提供低損耗大功率的MOSFET

　　硅功率二極管的PN結(jié)通常有大約1.2V的壓降。這個(gè)壓降使得功率二極管上消耗了相當(dāng)?shù)哪芰?，從而造成電源效率的損失。對(duì)于一個(gè)有120W電源和24V標(biāo)稱電壓的太陽(yáng)能板，一個(gè)防止回流的二極管可能產(chǎn)生6W功率損失，或相當(dāng)于受控能量的5%。此外，為二極管散熱而開發(fā)一個(gè)冷卻系統(tǒng)的成本也可能產(chǎn)生問(wèn)題。



　　本例給出了一個(gè)更經(jīng)濟(jì)的方案，它用一個(gè)工作在開關(guān)模式的MOSFET晶體管，代替了傳統(tǒng)的功率二極管。圖1顯示了采用一只MOSFET晶體管Q1的整流電路，MOSFET管在on狀態(tài)下有低的漏-源電阻。電路中，V2代表一個(gè)36V的交流電源。負(fù)載包括9Ω電阻RL和25 mH線圈L1。當(dāng)電源正極高于漏極電壓負(fù)極時(shí)，比較器IC1產(chǎn)生Q1的柵極電壓。因此，源極作為整流器的正極，而漏極則作為負(fù)極。電路利用了沿晶體管源-漏方向傳導(dǎo)電流的能力。



　　Q1導(dǎo)通實(shí)際上縮小了襯底與漏極之間的寄生二極管，從而盡量減少了功耗。當(dāng)柵-源電壓為低時(shí)，Q1及其寄生二極管均關(guān)斷。二極管D1 和電阻R1 用于限制比較器兩輸入端上的電壓。



　　圖2給出了負(fù)載電壓以及整流器Q1 上的壓降。圖3表示整流器的正常工作情況，其中，最大負(fù)載電流2.65A時(shí)，壓降為33 mV；Q1 工作在歐姆區(qū)。反之，如果采用MOSFET，則壓降變?yōu)?29 mV，獲得最大連續(xù)功率為1.66W（圖4）。



　　這種方案可用于有任意數(shù)量二極管的任何類型整流器。此外，本電路可以用于DC/DC和DC/DC轉(zhuǎn)換器，因?yàn)楫?dāng)在橋電路中使用功率MOSFET時(shí)，它們可以同時(shí)傳導(dǎo)有功電流和無(wú)功電流。這個(gè)方案避免了在MOSFET中使用襯底-漏極寄生二極管的要求。