兩個MOS管串聯(lián)接法有何應(yīng)用?MOS管柵極串聯(lián)電阻有什么作用
今天,小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/MOS" target="_blank">MOS管的有關(guān)報道,通過閱讀這篇文章,大家可以對MOS管具備清晰的認識,主要內(nèi)容如下。
一、兩個MOS管串聯(lián)接法的應(yīng)用
該部分是關(guān)于兩個MOS 管串聯(lián)組成反向電流阻斷電路的介紹。
兩個MOS管背靠背串聯(lián),組成雙向開關(guān)。
Figure 1 示例為Back-to-Back Connected PMOS 組成的Bidirectional Power Switch.
Figure 1: Back-to-Back Connected PMOS
應(yīng)用場景: 鋰電池充放電電路。
A. 通過USB 給Battery 充電,當(dāng)控制Q3 導(dǎo)通, USB 電源通過Q1 體二極管與Q3 形成通路,VGS(Q1)=VGS(Q2) < 0, 于是Q1 和 Q2 導(dǎo)通, 實現(xiàn)Battery 充電。
B. Battery 給USB 外接的負載供電,當(dāng)控制Q3 導(dǎo)通, Battery電源通過Q2 體二極管與Q3 形成通路,VGS(Q1)=VGS(Q2) < 0, 于是Q1 和 Q2 導(dǎo)通, 實現(xiàn)給USB 接口電路供電。
C. 當(dāng)控制Q3 關(guān)斷時, USB 無法給Battery 充電, Battery 也無法給USB 負載供電,這種架構(gòu)可以實現(xiàn)電流防倒灌功能/反向電流阻斷。
D. MOS 管基極的電容C 充使得導(dǎo)通變緩,可以起到限制雙向的浪涌電流。
E. 兩個NMOS 組成的反向電流阻斷電路,參考Figure 2, Figure 3,其中Figure 2 的接法更為常見。
Figure 2: Back-to-Back Connected NMOS in Common Drain
Figure 3: Back-to-Back Connected NMOS in Common Source
為什么要用兩個MOS 背靠背串聯(lián)呢? 可以用單獨一個MOS來實現(xiàn)嗎?
A.使用1個MOS管,當(dāng)控制MOS 關(guān)斷時,由于MOS 體二極管的作用,Battery 還可以通過體二極管放電,起不到關(guān)斷作用,參考Figure 4.
Figure 4: One MOS Design
B. 使用2個MOS管,當(dāng)控制兩個MOS 都關(guān)斷時,由于MOS 體二極管反向串聯(lián),可以起到阻斷Battery 放電作用, 參考Figure 5.
Figure 5: Two MOS in Series Design
二、MOS管柵極串聯(lián)電阻有什么作用
與反向并聯(lián)的二極管一同構(gòu)成硬件死區(qū)電路
驅(qū)動電路電壓源為MOS結(jié)電容充電時經(jīng)過柵極電阻,柵極電阻降低了充電功率,延長了柵極電容兩端電壓達到MOS管開啟電壓的速度;結(jié)電容放電時經(jīng)過二極管,放電功率不受限制,故此情況下MOS管開啟速度較關(guān)斷速度慢,形成硬件死區(qū)。
限流
當(dāng)使用含內(nèi)部死區(qū)的驅(qū)動或不需要硬件死區(qū)時,是否可以省去柵極電阻呢?答案是不行。
當(dāng)開啟MOS管為結(jié)電容充電瞬間,驅(qū)動電路電壓源近似短接到地,當(dāng)驅(qū)動電路電壓源等價電源內(nèi)阻較小時,存在過流燒毀驅(qū)動(可能是三態(tài)門三極管光耦甚至是單片機不能短接到地的IO口等等)的風(fēng)險。
消除振鈴
同時,由于PCB布線電感、布線電阻和結(jié)電容構(gòu)成構(gòu)成LCR震蕩,在布線電阻R及電壓源輸出阻抗較小的一般情況下,MOS管柵極電壓波動可能十分明顯,造成振鈴現(xiàn)象使MOS管開啟不穩(wěn)定。在柵極串接一個阻值合適的電阻,可減小震蕩的波動幅度,降低MOS管開啟不穩(wěn)定的風(fēng)險。
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