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时间:2020/3/26 阅读:3054 关键词:场效应管
MOS管设计开关电源或是马达驱动电路,我们经常考虑的是MOS管(场效应管)的导通电阻,最大电压及电流因素,但是这并不是完美的设计,甚至在正式设计中是不被接受的。
MOS管(场效应管)种类和结构
MOS管(场效应管)= FET + JFET,可设计成 增强型 + 耗尽型 + P沟道 + N沟道
最常用到的是:增强型的N沟道(NMOS) + 增强型的P沟道(PMOS)
增强型的N沟道(NMOS)优势是:通电阻小 + 容易设计,因此在开关电源,马达驱动 最常用;
MOS管(场效应管)有三个管脚,分别是G、S、D,三个管脚之间存在寄生电容,因制造工艺限制,寄生电容会让设计及选择驱动电路时会复杂一些;
MOS管(场效应管)的漏极和源极之间有一个寄生二极管,我们把它叫作体二极管,在驱动感性负载(如马达)中此二极管非常重要的,但此二极管在集成电路芯片内部是没有的。
MOS管(场效应管)的导通特性
导通(作为开关)指的是开关闭合;
NMOS管:Vgs > 一定的值,即可导通,用于:源极接地(低端驱动),栅极电压:4V、10V;
PMOS管:Vgs < 一定的值, 即可导通,用于:源极接VCC(高端驱动);
劣势:导通电阻大,替换种类少,价格贵,即很少应用于高端驱动,一般都选择NMOS管;
开关MOS管(场效应管)损失
MOS管(场效应管)导通后有导通电阻,因此电流会消耗能量,即称之导通损耗,所以设计的时候会选择MOS管(场效应管)导通电阻小的,来减少这种导通损耗;
MOS管(场效应管)开关损失是:MOS管(场效应管)两端电压下降有一个过程,电流上升有一个过程,这个时间段内损失的电压和电流的乘积,即:损失电压X 损失电流= 开关损失(开关损失 >导通损失,开关频率越快,损失也越大);
降低开关损失方法:缩短开关时间(减小导通时损失),缩短开关时间(减小单位时间内开关次数)
MOS管(场效应管)驱动
MOS管(场效应管)驱动:对GS与GD间寄生电容充放电;
而充电时需电流,对电容充电瞬间可看作短路,此瞬间电流很大,因此选用或设计此驱动注意事项如下:
1.提供瞬间短路电流大小;
2.NMOS用于高端驱动时,导通需栅极电压 > 源极电压,高端驱动MOS管导通时源极电压 = 漏极电压(VCC),此时栅极电压 > VCC 4V或10V,如果马达驱动器集成电荷泵,应选合适外接电容,有足够短路电流去驱动MOS管(场效应管);
4V和10V是MOS管常用导通电压,设计时应有一定余量,电压越高,导通速度越快,导通电阻越小,现已经有更小导通电压MOS管(场效应管)在使用,如:12V汽车电子系统,使用4V导通;
MOS管(场效应管)应用电路
优势:开关特性好
应用领域:开关电源,马达驱动,照明调光等