频率越高,磁性元件可以更小更轻。
MOS即MOSFET全称金属氧化膜绝缘栅型场效应管,有门极Gate,源极Source,漏极Drain.通过给Gate加电压发作电场操控S/D之间的沟道电子或许空穴密度(或许说沟道宽度)来改动S/D之间的阻抗。这是一种简略好用,挨近志趣的电压操控电流源电晶体它具以下特征:开关速度快、高频率性能好,输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优秀、无二次击穿疑问、全作业区宽、作业线性度高等等,其最首要的利益便是可以削减体积巨细与重量,提供给计划者一种高速度、高功率、高电压、与高增益的元件。在各類中小功率开关电路中运用极为广泛。



栅极电荷和导通阻抗之所以首要,是因为二者都对电源的功率有直接的影响。对功率有影响的损耗首要分为两种方法--传导损耗和开关损耗。输出电容也有利于传统的降压转换器(有时又称为硬开关转换器),不过要素不一样。因为每个硬开关周期存储在输出电容中的能量会扔掉,反之在谐振转换器中能量重复循环。因而,低输出电容对于同步降压调节器的低边开关格外首要。

低输出电容(COSS)值对这两类转换器都大有优点。谐振转换器中的谐振电路首要由变压器的漏电感与COSS挑选。此外,在两个MOS管关断的死区时间内,谐振电路有必要让COSS完全放电。

栅极电荷是发作开关损耗的首要要素。栅极电荷单位为纳库仑(nc),是MOS管栅极充电放电所需的能量。栅极电荷和导通阻抗RDS(ON) 在半导体计划和制造技术中彼此有关,一般来说,器件的栅极电荷值较低,其导通阻抗参数就稍高。关电源中第二首要的MOS管参数包含输出电容、阈值电压、栅极阻抗和雪崩能量。某些格外的拓扑也会改动不一样MOS管参数的有关质量,例如,可以把传统的同步降压转换器与谐振转换器做对比。谐振转换器只在VDS (漏源电压)或ID (漏极电流)过零时才进行MOS管开关,然后可把开关损耗降至最低。这些技术被变成软开关或零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)技术。因为开关损耗被最小化,RDS(ON) 在这类拓扑中显得更加首要。


显着,电源计划恰当凌乱,而且也没有一个简略的公式可用于MOS管的评估。但咱们无妨考虑一些关键的参数,以及这些参数为何至关首要。传统上,许多电源计划人员都选用一个概括质量因数(栅极电荷QG ×导通阻抗RDS(ON))来评估MOS管或对之进行等级差异。


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