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不同的MOS管的不同点在哪里?

HOTKING 2019-03-07 16:17:03 MOS管 NMOS MOS开关管 MOS-FET

MOS管为压控元件,你只要加到它的压控元件所需电压就能使它导通,它的导通就像三极管在饱和状态一样,导通结的压降最小,这就是常说的精典是开关作用,去掉这个控制电压经就截止。在各种项目中,我们基本都用增强型mos管,分为N沟道和P沟道两种。

MOS管为压控元件,你只要加到它的压控元件所需电压就能使它导通,它的导通就像三极管在饱和状态一样,导通结的压降最小,这就是常说的精典是开关作用,去掉这个控制电压经就截止。在各种项目中,我们基本都用增强型mos管,分为N沟道和P沟道两种。

 

我们常用的是NMOS,因为其导通电阻小,且容易制造。在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。


1.导通特性

NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。

PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。

 

2.MOS开关管损失

不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,几毫欧的也有。

MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越高,损失也越大。

导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。缩短开关时间,可以减小每次导通时的损失;降低开关频率,可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。

 3.MOS管驱动

跟双极性晶体管相比,一般认为使MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。这个很容易做到,但是,我们还需要速度。

在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。

第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。

 

4.增强型和耗尽型MOS-FET

增强型MOS-FET在栅极不加电压的情况下是关断的,只有当Vgs满足开通条件时才会形成导电沟道,才会导通。

耗尽型MOS-FET在栅极不加电压的情况下是开通的,只用当Vgs满足关断条件的时候导电沟道才会夹断。 

5.结型和绝缘栅型场效应管

1、绝缘栅型场效应管栅极容易被击穿损坏,所以在包装上绝缘栅型长效性管管脚间都是短路的或者用金属箔包裹的。而结型场效应管在包装上就无此要求。

2、绝缘栅型场效应管的G、S两端的正、反向电阻值都很大近乎不导通;结型场效应管的G、S端电阻值呈PN结的正、反向阻值。可用万用表的电阻档来判断。

3、绝缘栅型场效应管较常用,因为它的输入阻抗高。

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