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                            MOS管當開關管是如何實用

                            信息來源:本站 日期:2017-06-11 

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                            普通狀況下普遍用于高端驅動的MOS,導通時需求是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅動的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.假如在同一個系統里,要得到比VCC大的電壓,就要特地的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵,要留意的是應該選擇適宜的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅動MOS管。

                            MOS管是電壓驅動,按理說只需柵極電壓到到開啟電壓就能導通DS,柵極串多大電阻均能導通。但假如請求開關頻率較高時,柵對地或VCC能夠看做是一個電容,關于一個電容來說,串的電阻越大,柵極到達導通電壓時間越長,MOS處于半導通狀態時間也越長,在半導通狀態內阻較大,發熱也會增大,極易損壞MOS,所以高頻時柵極柵極串的電阻不但要小,普通要加前置驅動電路的。下面我們先來理解一下MOS管開關的根底學問。

                            MOS管的開關特性

                            一、靜態特性
                            MOS管作為開關元件,同樣是工作在截止或導通兩種狀態。由于MOS管是電壓控制元件,所以主要由柵源電壓uGS決議其工作狀態?! 」ぷ魈匦匀缦拢?

                            uGS<開啟電壓UT:MOS管工作在截止區,漏源電流iDS根本為0,輸出電壓uDS≈UDD,MOS管處于“斷開”狀態,其等效電路如下圖所示。

                            uGS>開啟電壓UT:MOS管工作在導通區,漏源電流iDS=UDD/(RD+rDS)。其中,rDS為MOS管導通時的漏源電阻。輸出電壓UDS=UDD·rDS/(RD+rDS),假如rDS《RD,則uDS≈0V,MOS管處于“接通”狀態,其等效電路如上圖(c)所示。

                            二、動態特性
                            MOS管在導通與截止兩種狀態發作轉換時同樣存在過渡過程,但其動態特性主要取決于與電路有關的雜散電容充、放電所需的時間,而管子自身導通和截止時電荷積聚和消散的時間是很小的。下圖 (a)和(b)分別給出了一個NMOS管組成的電路及其動態特性表示圖。


                            NMOS管動態特性表示圖

                            當輸入電壓ui由高變低,MOS管由導通狀態轉換為截止狀態時,電源UDD經過RD向雜散電容CL充電,充電時間常數τ1=RDCL.所以,輸出電壓uo要經過一定延時才由低電平變為高電平;當輸入電壓ui由低變高,MOS管由截止狀態轉換為導通狀態時,雜散電容CL上的電荷經過rDS停止放電,其放電時間常數τ2≈rDSCL.可見,輸出電壓Uo也要經過一定延時才干轉變成低電平。但由于rDS比RD小得多,所以,由截止到導通的轉換時間比由導通到截止的轉換時間要短。

                            由于MOS管導通時的漏源電阻rDS比晶體三極管的飽和電阻rCES要大得多,漏極外接電阻RD也比晶體管集電極電阻RC大,所以,MOS管的充、放電時間較長,使MOS管的開關速度比晶體三極管的開關速度低。不過,在CMOS電路中,由于充電電路和放電電路都是低阻電路,因而,其充、放電過程都比擬快,從而使CMOS電路有較高的開關速度。

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