兩種最基本的MOS管 N溝道與P溝道

2021-06-22 09:02:32 字數 1314 閱讀 1107

在實際專案中,我們基本都用增強型mos管,分為n溝道和p溝道兩種。

我們常用的是nmos,因為其導通電阻小,且容易製造。在mos管原理圖上可以看到,漏極和源極之間有乙個寄生二極體。這個叫體二極體,在驅動感性負載(如馬達),這個二極體很重要。順便說一句,體二極體只在單個的mos管中存在,在積體電路晶元內部通常是沒有的。

1.導通特性

nmos的特性,vgs大於一定的值就會導通,適合用於源極接地時的情況(低端驅動),只要柵極電壓達到4v或10v就可以了。

pmos的特性,vgs小於一定的值就會導通,適合用於源極接vcc時的情況(高階驅動)。但是,雖然pmos可以很方便地用作高階驅動,但由於導通電阻大,**貴,替換種類少等原因,在高階驅動中,通常還是使用nmos。

2.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歐左右,幾毫歐的也有。

mos在導通和截止的時候,一定不是在瞬間完成的。mos兩端的電壓有乙個下降的過程,流過的電流有乙個上公升的過程,在這段時間內,mos管的損失是電壓和電流的乘積,叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多,而且開關頻率越高,損失也越大。

導通瞬間電壓和電流的乘積很大,造成的損失也就很大。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。

3.mos管驅動

跟雙極性電晶體相比,一般認為使mos管導通不需要電流,只要gs電壓高於一定的值,就可以了。這個很容易做到,但是,我們還需要速度。

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。對電容的充電需要乙個電流,因為對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,普遍用於高階驅動的nmos,導通時需要是柵極電壓大於源極電壓。而高階驅動的mos管導通時源極電壓與漏極電壓(vcc)相同,所以這時柵極電壓要比vcc大4v或10v。如果在同乙個系統裡,要得到比vcc大的電壓,就要專門的公升壓電路了。很多馬達驅動器都整合了電荷幫浦,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。

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