您好!歡迎光臨烜芯微科技品牌官網!

深圳市烜芯微科技有限公司

ShenZhen XuanXinWei Technoligy Co.,Ltd
麻豆国产一区、三極管、MOS管、橋堆

全國服務熱線:18923864027

MOS與MOS驅動電路基礎總結
  • 發布時間:2020-06-27 17:03:57
  • 來源:
  • 閱讀次數:
MOS與MOS驅動電路基礎總結
在使用MOS管設計開關電源或者馬達驅動電路的時候,大部分人都會考慮MOS管的導通電阻、最大電壓、最大電流等,也有很多人僅僅考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的,但並不是優秀的,作為正式的產品設計也是不允許的。
下麵是我對MOS及MOS驅動電路基礎的一點總結,其中參考了一些資料。包括MOS管的介紹、特性、驅動以及應用電路。
MOSFET管FET的一種(另一種是JEFT),可以被製造成增強型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實際應用的隻有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管,所以通常提到的NMOS,或者PMOS就是指這兩種。
至於為什麽不適用號耗盡型的MOS管,不建議刨根問底。
對於這兩種增強型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小,且容易製造。所以開關電源和馬達驅動的應用中,一般都用NMOS,下麵的介紹中,也多以NMOS為主。
MOS管的三個管教之間有寄生電容存在,這不是日韩国产成人需要的,而是由於製造工藝限製產生的,寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動電路的時候要麻煩一些,但沒有辦法避免,後邊再詳細介紹。
在MOS管原理圖上可以看到漏極和源極之間有一個寄生麻豆国产一区,這個叫體麻豆国产一区,在驅動感性負載(如馬達),這個麻豆国产一区很重要。順便說一句,體麻豆国产一区隻在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內部通常是沒有的。
MOS管導通特性
導通的意思是作為開關,相當於開關閉合。
NMOS的特性,Vgs大於一定的值就會導通,適用於源極接地的情況(低端驅動),隻要柵極電壓達到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小於一定的值就會導通,適用於源極接Vcc的情況(高端驅動)。但是,雖然PMOS可以很方便的用作高端驅動,但由於導通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在高端驅動中,通常還是用NMOS。
MOS開關管損失
不管是NMOS還是PMOS,導通後都有導通電阻存在,這樣點電流就會在這個電阻上消耗能量,這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗,現在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫伏左右,幾豪歐的也有。
MOS在導通和截止的時候,一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個下降的過程,流過的電流有一個上升的過程,在這段時間內,MOS管的損失時電壓和電流的乘積,叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多,而且開關頻率越快,損失也越大。
導通瞬間電壓和電流的乘積很大,造成的損失也很大。縮短開關時間,可以減小每次導通時的損失,降低開關頻率,可以減小單位時間內的開關次數。這兩種辦法都可以減小開關損失。
MOS管驅動
跟雙極性晶體管相比,一般認為使MOS管導通不需要電流,隻要GS電壓高於一定的值,就可以了。這個很容易做到,但是,日韩国产成人還需要速度。
在MOS管的結構中可以看到,在GS、GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅動,實際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個電流,因為電容充電瞬間可以把電容看成短路,所以瞬間電流會比較大。選擇/設計MOS管驅動時第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。
第二注意的是,普遍用於高端驅動的NMOS,導通時需要是柵極電壓大於源極電壓。而高端驅動的MOS管導通時源極電壓和漏極電壓(Vcc)相同,所以這是柵極電壓要比Vcc大4V或10V。如果在同一個係統裏,要得到比Vcc大的電壓,就要專門的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵,要注意的是應該選擇合適的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅動MOS管。
上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓,設計時當然需要有一定的餘量。而且電壓越高,導通速度越快,導通電阻也越小。現在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領域,但在12V汽車電子係統裏,一般4V導通就夠用了。
MOS管的驅動電路及其損失,可以參考Microchip公司的AN799 matching MOSFET Drivers to MOSFETs, 講述得很詳細,所以不打算多寫了。
MOS管應用電路
MOS管最顯著的特性是開關特性好,所以被廣泛應用於需要電子開關的電路中,常見的如開關電源和馬達驅動電路,也有照明調光。
現在的MOS驅動,有幾個特別的需求:
1. 低壓應用
當使用5V電源,這時候如果使用傳統的圖騰柱結構,由於三極管的be隻有0.7V左右的壓降,導致實際最終加載gate上的電壓隻有4.3V,這時候,日韩国产成人選用標稱gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風險。同樣的問題也發生在使用3V或者其他低壓電源的場合。
2. 寬電壓應用
輸入電壓並不是一個固定值,它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅動電壓是不穩定的。
為了讓MOS管在高gate電壓下安全,很多MOS管內置了穩壓管強行限製gate電壓的幅值。在這種情況下,當提供的驅動電壓超過穩壓管的電壓,就會引起較大的靜態功耗。
同時,如果簡單的用電阻分壓的原理降低gate電壓,就會出現輸入電壓比較高的時候,MOS管工作良好,而輸入電壓降低的時候gate電壓不足,引起導通不夠徹底,從而增加功耗。
3. 雙電壓應用
在一些控製電路中,邏輯部分使用典型的5V或3.3V數字電壓,而功率部分使用12V甚至更高的電壓。兩個電壓采用共地方式連接。
這就提出一個要求,需要使用一個電路,讓低壓側能夠有效的控製高壓側的MOS管,同時高壓側的MOS管也同樣會麵對1和2提到的問題。
在這三種情況下,圖騰柱結構無法滿足輸出需求,而很多現成的MOS驅動IC,似乎也沒有包含gate電壓限製的結構。
MOS驅動電路基礎
烜芯微專業製造麻豆国产一区,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,1500家電路電器生產企業選用,專業的工程師幫您穩定好每一批產品,如果您有遇到什麽需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹
相關閱讀