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详解MOSFET管驱动电路基础

关于MOSFET很多人不太了解,这次小边会带你仔细梳理,也许对你的知识体系更全面。以下是正确的MOSFET及MOSFET总结驱动电路基础,参考一些数据。正在使用中MOS当管道设计开关电源或电机驱动电路时,大多数人会考虑MOS也有很多人只考虑这些因素,比如导通电阻、最大电压、最大电流等。这种电路可能可以工作,但不是很好,不允许作为正式的产品设计。

1、MOS管道类型和结构MOSFET管是FET一个(另一个)JFET),可制成增强型或耗尽型,P沟道或N沟通有四种类型,但实际应用只有增强型N沟道MOS管和增强型P沟道MOS因此,通常提到管道NMOS,或者PMOS指的是这两种。右图是这两种。MOS管的符号。

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至于为什么不使用耗尽型MOS不建议刨根问底。对于这两种增强型。MOS更常用的管道是NMOS。原因是导电阻小,制造方便。因此,一般用于开关电源和电机驱动的应用NMOS。下面的介绍大多是NMOS为主。在MOS从管道原理图可以看出,泄漏极和源极之间有一个寄生二极管。这被称为体式二极管,它在驱动感性负载(如电机)时非常重要。顺便说一句,体式二极 管只是单个的MOS集成电路芯片中通常没有管道。MOS管道的结构图通常画在右图所示的原理图中。(栅极保护用二极管有时不画)

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2、MOS管导通特性导通是指作为开关,相当于开关闭合。NMOS的特性,Vgs如果大于一定值,则导通,适用于源极接地(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs如果小于一定值,就会导通,使用与源极接VCC情况(高端驱动)。然而,尽管如此PMOS它可以很容易地用作高端驱动,但由于导通电阻大、价格昂贵、替代品种少,通常用于高端驱动NMOS。右图是瑞萨2SK3418的Vgs电压和Vds电压关系图。当可以看到小电流时,Vgs达到4V,DS可以认为间压降已经很小了。

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3、MOS无论开关管损失如何NMOS还是PMOS,导通后有导通电阻,所以在DS当间流过电流时,两端会有电压(如2)SK如3418特征图所示),这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量称为导通损耗。选择导通电阻小的MOS管道会减少导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,也有几毫 欧。MOS导通和截止时间一定不能在瞬间完成。MOS两端电压下降,流过的电流上升,MOS管道损失是电压和电流的乘积,称为开关损失。通常,开关损失远大于导通损失,开关频率越快,损失越大。MOS管道通行时的波形。可以看出,瞬时电压和电流的乘积非常大,造成了巨大的损失。减少开关时间,减少每次通行时的损失;减少开关频率,减少单位时间内的开关次数。这两种方法都可以减少开关损失。

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4、MOS与双极性晶体管相比,一般认为管道驱动MOS只要管道不需要电流,只要GS如果电压高于一定值,就可以了。这很容易做到,但我们仍然需要速度。MOS在管的结构中可以看到,GS,GD寄生电容器之间存在,MOS管道的驱动实际上是对电容器的充放电。电容器的充电需要一个电流,因为电容器可以在瞬间被视为短路,因此瞬间电流将相对较大。选择/设计MOS管道驱动时,首先要注意的是可以提供瞬时短路电流的大小。二是高端驱动广泛使用NMOS,导通时,栅极电压大于源极电压。高端驱动MOS管道导通时源极电压和漏极电压(VCC)相同, 所以此时栅极电压比VCC大4V或10V。如果在同一个系统中,要得到比较VCC大电压需要一个特殊的升压电路。许多电机驱动器集成了电荷泵。应注意的是, 应选择合适的外部电容器,以获得足够的短路电流驱动MOS管道。上述4V或10V是常用的MOS当然,设计管道的导电压需要一定的余量。而且电压越高,导通速度越快,导通电阻越小。也有导通电压较小的MOS在不同的领域工作,但在12V在汽车电子系统中,4V导通就够了。MOS管的驱动电路及其损失,可以参考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。讲得很详细,不打算多写。

5、MOS管应用电路MOS管道最显著的特点是开关特性好,因此广泛应用于需要电子开关的电路中,如开关电源和电机驱动,以及照明和调光。这三个应用程序在各个领域都有详细的介绍,这里没有写太多。

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