深圳市可易亚半导体科技有限公司

国家高新企业

cn en

新闻中心

mosfet管,mosfet管驱动电路基础总结大全

信息来源:本站 日期:2017-10-02 

分享到:

简介:

关于MOSFET很多人都不了解,这次小编再带大家认真梳理一下,或许关于您的学问系统更加全面。下面是对MOSFET及MOSFET驱动电路根底的一点总结,其中参考了一些材料。

在运用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时分,大部人都会思索MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅思索这些要素。这样的电路或许是能够工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。



1.MOS管种类的结

MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4品种型,但实践应用的只要加强型的N沟道MOS管和加强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。右图是这两种MOS管的符号。

mosfet管

至于为什么不运用耗尽型的MOS管,不倡议寻根究底。


关于这两种加强型MOS管,比较常用的是NMOS。缘由是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,普通都用NMOS。下面的引见中,也多以NMOS为主。

在MOS管原理图上能够看到,漏极和源极,之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动理性负载,这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。下图是MOS管的结构图,通常的原理图中都画成右图所示的样子。 (栅极维护用二极管有时不画)

mosfet管

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,如右图所示。这不是我们需求的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时分要费事一些,但没有方法防止,在MOS管的驱动电路设计时再细致引见。


2.MOS管驱

跟双极性晶体管相比,普通以为使MOS管导通不需求电流,只需GS电压高于一定的值,就能够了。这个很容易做到,但是,我们还需求速度。


在MOS管的构造中能够看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实践上就是对电容的充放电。对电容的充电需求一个电流,由于对电容充电霎时能够把电容看成短路,所以霎时电流会比拟大。选择/设计MOS管驱动时第一要留意的是可提供霎时短路电流的大小。


第二留意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,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。


上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压,设计时当然需求有一定的余量。而且电压越高,导通速度越快,导通电阻也越小。如今也有导通电压更小的MOS管用在不同的范畴里,但在12V汽车电子系统里,普通4V导通就够用了。


MOS管的驱动电路及其损失,能够参考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFET。讲述得很细致,所以不打算多写了。



3、MOS管导通特性

导通的意义是作为开关,相当于开关闭合。


NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,合适用于源极接地时的状况(低端驱动),只需栅极电压到达4V或10V就能够了。


PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,运用与源极接VCC时的状况(高端驱动)。但是,固然PMOS能够很便当地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价钱贵,交换品种少等缘由,在高端驱动中,通常还是运用NMOS。


右图是瑞萨2SK3418的Vgs电压和Vds电压的关系图。能够看出小电流时,Vgs到达4V,DS间压降曾经很小,能够认为导通。


mosfet管


4、MOS开关管损失

不论是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,因此在DS间流过电流的同时,两端还会有电压(如2SK3418特性图所示),这样电流就会在这个电阻上耗费能量,这局部耗费的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。如今的小功率MOS管导通电阻普通在几十毫欧左右,几毫欧的也有。


MOS在导通和截止的时分,一定不是在霎时完成的。MOS两端的电压有一个降落的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,损失也越大。


下图是MOS管导通时的波形。能够看出,导通霎时电压和电流的乘积很大,形成的损失也就很大。降低开关时间,能够减小每次导通时的损失;降低开关频率,能够减小单位时间内的开关次数。这两种方法都能够减小开关损失。

mosfet管


5、MOS管应用电路

MOS管最显著的特性是开关特性好,所以被普遍应用在需求电子开关的电路中,常见的如开关电源和马达驱动,也有照明调光。这三种应用在各个范畴都有细致的引见,这里就不多写了。

联系方式:邹先生

联系电话:0755-83888366-8022

手机:18123972950

QQ:2880195519

联系地址:深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1


关注KIA半导体工程专辑请搜微信号:“KIA半导体”或点击本文下方图片扫一扫进入官方微信“关注”

长按二维码识别关注