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MOS管当开关管是如何实用

信息来源:本站 日期:2017-06-11 

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普通状况下普遍用于高端驱动的MOS,导通时需求是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V.假如在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要特地的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要留意的是应该选择适宜的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。

MOS管是电压驱动,按理说只需栅极电压到到开启电压就能导通DS,栅极串多大电阻均能导通。但假如请求开关频率较高时,栅对地或VCC能够看做是一个电容,关于一个电容来说,串的电阻越大,栅极到达导通电压时间越长,MOS处于半导通状态时间也越长,在半导通状态内阻较大,发热也会增大,极易损坏MOS,所以高频时栅极栅极串的电阻不但要小,普通要加前置驱动电路的。下面我们先来理解一下MOS管开关的根底学问。

MOS管的开关特性

一、静态特性
MOS管作为开关元件,同样是工作在截止或导通两种状态。由于MOS管是电压控制元件,所以主要由栅源电压uGS决议其工作状态。  工作特性如下:

uGS<开启电压UT:MOS管工作在截止区,漏源电流iDS根本为0,输出电压uDS≈UDD,MOS管处于“断开”状态,其等效电路如下图所示。

uGS>开启电压UT:MOS管工作在导通区,漏源电流iDS=UDD/(RD+rDS)。其中,rDS为MOS管导通时的漏源电阻。输出电压UDS=UDD·rDS/(RD+rDS),假如rDS《RD,则uDS≈0V,MOS管处于“接通”状态,其等效电路如上图(c)所示。

二、动态特性
MOS管在导通与截止两种状态发作转换时同样存在过渡过程,但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间,而管子自身导通和截止时电荷积聚和消散的时间是很小的。下图 (a)和(b)分别给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性表示图。


NMOS管动态特性表示图

当输入电压ui由高变低,MOS管由导通状态转换为截止状态时,电源UDD经过RD向杂散电容CL充电,充电时间常数τ1=RDCL.所以,输出电压uo要经过一定延时才由低电平变为高电平;当输入电压ui由低变高,MOS管由截止状态转换为导通状态时,杂散电容CL上的电荷经过rDS停止放电,其放电时间常数τ2≈rDSCL.可见,输出电压Uo也要经过一定延时才干转变成低电平。但由于rDS比RD小得多,所以,由截止到导通的转换时间比由导通到截止的转换时间要短。

由于MOS管导通时的漏源电阻rDS比晶体三极管的饱和电阻rCES要大得多,漏极外接电阻RD也比晶体管集电极电阻RC大,所以,MOS管的充、放电时间较长,使MOS管的开关速度比晶体三极管的开关速度低。不过,在CMOS电路中,由于充电电路和放电电路都是低阻电路,因而,其充、放电过程都比拟快,从而使CMOS电路有较高的开关速度。

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