MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計及應用
下面是我對MOSFET及MOSFET驅(qū)動電路基礎(chǔ)的一點總結(jié),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(qū)動以及應用電路?!?/p>本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/187158.htm
在使用MOS管設(shè)計開關(guān)電源或者馬達驅(qū)動電路的時候,大部分人都會考慮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(shè)計也是不允許的。
1、MOS管種類和結(jié)構(gòu)
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種類型,但實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。所以開關(guān)電源和馬達驅(qū)動的應用中,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寄生二極管。這個叫體二極管,在驅(qū)動感性負載(如馬達),這個二極管很重要。順便說一句,體二極管只在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的。下圖是MOS管的構(gòu)造圖,通常的原理圖中都畫成右圖所示的樣子。 (柵極保護用二極管有時不畫)
MOS管的三個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(shè)計或選擇驅(qū)動電路的時候要麻煩一些,但沒有辦法避免,在MOS管的驅(qū)動電路設(shè)計時再詳細介紹。
2、MOS管導通特性
導通的意思是作為開關(guān),相當于開關(guān)閉合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會導通,適合用于源極接地時的情況(低端驅(qū)動),只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導通,使用與源極接VCC時的情況(高端驅(qū)動)。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動,但由于導通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在高端驅(qū)動中,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,Vgs達到4V,DS間壓降已經(jīng)很小,可以認為導通。
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