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MOSFET的驱动技术有哪些?图文并茂告诉你真相!

2019-8-19 12:46| 发布者: 家电维修网| 查看: 376| 评论: 0

摘要: 一、MOSFET简介■MOSFET的全称为:metal oxide semiconductor field-effect transistor,中文通常称之为,金属-氧化层-半导体-场效晶体管.■MOSFET最早出现在大概上世纪60年代,首先出现在模拟电路的应用。■功率MOS ...


一、MOSFET简介


■MOSFET的全称为:metal oxide semiconductor field-effect transistor,中文通常称之为,金属-氧化层-半导体-场效晶体管.

■MOSFET最早出现在大概上世纪60年代,首先出现在模拟电路的应用。

■功率MOSFET在上世纪80年代开始兴起,在如今电力电子功率器件中,无疑成为了最重要的主角器件。



二、MOSFET的简单模型




三、MOSFET的一些主要参数


■耐压:通常所说的VDS,或者说是击穿电压。那么一般MOS厂家是如何来定义这个参数的呢?

■上面这个例子显示,当驱动电压为0,Vds达到200V的时候,Id这个电流达到了250uA,这个时候认为已经达到击穿电压。

■不同的厂家对此定义略有不同,但是基本上来说,当电压超过击穿电压,MOS的漏电流就会急剧上升。

■导通电阻:

■MOSFET在导通之后,其特性可以近似认为是一个电阻

■上面这个例子表示,在驱动电压为10V的时候,导通电阻为0.18欧姆

■导通电阻的温度关系:

■MOS的导通电阻随温度上升而上升,下图显示该MOS的导通电阻在结温为140度的时候,为20度时候的2倍。



■导通阀值电压:就是当驱动电压到达该值之后,可认为MOS已经开通。


■上面这个例子,可以看到当Vgs达到2-4V的时候,MOS电流就上升到250uA。这时候可认为MOS已经开始开通。

■驱动电压和导通电阻,最大导通电流之间的关系

■从下图可以看到,驱动电压越高,实际上导通电阻越小,而且最大导通电流也越大



■导通阀值电压随温度上升而下降

■MOSFET的寄生二极管



■寄生二极管比较重要的特性,就是反向恢复特性。这个在ZVS,同步整流等应用中显得尤为重要。

■MOSFET的寄生电容



■这三个电容的定义如下:


■MOS的寄生电容都是非线性电容,其容值和加在上面的电压有关。所以一般的MOS厂家还会用另外一个参数来描述这个特性:


■用电荷来描述


四、MOSFET的驱动技术


■MOS虽然是电压型驱动,但是由于寄生电容的存在,必须要求驱动电路提供一定的驱动电流。

■较小的驱动电流,会导致MOS的GS电压上升缓慢,降低了开关速度,提高了开关损耗。

■米勒电容Cgd



■米勒电容虽然看起来很小,但是对驱动的影响很大,特别在VDS比较高的场合。但是在ZVS和同步整流等应用中,由于VDS会在驱动上来之前,下降到零,就不存在这个问题。



■上面的例子定义驱动能力为峰值电流(在特定条件下)



■有些厂商就用内阻来定义驱动能力。

■当IC本身的驱动能力不足的时候,就需要外加驱动电路来增强驱动能力,以达到快速开关MOS的需求

■1.采用分立器件,比如图腾柱。

■2.采用集成的驱动IC.

■MOSFET的低端(low side)驱动:

■所谓低端驱动,就是驱动电路的参考地,就是MOS的S端。


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