第一个电路是我素未谋面的朋友抄的电路,这个电路是在一个已经量产产品上的电路,所以说大家也是可以放心借鉴与参考(可以适当增加防护或缓起等)。做低功耗的应该会比较实用,因为断电就是0功耗(仅有一点点PMOS漏电),非常好用省电。
NMOS在实际应用中为何比PMOS要更受欢迎,本文将从导电沟道、电子迁移率和器件速度等多个方面来展开讲解。 首先是在性能方面考虑: 与NMOS管驱动能力相同的一个PMOS管,其器件面积可能是NMOS管的2~3倍,然而器件面积会影响导通电阻、输入/输出电容,而这些相关的参数容易导致电路的延迟。 同样,在相同的尺寸条件下,PMOS管沟道导通电阻比NMOS要大一些,这样开关导通损耗相应也会比NMOS管要大一些。 在沟道方面我们还可以进行再详解: NMOS的沟道是由 N 型半导体构成,而PMOS的沟道则是由P型半导体构成。由于N型半导体的电子浓度比P型半导体高,所以NMOS的电子迁移率比PMOS高,也就是说,在相同的电场下,NMOS中的电子速度比PMOS中的电子速度快。 在这里我们需要提到,由于有了迁移率的差别,才有速度与沟道导通电阻的差别,也正是如此,PMOS管的应用范围受到限制。 在工艺方面,PMOS管与NMOS管的制造差异并不大,随着工艺的不断进步,这种差异也已经越来越小。 那么,为什么NMOS的电子迁移率比PMOS高,NMOS中的电子速度比PMOS中的电子速度快? 我们简单先了解电子/空穴迁移率: 电子迁移率,指的是电子在电场力作用下运动快慢的物理量。 电子浓度相同的两种半导体材料,一般情况下,在两端施加相同的电压,迁移率更大的那个半导体材料,它里面的电子运动速度越快,单位时间通过的电子数会越多,也就是说,电流越大。 因此我们可以解释为,电子迁移率越高的半导体材料,其电阻率越低,在通过相同的电流时,其损耗会越小。 空穴迁移率与电子迁移率一样,空穴迁移率越高,损耗越小。 不过在一般情况下(上面也有提到),电子的迁移率是要比空穴要高的。 这是因为空穴是电子的空位,空穴的运动,本质上来讲,是电子从一个空穴移动到另外一个空穴。 这里就要回来讲NMOS和PMOS的导电沟道差异了。 MOS的载流子只有一种,电子或者空穴。在偏压下会形成反型层作为导电沟道,也就是载流子的迁移路径。 NMOS管在导通时形成的是N型导电沟道,也就是说用来导电的是电子。而PMOS管导通,形成的是P型导电沟道,用来导电的是空穴。简单笔记如下: 类别 沟道 载流子 NMOS N型 电子 PMOS P型 空穴 一般而言,电子迁移速率是空穴迁移速率的五到十倍,根据材料和结构以及其本身特性的不同,这个倍数甚至会更高。 因为电子比空穴的迁移率要高,所以同体积大小与同掺杂的情况下,NMOS管的损耗要比PMOS管小很多。 除了功耗之外,电子/空穴迁移率还影响着器件的速度。 NMOS管的截止频率(输入/输出 = 1时的频率) 从结果会得出,截止频率与电子迁移率成正比。 因此,电子迁移率越高,NMOS管可以在更高的频率的情况下工作。 当NMOS的Vgs电压高频率变化时,形成的导电沟道的厚薄也会跟着发生变化。 这个导电沟道的变化是通过电子的移动来形成的,电子移动速度越快(换言之电子迁移率越高),那么导电沟道就能更快地响应Vgs的变化,其中的缘由涉及到NMOS管的工作原理。 这就说明,电子迁移率越高,器件的工作频率越高。同样的,PMOS管也一样。 除了以上讲的几个方面外,选择NMOS管较多的还有其它因素,比如价格问题,市面上的PMOS一般会比NMOS的价格要高,这是因为市场经济方面多个因素构成的,在选择MOS管时,NMOS在综合考虑之后被选择的要多的多。 对于NMOS管在实际应用中更受欢迎的原因,最后做个简单总结: ①NMOS的沟道导通电阻要比PMOS小得多,其开关导通损耗较小; ②NMOS是N型沟道,载流子是电子;PMOS是P型沟道,载流子是空穴。电子迁移速率比空穴迁移速率要快,在损耗方面与开关速度方面NMOS更有优势; ③N型MOS管通过的电流能力相比PMOS会更大; ④市面上的价格等因素影响。
一.实验目的 1. 认识电路板设计中的要素:元器件的类型(芯片、电阻、电容、电感、接插件等)、封装、安装方式,以及PCB设计、生产、验证等过程。 2. 认识原理图schematic中的元件符号、符号库、线、网络标签等;电路布板PCB Layout中的元件封装、封装库、布线、过孔、覆铜、层。 3. 掌握KiCad下载、安装和工作流程。 4.完成DC-DC转换电路的PCB layout。 5.掌握KiCad的第三方插件安装,能输出BOM文件。 6.掌握输出制造工艺要求的Gerber光绘文件。 二.实验资源KiCad5.1.10软件(含Eeschema和Pcbnew工具)三.实验步骤1.PIC单片机电路(1) 根据KiCad指导书中的步骤绘制PIC单片机原理图(2) 进行连线,覆铜等操作 (3) 三维视图及物料表 2.sim卡座封装绘制 阅读getting started in KiCad.pdf中第8章,KiCad的元件封装库,参照9.2数据手册中相关资料,完成元件7P自弹MICROSIM卡座的封装绘制。绘制结果如下: 3.DC-DC转换电路 (1)原理图绘制,使用给定的封装设置物料表: (2) 按照DC-DC电源PCB布局要点及布局板框和接口图,完成PCB布局布线 (3) 生成Gerber文件,(文件见工程压缩包) https://github.com/A-Y-1/HNU/tree/main/%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%B5%8B%E8%AF%95%E5%B9%B3%E5%8F%B0/%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%B5%8B%E8%AF%95%E5%B9%B3%E5%8F%B01四.实验总结1.通过实验熟悉了KidCad的使用,原理图的绘制,PCB布板的方法,物料表的生成,Gerber文件的生成,覆铜的方法等相关知识。2.通过实验完整的体验了电路设计及布板的流程,并学习了相关的方法和步骤3.认识了KidCad的元件库,封装库,和绘制元件符号的方法。4.完成了DC-DC原理图的绘制,了解了其电路工作原理。并完成了Gerber文件的生成以及通过嘉立创得到了样板,体会了自行设计电路的过程,解决了绘图和布线过程中的问题。5.布线需要清楚电路原理,并有耐心的进行覆铜,绘制等操作,才能完成合理,可用的电路布板。 版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议, 原文链接:https://blog.csdn.net/Aaron503/article/details/125828091
IRF1404是N极性MOS管,IRF1404基本描述:-先进的工艺技术-超低导通电阻-动态的dv / dt评级-操作温度175°C-快速切换-完全Avalanche额定IRF1404主要特征:第七代HEXFET®功率MOSFETs从整流器采用国际先进加工工艺技术,...
IRF9530是P极性MOS管,IRF9530主要特征:•动态dV/dt额定值•重复雪崩额定•p沟道•175℃操作温度•快速交换•易于并行•驱动器要求简单IRF9530基本描述:第三代功率mosfts从Vishay提供设计师与最佳组合的快速切换,坚固耐用...
IRF7455是N极性MOS管,IRF7455主要特征:- 在4.5V Vgs时,拥有超低Rds(on)-低电荷和低栅阻抗来降低切换损失-充分表征Avalanche电压和电流IRF7455核心参数:Rds On-漏源导通电阻:7.5 mOhmsVgs - 栅极-源极电压:- 12...
AO4805是双沟通P极性MOS管,AO4805主要特征:Vds:-30VId(at VGS=-20V) : -9ARds(ON) (at VGS=-20V) : < 15mΩRds(ON) (at VGS =-10V) : < 18mΩAO4805基本描述:A04805结合了先进的沟道MOSFET技术和低电阻封装...
对一名电源设计工程师而言,在设计电源方案时,总是希望前端输入是理想的,没有过冲、负压、短路等情况。然而实际的系统输入大多数不稳定,会存在过冲谐振、反压以及短路等风险,这些不稳定...
MOS管数据手册上的相关参数有很多,以MOS管VBZM7N60为例,下面一起来看一看,MOS管的数据手册一般会包含哪些参数吧。 极限参数也叫绝对最大额定参数,MOS管在使用过程当中,任何情况下都不能超过下图的这些极限参数,否则MOS管有可能损坏。 VDS表示漏极与源极之间所能施加的最大电压值。VGS表示栅极与源极之间所能施加的最大电压值。ID表示漏极可承受的持续电流值,如果流过的电流超过该值,会引起击穿的风险。IDM表示的是漏源之间可承受的单次脉冲电流强度,如果超过该值,会引起击穿的风险。关注公众号:硬件笔记本 EAS表示单脉冲雪崩击穿能量,如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压,则器件不会发生雪崩击穿,因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。EAS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。 PD表示最大耗散功率,是指MOS性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率,使用时要注意MOS的实际功耗应小于此参数并留有一定余量,此参数一般会随结温的上升而有所减额。(此参数靠不住) TJ, Tstg,这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间,应避免超过这个温度,并留有一定余量,如果确保器件工作在这个温度区间内,将极大地延长其工作寿命。 dV/dt反映的是器件承受电压变化速率的能力,越大越好。对系统来说,过高的dv/dt必然会带来高的电压尖峰,较差的EMI特性,不过该变化速率通过系统电路可以进行修正。 热阻表示热传导的难易程度,热阻分为沟道-环境之间的热阻、沟道-封装之间的热阻,热阻越小,表示散热性能越好。 △VDS/TJ表示的是漏源击穿电压的温度系数,正温度系数,其值越小,表明稳定性越好。 VGS(th)表示的是MOS的开启电压(阀值电压),对于NMOS,当外加栅极控制电压 VGS超过 VGS(th) 时,NMOS就会导通。 IGSS表示栅极驱动漏电流,越小越好,对系统效率有较小程度的影响。 IDSS表示漏源漏电流,栅极电压 VGS=0 、 VDS 为一定值时的漏源漏流,一般在微安级。 RDS(ON)表示MOS的导通电阻,一般来说导通电阻越小越好,其决定MOS的导通损耗,导通电阻越大损耗越大,MOS温升也越高,在大功率电源中,导通损耗会占MOS整个损耗中较大的比例。 gfs表示正向跨导,反映的是栅极电压对漏源电流控制的能力,gfs过小会导致MOSFET关断速度降低,关断能力减弱,过大会导致关断过快,EMI特性差,同时伴随关断时漏源会产生更大的关断电压尖峰。 Ciss表示输入电容,Ciss=Cgs+Cgd,该参数会影响MOS的开关时间,该值越大,同样驱动能力下,开通及关断时间就越慢,开关损耗也就越大。关注公众号:硬件笔记本 Coss表示输出电容,Coss=Cds+Cgd;Crss表示反向传输电容,Crss=Cgd(米勒电容)。这两项参数对MOSFET关断时间略有影响,其中Cgd会影响到漏极有异常高电压时,传输到MOSFET栅极电压能量的大小,会对雷击测试项目有一定影响。 Qg、Qgs、Qgd、td(on)、tr、td(off)、tf这些参数都是与时间相互关联的参数。开关速度越快对应的优点是开关损耗越小,效率高,温升低,对应的缺点是EMI特性差,MOSFET关断尖峰过高。 IS 、ISM这些参数如果过小,会有电流击穿风险。 VSD、trr如果过大,在桥式或LCC系统中会导致系统损耗过大,温升过高。 Qrr该参数与充电时间成正比,一般越小越好。 输出特性曲线是用来描述MOS管电流和电压之间关系的曲线,特性曲线会受结温的影响,一般数据手册上会列出两种温度下的特性曲线。 根据MOS管的输出特性曲线,取Uds其中的一点,然后用作图的方法,可取得到相应的转移特性曲线。从转移特性曲线上可以看出当Uds为某值时,Id与Ugs之间的关系。 MOS的导通电阻跟结温是呈现正温度系数变化的,也就是结温越高,导通电阻越大。MOS数据手册上一般会画出当VGS=10V时的导通电阻随温度变化的曲线。 电容容量值越小,栅极总充电电量QG越小,开关速度越快,开关损耗就越小,开关电源DC/DC变换器等应用,要求较小的QG值。 MOS管一般会有一个寄生二极管,寄生二极管对MOS管有保护的作用,它的特性跟普通的二极管是一样的,也具有正向导通的特性。 最大安全工作区是由一系列(电压,电流)坐标点形成的一个二维区域,MOS管工作时的电压和电流都不能超过该区域,如果超过这个区域就存在危险。 可以看到,MOS管的相关参数其实有很多,其实,在一般应用中,我们主要考虑漏源击穿电压VDS、持续漏极电流ID、导通电阻RDS(ON)、最大耗散功率PD、开启电压VGS(th),开关时间,工作温度范围等参数就可以了。关注公众号:硬件笔记本
1、功能简述 STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器(ROM)。STC89C52具有以下标准功能:8k字节Flash,512字节RAM,32位I/O 口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。 2、引脚分类 3、引脚功能 难易程度:P0>P2>P3>P1 1、P1 = 1个锁存器+一个场效应管驱动器+2个三态门缓冲期 准双向P1口:8个相同的结构电路,组成P1特殊功能寄存器(90H) p1 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。 2、复用口P3特殊功能寄存器(B0H) = 1个锁存器+1个场效应管驱动器+2个三态门缓冲器+1个与非门 用作输出端口:单片机内部相关电路会送出“1”到与非门的一个输入端(第二功能输出端),打开与非门(与非门的特点是:一个输入端为“1”时,输出端与另一个输入端状态始终相反)。若要将P3端口用作输出端口,CPU给锁存器的CL端送写锁存器信号,内部总线送来的数据通过D端进入锁存器并从Q端输出,再通过与非门和晶体管两次反相后从P3端口引脚输出。 用作输入端口:单片机内部相关电路会送出“1”到与非门的一个输入端(第二功能输出端),打开与非门(与非门的特点是:一个输入端为“1”时,输出端与另一个输入端状态始终相反)。若要将P2端口用作输入端口,CPU会先往P3锁存器写“1”,让Q=1,与非门输出“0”,晶体管截止,关闭P3端口的输出电路,然后CPU往输入三态门控制端送一个读引脚控制信号,输入三态门打开,从P3端口引脚输入的信号经过输入缓冲器和输入三态门送到内部总线。用作第二功能: 3、高8位拓展地址总线P2(A0H)= 1个锁存器+2个三态门缓冲器+1个场效应管驱动器+两路开关+非门 用作输出端口:单片机内部相关电路会送控制信号到电子开关的控制端,让电子开关与P2锁存器的Q端连接。若要将P2端口用作输出端口,CPU会通过内部总线将数据送到锁存器的D端,同时给锁存器的CL端送写锁存器信号,D端数据存入锁存器并从Q端输出,再通过电子开关、非门和晶体管从P2端口引脚输出。 用作输入端口:单片机内部相关电路会送控制信号到电子开关的控制端,让电子开关与P2锁存器的Q端连接。若要将P2端口用作输入端口,CPU会先往P2锁存器写“1”,让Q=1、,Q=1会使晶体管截止,关闭P2端口的输出电路,然后CPU往输入三态门控制端送一个读引脚控制信号,输入三态门打开,从P2端口引脚输入的信号经输入三态门送到内部总线。用作地址总线引脚:单片机内部相关电路会发出一个控制信号到电子开关的控制端,让电子开关与内部地址线接通,地址总线上的信号就可以通过电子开关、非门和晶体管后从P2端口引脚输出。 4、低8位拓展地址总线P0口(80H) = 1个锁存器+2个三态门缓冲器+2个场效应管驱动器+两路开关+非门 +与门用作输出端口: 内部CPU会送控制信号“0”到与门和电子开关,与门关闭(上晶体管VT1同时截止,将地址/数据线与输出电路隔开),电子开关将锁存器与输出电路连接,然后CPU通过内部总线往P0端口锁存器送数据和写锁存器信号,数据通过锁存器、电子开关和输出电路从P0端口的引脚输出。在P0端口用作输出端口时,内部输出电路的上晶体管处于截止(开路),下晶体管的漏极处于开路状态(称为晶体管开漏),因此需要在P0端口引脚接外部上拉电阻,否则无法可靠输出“1”或“0”。 用作输入端口: 内部CPU会先往P0端口锁存器写入“1”(往锁存器D端送“1”,同时给CL端送写锁存器信号),让,VT2截止,关闭输出电路。P0端口引脚输入的信号送到输入三态门的输入端,此时CPU再给三态门的控制端送读引脚控制信号,输入三态门打开,P0端口引脚输入的信号就可以通过三态门送到内部总线。如果单片机的CPU需要读取P0端口锁存器的值(或称读取锁存器存储的数据),会送读锁存器控制信号到三态门(上方的三态门),三态门打开,P0锁存器的值(Q 值)经三态门送到内部总线。用作地址数据总线: 单片机内部相关电路会通过控制线发出“1”,让与门打开,让电子开关和非门输出端连接。当内部地址/数据线为“1”时,“1”一方面通过与门送到 VT1的栅极,VT1导通,另一方面送到非门,反相后变为“0”,经电子开关送到VT2的栅极,VT2截止,VT1导通,P0端口引脚输出为“1”;当内部地址/数据线为“0”时,VT1截止,VT2导通,P0端口引脚输出“0”。总的来说,当单片机需要将P0端口用作地址/数据总线时,CPU会给与门和电子开关的控制端送“1”,与门打开,将内部地址/数据线与输出电路的上晶体管 VT1接通,电子开关切断输出电路与锁存器的连接,同时将内部地址/数据线经非门反相后与输出电路的下晶体管VT1接通,这样VT1、VT2状态相反,让P0端口引脚能稳定输出数据或地址信号(1或0)。 5、其他非I/O口 4、最小系统工作电路 5、时钟电路——单片机的心脏 单片机需要时钟信号才能正常工作,时钟信号是脉冲信号的一种,周期固定,占宽比1:1的矩形脉冲波。时钟电路就是通过其他元器件综合来形成的时钟信号。1.晶振时钟:通过外部晶振电路来获取时钟信号,电容用于起振。2.脉冲时钟:外部从XTAL2引脚输出时钟信号。 部分51单片机不需要外部晶振也能正常工作,优点是降低成本,缺点是RC振荡频率精度不高。 单片机的时序是对象间按照时间顺序组成的序列关系,可以用状态方程、状态图、状态表和时序图表示。时序与时钟的关系:时钟要受时钟节拍的制约。时钟度量单位:时钟周期(节拍)P、状态周期S、机器周期、指令周期。1S = 1P、1机器周期 = 6S = 12P、1指令周期 = 1~4机器周期 6、复位与复位电路 复位电路的首要功能是通电复位。使单片机恢复原始默认状态。P0-P3复位默认是全高电平。复位条件:在RST/VPD引脚端出现:大于等于10ms时间的高电平3V状态。 7、51内部结构 8、中央处理器 控制器 用途:统一指挥和控制各单元协调工作 任务:从ROM中取出指令——译码——执行指令组成:程序计数器、指令寄存器、指令译码器、数据指针寄存器程序计数器(Program Counter):指向下一条指令首地址,ROM存储单元的地址指针,可修改,让程序跳转运行复位时:PC=0——复位后程序从0开始运行。指令寄存器(Instruction Register):8位寄存器,暂存指令,等待译码。指令译码器(Instruction Decoder):将指令寄存器的指令进行译码,转为可执行的电信号,在通过定时器电路将其执行。数据指针寄存器(Data Pointer):指向ROM或者RAM存储单元的地址指针(引导数据传送)DPTR是专门的16位的外设RAM或者外部ROM准备用于读取和写入的。(16位寄存器的可寻址范围为2^16=64kb,可拆成两个8位独立寄存器DPL和DPH低8位和高8位) 运算器 作用:对数据进行算术运算和逻辑运算。功能:1.对暂存器中的数据进行运算。2.结果保存到ACC中。3.运行状态反映在PSW中 累加器ACC:一个8位寄存器,用来存放操作数或中间运行结果。状态值可由指令修改,是最繁忙的寄存器。算术逻辑单元ALU:执行算术和逻辑运算,运算结果给PSW。状态字寄存器PSW:8位寄存器,存放程序运行过程中的各种状态信息的寄存器。状态值可由指令修改 版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议, 原文链接:https://blog.csdn.net/qq_59572329/article/details/127574982