KA_IX

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动图解释三级管驱动和场效应管驱动

2021-7-29 11:59:17 显示全部楼层
1、三级管驱动电路设计及使用
三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。
三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区(b),两侧部分是发射区(e)和集电区(c),排列方式有PNP和NPN两种,如下所示:
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NPN型三极管
NPN型三极管,适合集电区(c)连接负载到VCC,发射区(e)连接到GND,若此时基区(b)电压高于发射区(e)0.7V,NPN型三极管导通。基区(b)用高电平驱动NPN型三极管导通,低电平驱动截止。
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NPN型三极管驱动电路设计时,基区(b)除了连接限流电阻外,最好连接10~20K下拉电阻到GNG,优点如下所示:
①使基区(b)控制电平由高变低时,基区(b)能够更快被拉低,NPN型三极管能够更快更可靠地截止;
②系统刚上电时,基极是确定的低电平。
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PNP型三极管
PNP型三极管,适合发射区(e)连接到VCC,集电区(c)连接负载到GND,若此时基区(b)电压低于发射区(e)0.7V,NPN型三极管导通。基区(b)用高电平驱动PNP型三极管截止,低电平驱动导通。
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PNP型三极管驱动电路设计时,基区(b)除了连接限流电阻外,最好连接10~20K上拉电阻到VCC,优点如下所示:
①使基区(b)控制电平由低变高时,基区(b)能够更快被拉高,PNP型三极管能够更快更可靠地截止;
②系统刚上电时,基极是确定的高电平。
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NPN和PNP三极管电流放大满足以下条件:
三极管直流增益(β/hFE)公式为:β/hFE≈Ic/Ib,故β/hFE=Ic/Ib=57mA/567uA≈100(以上选型的NPN和PNP三极管β/hFE为100);
Ic≈Ib+Ie,故57mA≈567uA+57mA。

2、场效应管驱动电路设计及使用
场效应管是一种利用场效应原理工作的半导体器件,和三极管相比,场效应三极管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小及易于集成等特点,可应用于小信号放大、功率放大、信号驱动及振荡器中。
场效应管可分为结型场效应三极管(JFET)和绝缘栅型场效应三极管(MOSFET) 两种,每种类型又有N沟道和P沟道两种结构。场效应三极管有栅极(gate)、源极(source)和漏极(drain)3个管脚,分别相当于三极管的基区(b)、发射区(e)和集电区(c)。由于场效应三极管的源极S和漏极D是对称的,实际应用中可以互换。场效应三极管与普通三极管在外观上有相似之处,电路符号分别如下所示:
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下面以绝缘栅型场效应三极管(MOSFET)为例,简要介绍其驱动电路设计及使用。

P-MOS场效应管

P-MOS场效应管,适合源极(source)连接VCC,漏极(drain)连接负载到GND,当栅极(gate)电压低于源极(source)电压超过阈值电压(Vth)后,P-MOS场效应管导通。栅极(gate)用低电平驱动P-MOS场效应管导通,高电平时截止。
设定下图P-MOS场效应管阈值电压(Vth)为-1.5V,导通状况如下所示:
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P-MOS场效应管驱动电路设计时,除了连接限流电阻外,最好连接10~20k上拉电阻到VCC,使栅极(gate)控制电平由低变高时,能够更快被拉高,P-MOS场效应管能够更快更可靠地截止。
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N-MOS场效应管
栅极(gate)、源极(source)和漏极(drain)
N-MOS场效应管,适合源极(source)连接GND,漏极(drain)连接负载到VCC,当只要栅极(gate)电压高于源极(source)电压超过阈值电压(Vth)后,N-MOS场效应管即可导通。N-MOS场效应管用高电平驱动导通,低电平截止。
设定下图N-MOS场效应管阈值电压(Vth)为1.5V,导通状况如下所示:
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N-MOS场效应管栅极(gate)除连接限流电阻外,更优的设计是,连接接10~20k下拉电阻到GND,使栅极(gate)控制电平由高变低时,能够更快被拉低,N-MOS场效应管能够更快更可靠地截止。
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