MOSFET與MOSFET驅動(dòng)電路原理及應用
下面是我對MOSFET及MOSFET驅動(dòng)電路基礎的一點(diǎn)總結,其中參考了一些資料,非全部原創(chuàng )。包括MOS管的介紹,特性,驅動(dòng)以及應用電路?!?/p>本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/166816.htm
在使用MOS管設計開(kāi)關(guān)電源或者馬達驅動(dòng)電路的時(shí)候,大部分人都會(huì )考慮MOS的導通電阻,最大電壓等,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,但并不是優(yōu)秀的,作為正式的產(chǎn)品設計也是不允許的。
1、MOS管種類(lèi)和結構
MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被制造成增強型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類(lèi)型,但實(shí)際應用的只有增強型的N溝道MOS管和增強型的P溝道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。右圖是這兩種MOS管的符號。
至于為什么不使用耗盡型的MOS管,不建議刨根問(wèn)底。
對于這兩種增強型MOS管,比較常用的是NMOS。原因是導通電阻小且容易制造。所以開(kāi)關(guān)電源和馬達驅動(dòng)的應用中,一般都用NMOS。下面的介紹中,也多以NMOS為主。
在MOS管原理圖上可以看到,漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管。這個(gè)叫體二極管,在驅動(dòng)感性負載(如馬達),這個(gè)二極管很重要。順便說(shuō)一句,體二極管只在單個(gè)的MOS管中存在,在集成電路芯片內部通常是沒(méi)有的。下圖是MOS管的構造圖,通常的原理圖中都畫(huà)成右圖所示的樣子。 (柵極保護用二極管有時(shí)不畫(huà))
MOS管的三個(gè)管腳之間有寄生電容存在,如右圖所示。這不是我們需要的,而是由于制造工藝限制產(chǎn)生的。寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動(dòng)電路的時(shí)候要麻煩一些,但沒(méi)有辦法避免,在MOS管的驅動(dòng)電路設計時(shí)再詳細介紹。
2、MOS管導通特性
導通的意思是作為開(kāi)關(guān),相當于開(kāi)關(guān)閉合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會(huì )導通,適合用于源極接地時(shí)的情況(低端驅動(dòng)),只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會(huì )導通,使用與源極接VCC時(shí)的情況(高端驅動(dòng))。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動(dòng),但由于導通電阻大,價(jià)格貴,替換種類(lèi)少等原因,在高端驅動(dòng)中,通常還是使用NMOS。
右圖是瑞薩2SK3418的Vgs電壓和Vds電壓的關(guān)系圖??梢钥闯鲂‰娏鲿r(shí),Vgs達到4V,DS間壓降已經(jīng)很小,可以認為導通。
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