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  当使用MOS晶体管或电机驱动电路的开关电源的设计,大多数人会考虑导通电阻时,MOS等的最大电流等的最大电压。很多人只考虑这些因素。这种电路可工作,但不突出,作为一个正式的产品设计是不允许的。

  MOSFET晶体管是FET(另一种是JFET),可以被制造成一个耗尽或增强型,P沟道或N沟道型共的,但只有增强型N沟道MOS晶体管的实际应用和增强型P沟道MOS晶体管,它通常提到的NMOS,PMOS或指的是两个。

  对于这两个增强型MOS晶体管,它是比较常用的NMOS。其原因是,导通电阻小,易于制造。因此,开关电源和电机驱动应用中,一般采用NMOS。下面的描述也大多是基于NMOS。

  有MOS晶体管的寄生电容的存在之间的三个引脚,它不是我们所需要的,但由于制造过程的限制而导致的。使得寄生电容的设计或选择驱动器电路的一些麻烦的存在,但是没有办法避免,再回到详细。

  MOS晶体管可以在示意中可以看出,有漏极和源极之间的寄生二极管。这就是所谓的本体二极管,驱动电感负载(例如电动机),该二极管是很重要的。顺便提及,体二极管只存在于在集成电路中的单个MOS晶体管内的芯片一般不。

  静态特性

  MOS晶体管作为开关元件,也有两种工作状态ON或OFF。由于MOS晶体管是电压控制元件,栅极 - 源极电压主要取决于其活性状态UGS。

  操作特性如下:

  ※UGS<开启电压UT:MOS管工作在截止区,漏源电流iDS基本为,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>接通电压UT:MOS管在导通区域中操作,漏极 - 源极电流Ids = UDD /(RD + RDS)。其中外,RDS是MOS晶体管的漏极 - 源极电阻被接通时。输出电压UDS = UDD·RDS /(RD + RDS),如果的RDS “RD,所述uDS≈V,MOS管处于” 接通“状态时,等效电路如上述(c)所示,。

  动态特性

  在MOS晶体管截止,并且在转换过程中发生的转变的相同的存在的两种状态,但它依赖于与电路,用于放电所需的时间相关联的电荷杂散电容的动态特性,而管本身被关闭和电荷积累和消散的时间非常少。

  当输入电压Ui,由高向低MOS管转换从ON状态到OFF状态时,电源向杂散电容CL UDD由RD,充电时间常数τ= RDCL充电。因此,通过从低到高的仅一定的延迟输出电压Uo; UI当由低到高输入电压时,MOS管从关断状态转换为导通状态,在由放电的RDS的杂散电容CL的充电,放电时间常数τ≈rDSCL。可见,输出电压Uo也受到一定的延迟可以转化为低。但由于比的RDS RD较小,因此,从OFF到ON的转变时间由传导比导致更短的转换时间关。

  由于在的RDS MOS的漏 - 源电阻比饱和电阻的RCE晶体管大得多,漏极电阻RD也比RC晶体管的外部集电极电阻较大,从而充电MOS晶体管,放电时间越长,从而使MOS晶体管的开关速度比晶体管的开关速度低。然而,在CMOS电路中,由于充电电路和放电电路是低电阻电路,使充电和放电过程比CMOS电路更快,使得更高的开关速度。

  导电装置为对应于所述开关的开关闭合。

  NMOS特性,超过一定值时的Vgs是被接通,为的情况下(低侧驱动器)时,源极接地时,只要栅极电压达到V或V可以是一个。

  PMOS特性的小于某一值将被导通的Vgs,是适合的情况下,当连接到VCC的源电极(高侧驱动器)。然而,虽然PMOS可以很容易地被用作高边驱动器,但由于导通电阻的,昂贵的,并且较少更换型的原因,高驱动器,通常的NMOS或。

  无论是PMOS或NMOS,进行两者的存在后的导通电阻,使得电流将在这个电阻器消耗能量,所消耗的能量的这一部分被称为导通损耗。选择导通的MOS小管的阻力会减小导通损耗。现在小导通电阻的功率MOS一般在几十毫欧的,也有几毫。

  MOS开启和关闭的时候,肯定不会在瞬时。横跨MOS工艺的电压降,流有一个上升的过程,在此期间的电流,MOS晶体管是电压和电流,开关损耗的损失的产品被称为。开关损耗一般比传导损耗大得多,但更快的开关频率,损失越大。

  打开电压和电流的乘积较大,存在的一大损失。缩短切换时间,当每个导通,可以减少损失; 较低的开关频率可减少每单位时间的开关次数。这两种方法都可以减少开关损耗。

  与双极晶体管相比较,一般认为,该MOS是没有电流,只要GS电压大于一定值时,它。这是很容易做到的,但我们还需要加快。

  可以在MOS晶体管的结构可以看出,GS,GD之间的寄生电容,驱动MOS晶体管,实际上充电和放电电容器。一种用于电容充电电流,充电电容器作为电容器可以立即被看作是短路的需要,瞬时电流会比较大。第一MOS的选择/设计的管要注意的是,驱动器提供的瞬时短路电流大小。

  注意,第二,常用高驱动NMOS的栅极接通电压低于所需电压源更大的。和源极电压和漏极电压(VCC)时,MOS是由相同的高驱动,所以当高于VCC或VV的栅极电压。如果在同一个系统,以获得比电压VCC较大,需要一种特殊的升压电路。许多被集成电荷泵电动机驱动器应当注意的是合适的外部电容器的选择,以获得足够的短路电流来驱动MOS晶体管。

  它说上述现有的V或V是MOS晶体管的导通电压,当然也需要有一定的余量设计。和电压越高,更快的接通电阻也变小了。现在有ON电压MOS不太有效在不同的领域,但在V汽车电子系统,通常足够导电以使用v。

  的MOS晶体管的最显着的特性是良好的开关特性,因此被广泛用于电子开关电路的需要,一个共同的开关电源和驱动的电动机,照明调光。

  电源设计做,或者做一个驱动电路区,这是不可避免的使用FET,MOS晶体管是公知的。有许多类型的MOS晶体管的,也有很多用途。利用权力或驾驶,当然,这是它的开关动作。

  无论是N型或P型MOS晶体管,其工作方式基本上相同的。MOS晶体管被施加到栅极的电压的输入端,以控制所述漏极的电流输出端。MOS晶体管是通过其特征的电压控制装置施加到栅极电压控制装置,电荷存储效应由于基极电流时引起的开关也不会发生,从而开关应用的晶体管,MOS晶体管的开关速度它应该比晶体管快。主要原理被示出:图。

  我们使用在开关电源电路中的MOS晶体管是开漏,作为连接到负载完好,称为漏极开路,漏极开路连接的负载无关的漏极多高电路电压在开与关的负载切换当前。理想的模拟开关器件。这种MOS晶体管制成的开关装置的原理。当然,在形式使用更多的MOS晶体管作为开关电路。

  在开关电源的应用,这样的应用需要定期MOS晶体管被导通和关断。例如,DC-DC电源共同的基本降压转换器依赖于两个MOS晶体管以执行切换功能,这些开关交替能量存储在电感器,并且能量到负载。我们往往选择比几百kHz甚至MHz的频率更多,因为频率越高,磁性元件可以更小更轻。在正常操作期间,MOS管相当于一个导体。因此,电源电路,或我们最关心的设计师是尽量减少MOS的导通损耗。

  我们经常看到的MOS晶体管的PDF参数,使用RDS MOS晶体管制造商(ON)参数来定义的导通电阻,开关应用,RDS(ON)是该装置的最重要的特征。电流数据表定义RDS(ON)和栅极(或驱动)电压VGS和流过相关的开关,但足够用于栅极驱动器,RDS(ON)是相对静态的参数。MOS晶体管已经在容易热被接通。此外,将温度慢慢升高也可以导致增加的结RDS(ON)的。数据表MOS晶体管预定的热阻抗参数,其定义为一个封装的半导体结MOS晶体管的冷却能力。最简单的定义是RθJC的热阻结到外壳。

  ①热情况有,电路设计的问题,是使MOS晶体管在一个线性工作状态下工作,而不是在关断状态。这也是发热MOS晶体管的原因。如果N-MOS开关做,G级电压比电源更高的供电几V,以便完全导通,P-MOS相反。没有完全打开和引起过多的功耗,相当于比较大的直流电阻,压降的压降增加时,U * I也增加,这意味着热损失。这是最忌讳的错误的电路设计。

  ②频率太高,主要有时过分追求体积,导致频率增加了MOS晶体管的损失增加,从而使热生成增加

  ③不够好热设计,电流太高时,MOS晶体管的电流标称值,为了通常要求达到良好的热。因此,最大电流小于所述ID,可能严重发热,足够的辅助散热片。

  管④MOS错误的选择,功率的不正确确定时,MOS管的内部电阻没有充分考虑,导致开关电阻增大。

  事实上,这些问题也是老生常谈的问题,做开关电源或知识应该由心脏学习,当然,有时也有其他方面的考虑MOS晶体管开关驱动器,其主要的原因是多了几个。

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