關(guān)于MOS管開關(guān)電路的特點以及工作原理解析
隨著社會的快速發(fā)展,我們的MOS管開關(guān)電路也在快速發(fā)展,那么你知道MOS管開關(guān)電路的詳細資料解析嗎?接下來讓小編帶領大家來詳細地了解有關(guān)的知識。MOS管開關(guān)電路是利用MOS管柵極(g)控制MOS管源極(s)和漏極(d)通斷的原理構(gòu)造的電路。因MOS管分為N溝道與P溝道,所以開關(guān)電路也主要分為兩種。
通常情況下,它通常用于高端驅(qū)動MOS,并且柵極電壓在導通時必須大于源極電壓。當高端驅(qū)動MOS晶體管導通時,源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,因此柵極電壓比VCC大4V或10V。如果在同一系統(tǒng)中,則應獲得大于VCC的電壓。需要一個特殊的升壓電路。許多電機驅(qū)動器都集成了電荷泵。應該注意的是,應該選擇適當?shù)耐獠侩娙萜饕垣@得足夠的短路電流來驅(qū)動MOS管。
使用MOS管設計開關(guān)電源或電機驅(qū)動電路時,大多數(shù)人會考慮MOS的導通電阻,最大電壓和最大電流。許多人只考慮這些因素。這樣的電路可以工作,但是效果不是很好,并且不能作為正式的產(chǎn)品設計。
MOS管是電壓驅(qū)動的??梢哉f,只要柵極電壓達到導通電壓,DS就可以導通,并且柵極串可以以任何電阻導通。但是,如果要求開關(guān)頻率更高,則可以將柵極接地或VCC視為電容器。對于電容器,串的電阻越大,柵極達到導通電壓的時間就越長,并且MOS處于半導通狀態(tài)。持續(xù)時間越長,半導體狀態(tài)下的內(nèi)部電阻越大,發(fā)熱量越大,并且MOS容易損壞。因此,柵極串在高頻下的電阻不僅較小,而且通常增加預驅(qū)動電路。
MOSFET是一種FET(另一種是JFET),可以制造為增強型或耗盡型,P溝道或N溝道,共有4種類型,但實際應用僅是增強模式N溝道MOS管和增強型P溝道MOS管,因此通常提到NMOS,或者PMOS指這兩個。
對于這兩個增強型MOS管,更常使用NMOS。原因是導通電阻小且易于制造。因此,NMOS通常用于開關(guān)電源和電機驅(qū)動應用。在下面的介紹中,NMOS也是主要重點。
MOS管的三個引腳之間存在寄生電容。這不是我們所需要的,而是由制造過程的限制引起的。寄生電容的存在使設計或選擇驅(qū)動電路時更加麻煩,但無法避免。
如您在MOS管原理圖上所見,在漏極和源極之間有一個寄生二極管。這稱為體二極管。在驅(qū)動感性負載(例如電動機)時,此二極管非常重要。順便說一下,體二極管僅存在于單個MOS管中,通常在集成電路芯片內(nèi)部找不到它。
MOS管開關(guān)電路的特點
MOS管種類和結(jié)構(gòu)
MOSFET是一種FET(另一種是JFET),可以制造為增強型或耗盡型,P溝道或N溝道,共有4種類型,但實際應用僅是增強模式N溝道 MOS管和增強型P溝道MOS管,因此通常提到NMOS,或者PMOS指這兩個。 對于這兩個增強型MOS管,更常使用NMOS。 原因是導通電阻小且易于制造。 因此,NMOS通常用于開關(guān)電源和電機驅(qū)動應用。
MOS管導通特性
進行操作是指充當一個開關(guān),等效于一個閉合的開關(guān)。 NMOS的特性Vgs大于某個值時,它將導通,適用于源極接地(低側(cè)驅(qū)動)的情況,只要柵極電壓達到4V或10V。
PMOS的特性,Vgs小于某個值,它將被打開,適用于將源連接到VCC(高端驅(qū)動器)的情況。 但是,盡管PMOS可以方便地用作高端驅(qū)動器,但由于導通電阻大,價格高以及替換類型少,NMOS通常用于高端驅(qū)動器。
MOS開關(guān)管損失
無論是NMOS還是PMOS,導通后都會存在導通電阻,因此電流會在該電阻上消耗能量,這部分能量稱為傳導損耗。 選擇導通電阻小的MOS管將減少傳導損耗。 當前的低功率MOS管的導通電阻通常在幾十毫歐左右,并且也有幾毫歐。
以上是對MOS管開關(guān)電路相關(guān)知識的詳細分析。 我們需要繼續(xù)積累實踐經(jīng)驗,以便我們可以設計更好的產(chǎn)品并更好地發(fā)展我們的社會。