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MOS管設計開關電源或是馬達驅動電路,我們經(jīng)??紤]的是MOS管(場效應管)的導通電阻,最大電壓及電流因素,但是這并不是完美的設計,甚至在正式設計中是不被接受的。
MOS管(場效應管)= FET + JFET,可設計成 增強型 + 耗盡型 + P溝道 + N溝道
最常用到的是:增強型的N溝道(NMOS) + 增強型的P溝道(PMOS)
增強型的N溝道(NMOS)優(yōu)勢是:通電阻小 + 容易設計,因此在開關電源,馬達驅動 最常用;
MOS管(場效應管)有三個管腳,分別是G、S、D,三個管腳之間存在寄生電容,因制造工藝限制,寄生電容會讓設計及選擇驅動電路時會復雜一些;
MOS管(場效應管)的漏極和源極之間有一個寄生二極管,我們把它叫作體二極管,在驅動感性負載(如馬達)中此二極管非常重要的,但此二極管在集成電路芯片內部是沒有的。
MOS管(場效應管)的導通特性
導通(作為開關)指的是開關閉合;
NMOS管:Vgs > 一定的值,即可導通,用于:源極接地(低端驅動),柵極電壓:4V、10V;
PMOS管:Vgs < 一定的值, 即可導通,用于:源極接VCC(高端驅動);
劣勢:導通電阻大,替換種類少,價格貴,即很少應用于高端驅動,一般都選擇NMOS管;
MOS管(場效應管)導通后有導通電阻,因此電流會消耗能量,即稱之導通損耗,所以設計的時候會選擇MOS管(場效應管)導通電阻小的,來減少這種導通損耗;
MOS管(場效應管)開關損失是:MOS管(場效應管)兩端電壓下降有一個過程,電流上升有一個過程,這個時間段內損失的電壓和電流的乘積,即:損失電壓X 損失電流= 開關損失(開關損失 >導通損失,開關頻率越快,損失也越大);
降低開關損失方法:縮短開關時間(減小導通時損失),縮短開關時間(減小單位時間內開關次數(shù))
MOS管(場效應管)驅動:對GS與GD間寄生電容充放電;
而充電時需電流,對電容充電瞬間可看作短路,此瞬間電流很大,因此選用或設計此驅動注意事項如下:
1.提供瞬間短路電流大小;
2.NMOS用于高端驅動時,導通需柵極電壓 > 源極電壓,高端驅動MOS管導通時源極電壓 = 漏極電壓(VCC),此時柵極電壓 > VCC 4V或10V,如果馬達驅動器集成電荷泵,應選合適外接電容,有足夠短路電流去驅動MOS管(場效應管);
4V和10V是MOS管常用導通電壓,設計時應有一定余量,電壓越高,導通速度越快,導通電阻越小,現(xiàn)已經(jīng)有更小導通電壓MOS管(場效應管)在使用,如:12V汽車電子系統(tǒng),使用4V導通;
優(yōu)勢:開關特性好
應用領域:開關電源,馬達驅動,照明調光等