Awen

  • 297 主题
  • 658 帖子
  • 2235 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀 灌水之王
  • E币:2319

(原创)场效应晶体管,开关电源中的重要器件

2021-1-15 16:32:22 显示全部楼层

金属-氧化物-半导体场效应晶体管由源极、栅极和漏极构成,MOS场效应晶体管与结型场效应晶体管的不同在于,它的栅极与沟道之间是绝缘的,因此,MOS管的栅极电流更小。MOS管有时也称为绝缘栅场效应晶体管。

MOS管场效应晶体管有两类,耗尽型和增强型。增强型MOS管广泛应用于分立电路和集成电路,在分立电路中,MOS管主要用作于电源开关,控制大电流的导通和关断,在集成电路中,MOS管主要用作数字开关,这是现代计算机内部的基本操作。耗尽型MOS管的使用虽然不多,但仍在通信电路射频前端的射频放大器中有所应用。

耗尽型MOS管和JFET一样,都是常通器件,即当VGS=0时,有漏极电流,对JFET而言,Idss是漏极电流的最大值。而对于耗尽型MOS管,只要栅压偏置的极性正确,使得沟道中的载流子数量增加,则产生的漏极电流可以大于Idss,如N沟道耗尽型MOS管,当VGS为正时,漏极电流Id大于Idss。

耗尽型晶体管的电压增益相对较低,该器件主要的优点是输入电阻很高,因而可以用来解决电路的负载问题,同时,MOS管具有优异的低噪声性能,当信号很弱的时候,在系统前端各级使用MOS管具有明显的优势,这种应用在通信电子电路中非常普遍。

增强型MOS管,P型衬底延展到表面的二氧化硅层,源极和漏极之间是没有N沟道的,当栅极电压为零时,源极和漏极之间的电流为零,因此,EMOS管在栅电压为零时是常断的,EMOS管需要加正栅压才能获得电流,当栅压为正时,它吸引自由电子到P区与二氧化硅层附近的空穴都被填满,则那里余下的自由电子便开始在源极和漏极之间流动,相当于在二氧化硅层附近产生一个很薄的N型层,这个可以导电的薄层叫做N反型层,当该反型层出现时,自由电子便可以很容易地从源极流到漏极。

能够产生N反型层的最小VGS称作阀值电压,符号为VGS(th)。当VGS小于VGS(th)时,漏极电流为零,当VGS大于VGS(th)时,N反型层使源区和漏区相连接,漏极电流可从中流过,小信号器件的典型VGS(th)值为1~3V。


JFET被认为是耗尽型器件,因为它的导电性能取决于耗尽层的状况,EMOS管则被认为是增强型器件,因为栅源电压大于阀值电压时可使导电性增强,当栅电压为零时,JFET导通,而EMOS管截止,所以,EMOS称为常断器件。


EMOS管的VGS必须大于VGS(th)才能获得漏极电流,因此,对于EMOS管不能采用自偏置、电流源偏置和零偏置的方法,这些偏置的方法只适用于耗尽型工作模式。对于EMOS管的偏置方法只有栅极偏置、分压器偏置和源极偏置。


最大栅源电压(VGS) MOS管有一层很薄的二氧化硅绝缘层,能够阻止栅电流。该绝缘层应尽可能薄,使栅极电压对漏极电流的控制作用更强。由于绝缘层很薄,所以当栅源电压过大时,很容易被击穿。

漏源导通电阻Rds(on),当EMOS管可以被偏置在电阻区时,相当于一个电阻Rds(on),规格书上都会列出该电阻在特定漏极电流和栅源电压下的阻值。

当然,关于MOS还有很多的关键参数,这里就不在一一列举了,记得之前在某个大神的文章上看到,我这里也就不再继续列举了,都是些文字,大家看着也眼花,总之我们选取这部分的器件的时候都是需要考量裕量的问题,这个是重中之中,后续再更新关于电源中其他器件的选取以及工作原理。




您需要登录后才可以评论 登录 | 立即注册

最新评论

楼层直达:

月下萤虫

  • 35 主题
  • 56 帖子
  • 1496 积分
  • 身份:管理员
  • 论坛新秀
  • E币:878
月下萤虫 2021-1-18 17:08:11 显示全部楼层
认真读完了,思索中..........

点评

哈哈,感谢大佬的支持  详情 回复 发表于 2021-1-18 20:14

陆羽泡的茶

  • 352 主题
  • 365 帖子
  • 4716 积分
  • 身份:LV5 资深技术员
  • E币:1837

Awen

  • 297 主题
  • 658 帖子
  • 2235 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀 灌水之王
  • E币:2319
Awen 2021-1-18 20:14:38 显示全部楼层
月下萤虫 发表于 2021-1-18 17:08
认真读完了,思索中..........

哈哈,感谢大佬的支持
广告

Awen

  • 297 主题
  • 658 帖子
  • 2235 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀 灌水之王
  • E币:2319

haizitadie

  • 0 主题
  • 50 帖子
  • 381 积分
  • 身份:LV2 初级技术员
  • E币:1026
haizitadie 2021-1-21 14:26:11 显示全部楼层
大佬,写的内容比较多,就是看的不是很懂,要是图文并茂就更完美了

点评

感谢大佬的建议,大佬的建议很好  详情 回复 发表于 2021-1-21 16:43

Awen

  • 297 主题
  • 658 帖子
  • 2235 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀 灌水之王
  • E币:2319
Awen 2021-1-21 16:43:09 显示全部楼层
haizitadie 发表于 2021-1-21 14:26
大佬,写的内容比较多,就是看的不是很懂,要是图文并茂就更完美了

感谢大佬的建议,大佬的建议很好

点评

自已顶个帖咯,哈哈  详情 回复 发表于 2021-1-29 23:27

Awen

  • 297 主题
  • 658 帖子
  • 2235 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀 灌水之王
  • E币:2319
Awen 2021-1-29 23:27:40 显示全部楼层
Awen 发表于 2021-1-21 16:43
感谢大佬的建议,大佬的建议很好

自已顶个帖咯,哈哈
快速回复
7
13
广告
关闭 热点推荐上一条 /2 下一条
快速回复 返回列表