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時(shí)間:2020/4/2閱讀:4362 關(guān)鍵詞:
MOS管設(shè)計(jì)開關(guān)電源或是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路,我們經(jīng)??紤]的是MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)的導(dǎo)通電阻,最大電壓及電流因素,但是這并不是完美的設(shè)計(jì),甚至在正式設(shè)計(jì)中是不被接受的。
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)種類和結(jié)構(gòu)
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)= FET + JFET,可設(shè)計(jì)成 增強(qiáng)型 + 耗盡型 + P溝道 + N溝道
最常用到的是:增強(qiáng)型的N溝道(NMOS) + 增強(qiáng)型的P溝道(PMOS)
增強(qiáng)型的N溝道(NMOS)優(yōu)勢(shì)是:通電阻小 + 容易設(shè)計(jì),因此在開關(guān)電源,馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 最常用;
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)有三個(gè)管腳,分別是G、S、D,三個(gè)管腳之間存在寄生電容,因制造工藝限制,寄生電容會(huì)讓設(shè)計(jì)及選擇驅(qū)動(dòng)電路時(shí)會(huì)復(fù)雜一些;
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)的漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管,我們把它叫作體二極管,在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載(如馬達(dá))中此二極管非常重要的,但此二極管在集成電路芯片內(nèi)部是沒有的。
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)的導(dǎo)通特性
導(dǎo)通(作為開關(guān))指的是開關(guān)閉合;
NMOS管:Vgs > 一定的值,即可導(dǎo)通,用于:源極接地(低端驅(qū)動(dòng)),柵極電壓:4V、10V;
PMOS管:Vgs < 一定的值, 即可導(dǎo)通,用于:源極接VCC(高端驅(qū)動(dòng));
劣勢(shì):導(dǎo)通電阻大,替換種類少,價(jià)格貴,即很少應(yīng)用于高端驅(qū)動(dòng),一般都選擇NMOS管;
開關(guān)MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)損失
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)導(dǎo)通后有導(dǎo)通電阻,因此電流會(huì)消耗能量,即稱之導(dǎo)通損耗,所以設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)選擇MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)導(dǎo)通電阻小的,來減少這種導(dǎo)通損耗;
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)開關(guān)損失是:MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)兩端電壓下降有一個(gè)過程,電流上升有一個(gè)過程,這個(gè)時(shí)間段內(nèi)損失的電壓和電流的乘積,即:損失電壓X 損失電流= 開關(guān)損失(開關(guān)損失 >導(dǎo)通損失,開關(guān)頻率越快,損失也越大);
降低開關(guān)損失方法:縮短開關(guān)時(shí)間(減小導(dǎo)通時(shí)損失),縮短開關(guān)時(shí)間(減小單位時(shí)間內(nèi)開關(guān)次數(shù))
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)驅(qū)動(dòng)
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)驅(qū)動(dòng):對(duì)GS與GD間寄生電容充放電;
而充電時(shí)需電流,對(duì)電容充電瞬間可看作短路,此瞬間電流很大,因此選用或設(shè)計(jì)此驅(qū)動(dòng)注意事項(xiàng)如下:
1.提供瞬間短路電流大小;
2.NMOS用于高端驅(qū)動(dòng)時(shí),導(dǎo)通需柵極電壓 > 源極電壓,高端驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通時(shí)源極電壓 = 漏極電壓(VCC),此時(shí)柵極電壓 > VCC 4V或10V,如果馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器集成電荷泵,應(yīng)選合適外接電容,有足夠短路電流去驅(qū)動(dòng)MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管);
4V和10V是MOS管常用導(dǎo)通電壓,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有一定余量,電壓越高,導(dǎo)通速度越快,導(dǎo)通電阻越小,現(xiàn)已經(jīng)有更小導(dǎo)通電壓MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)在使用,如:12V汽車電子系統(tǒng),使用4V導(dǎo)通;
MOS管(場(chǎng)效應(yīng)管)應(yīng)用電路
優(yōu)勢(shì):開關(guān)特性好
應(yīng)用領(lǐng)域:開關(guān)電源,馬達(dá)驅(qū)動(dòng),照明調(diào)光等