MOSFET应用案例解析:开关电源应用从定义上而言,这种应用需要MOSFET定期导通和关断。同时,有数十种拓扑可用于开关电源,这里考虑一个简单的例子。DC-DC电源中常用的基本降压转换器依靠两个MOSFET来执行开关功能(下图),这些开关交替在电感里存储能量,然后把能量开释给负载。目前,设计职员经常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率,由于频率越高,磁性元件可以更小更轻。开关电源中第二重要的MOSFET参数包括输出电容、阈值电压、栅极阻抗和雪崩能量。场效应管的发展趋势是向着高集成度、低功耗、高可靠性和多功能化方向发展。徐州金属半导体场效应管厂家精选
场效应管由源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)三个主要部分组成。在JFET中,栅极和通道之间通过PN结隔离;而在MOSFET中,栅极和通道之间由一层绝缘材料(通常是二氧化硅)隔离。当在栅极施加适当的电压时,会在栅极下方的半导体中形成一个导电沟道,从而控制漏极和源极之间的电流流动。主要参数阈值电压(Vth):使场效应管开始导电的较小栅极电压。阈值电压是场效应管从截止区(Cutoff Region)过渡到饱和区(Saturation Region)的临界电压。当栅极-源极电压(VGS)低于Vth时,场效应管处于关闭状态,通道不导电;当VGS超过Vth时,通道形成,电流开始流动。东莞强抗辐场效应管生产厂家在放大电路中,场效应管可以起到线性放大的作用,输出的信号与输入信号成正比。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。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。可以在MOS管关断时为感性负载的电动势提供击穿通路从而避免MOS管被击穿损坏。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。
场效应管(FET)是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,并以此命名,场效应管[2]是常见的电子元件,属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(10^8~10^9Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。场效应晶体管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分别发明,但是实用的器件一直到1952年才被制造出来(结型场效应管),1960年Dawan Kahng发明了金属氧化物半导体场效应晶体管,从而大部分代替了JFET,对电子行业的发展有着深远的意义。在使用场效应管时,应避免过流和过压情况,以免损坏器件或影响电路性能。
MOSFET选型注意事项:MOSFET的选型基础MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导 通。导通时,电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总 是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电 压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。在设计电路时,合理选择场效应管的型号和工作参数,以满足电路要求。东莞强抗辐场效应管生产厂家
场效应管的栅极电压对其导电性能有明显影响,通过调节栅极电压可以控制电路的输出。徐州金属半导体场效应管厂家精选
对比:场效应管与三极管的各自应用特点:1.场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c,它们的作用相似。2.场效应管是电压控制电流器件,由vGS控制iD,其放大系数gm一般较小,因此场效应管的放大能力较差;三极管是电流控制电流器件,由iB(或iE)控制iC。3.场效应管栅极几乎不取电流(ig»0);而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的栅极输入电阻比三极管的输入电阻高。4.场效应管是由多子参与导电;三极管有多子和少子两种载流子参与导电,而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大,因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用场效应管。徐州金属半导体场效应管厂家精选