這就提出一個要求,需要使用一個電路,讓低壓側能夠有效的控制高壓側的MOS管,同時高壓側的MOS管也同樣會面對1和2中提到的問題。在這三種情況下,圖騰柱結構無法滿足輸出要求,而很多現成的MOS驅動IC,似乎也沒有包含gate電壓限制的結構。于是我設計了一個相對通用的電路來滿足這三種需求。mos管工作原理圖如下:用于NMOS的驅動電路用于PMOS的驅動電路NMOS驅動電路做一個簡單分析Vl和Vh分別是低端和的電源,兩個電壓可以是相同的,但是Vl不應該超過Vh。Q1和Q2組成了一個反置的圖騰柱,用來實現隔離,同時確保兩只驅動管Q3和Q4不會同時導通。R2和R3提供了PWM電壓基準,通過改變這個基準,可以讓電路工作在PWM信號波形比較陡直的位置。Q3和Q4用來提供驅動電流,由于導通的時候,Q3和Q4相對Vh和GND低都只有一個Vce的壓降,這個壓降通常只有,低于。R5和R6是反饋電阻,用于對gate電壓進行采樣,采樣后的電壓通過Q5對Q1和Q2的基極產生一個強烈的負反饋,從而把gate電壓限制在一個有限的數值。這個數值可以通過R5和R6來調節。后,R1提供了對Q3和Q4的基極電流限制,R4提供了對MOS管的gate電流限制,也就是Q3和Q4的Ice的限制。必要的時候可以在R4上面并聯加速電容。這個器件有兩個電極,一個是金屬,另一個是extrinsic silicon(外在硅)。上海好的MOS管代理商
此時N型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來而涌向柵極,但由于氧化膜的阻擋,使得電子聚集在兩個N溝道之間的P型半導體中(見圖b),從而形成電流,使源極和漏極之間導通。我們也可以想像為兩個N型半導體之間為一條溝,柵極電壓的建立相當于為它們之間搭了一座橋梁,該橋的大小由柵壓的大小決定。圖給出了P溝道的MOS管。MOS管工作原理圖工作過程,其工作原理類似這里不再重復。下面簡述一下用C-MOS場效應管(增強型MOS管)組成的應用電路的工作過程(見圖)。電路將一個增強型P溝道MOS管和一個增強型N溝道MOS場效應管組合在一起使用。當輸入端為低電平時,P溝道MOS管導通,輸出端與電源正極接通。當輸入端為高電平時,N溝道MOS場效應管導通,輸出端與電源地接通。在該電路中,P溝道MOS場效應管和N溝道MOS場效應管總是在相反的狀態下工作,其相位輸入端和輸出端相反。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時由于漏電流的影響,使得柵壓在還沒有到0V,通常在柵極電壓小于1到2V時,MOS場效應管既被關斷。不同場效應管其關斷電壓略有不同。也正因為如此,使得該電路不會因為兩管同時導通而造成電源短路。上海好的MOS管代理商放大倍數大、噪聲小、功耗低等優良性能。
1.是用N溝道還是P溝道。選擇好MOS管器件的第一步是決定采用N溝道還是P溝道MOS管。在典型的功率應用中,當一個MOS管接地,而負載連接到干線電壓上時,該MOS管就構成了低壓側開關。在低壓側開關中,應采用N溝道MOS管,這是出于對關閉或導通器件所需電壓的考慮。當MOS管連接到總線及負載接地時,就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOS管,這也是出于對電壓驅動的考慮。確定所需的額定電壓,或者器件所能承受的大電壓。額定電壓越大,器件的成本就越高。根據實踐經驗,額定電壓應當大于干線電壓或總線電壓。這樣才能提供足夠的保護,使MOS管不會失效。就選擇MOS管而言,必須確定漏極至源極間可能承受的大電壓,即大VDS。知道MOS管能承受的大電壓會隨溫度而變化這點十分重要。我們須在整個工作溫度范圍內測試電壓的變化范圍。額定電壓必須有足夠的余量覆蓋這個變化范圍,確保電路不會失效。需要考慮的其他安全因素包括由開關電子設備(如電機或變壓器)誘發的電壓瞬變。不同應用的額定電壓也有所不同;通常,便攜式設備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應用為450~600V。2.確定MOS管的額定電流。該額定電流應是負載在所有情況下能夠承受的大電流。
N溝道增強型MOS管的結構在一塊摻雜濃度較低的P型硅襯底上,制作兩個高摻雜濃度的N+區,并用金屬鋁引出兩個電極,分別作漏極d和源極s。然后在半導體表面覆蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層,在漏——源極間的絕緣層上再裝上一個鋁電極,作為柵極g。在襯底上也引出一個電極B,這就構成了一個N溝道增強型MOS管。MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數管子在出廠前已連接好)。它的柵極與其它電極間是絕緣的。圖(a)、(b)分別是它的結構示意圖和符號。符號中的箭頭方向表示由P(襯底)指向N(溝道)。P溝道增強型MOS管的箭頭方向與上述相反,如圖(c)所示。N溝道增強型MOS管的工作原理(1)vGS對iD及溝道的控制作用①vGS=0的情況從圖1(a)可以看出,增強型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個背靠背的PN結。當柵——源電壓vGS=0時,即使加上漏——源電壓vDS,而且不論vDS的極性如何,總有一個PN結處于反偏狀態,漏——源極間沒有導電溝道,所以這時漏極電流iD≈0。②vGS>0的情況若vGS>0,則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產生一個電場。電場方向垂直于半導體表面的由柵極指向襯底的電場。這個電場能排斥空穴而吸引電子。排斥空穴:使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥。場效應管分為PMOS管(P溝道型)和NMOS(N溝道型)管,屬于絕緣柵場效應管。
由于MOS管是電壓控制元件,所以主要由柵源電壓uGS決定其工作狀態。下面以NMOS管為例介紹其特性。圖(a)為由NMOS增強型管構成的開關電路。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會導通,適合用于源極接地時的情況(低端驅動),只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導通,適合用于源極接VCC時的情況(驅動)。但是,雖然PMOS可以很方便地用作驅動,但由于導通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在驅動中,通常還是使用NMOS。(以N溝道增強型MOS場效應管)它是利用VGS來控制“感應電荷”的多少,以改變由這些“感應電荷”形成的導電溝道的狀況,然后達到控制漏極電流的目的。在制造管子時,通過工藝使絕緣層中出現大量正離子,故在交界面的另一側能感應出較多的負電荷,這些負電荷把高滲雜質的N區接通,形成了導電溝道,即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。當柵極電壓改變時,溝道內被感應的電荷量也改變,導電溝道的寬窄也隨之而變,因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。MOS管的分類按溝道材料型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種;按導電方式:MOS管又分耗盡型與增強型,所以MOS場效應晶體管分為N溝耗盡型和增強型。柵極電壓很低,一般在幾伏到幾十伏之間。上海好的MOS管代理商
mos管是個開關,柵極(G)是控制端,它控制著源極(S)和漏極(D)之間是否能導通,即是否可以通過電流。上海好的MOS管代理商
在單個MOS管器件中有,在集成電路光刻中沒有,這個二極管在大電流驅動中和感性負載時可以起到反向保護和續流的作用,一般正向導通壓降在左右。因為這個二極管的存在,MOS器件在電路中不能簡單地看到一個開關的作用,比如充電電路中,充電完成,移除電源后,電池會反向向外部供電,這個通常是我們不愿意看到的結果。一般解決的方法是在后面增加一個二極管來防止反向供電,這樣雖然可以做到,但是二極管的特性決定必須有的正向壓降,在大電流的情況下發熱嚴重,同時造成能源的浪費,使整機能效低下。還有一個方法是再增加一個背靠背的MOS管,利用MOS管低導通電阻來達到節能的目的,這一特性另一個常見的應用為低壓同步整流。注意事項MOS管導通后的無方向性,MOS在加壓導通后,就類似于一根導線,只具有電阻特性,無導通壓降,通常飽和導通電阻為幾到幾十毫歐,且無方向性,允許直流和交流電通過。使用MOS管的注意事項1、為了安全使用MOS管,在線路的設計中不能超過管的耗散功率,大漏源電壓、大柵源電壓和大電流等參數的極限值。2、各類型MOS管在使用時,都要嚴格按要求的偏置接入電路中,要遵守MOS管偏置的極性。如結型MOS管柵源漏之間是PN結,N溝道管柵極不能加正偏壓。上海好的MOS管代理商
江蘇芯鉆時代電子科技有限公司是一家一般項目:技術服務、技術開發、技術咨詢、技術交流、技術轉讓、技術推廣;電子元器件批發;電子元器件零售;電子元器件與機電組件設備銷售;電力電子元器件銷售;電子設備銷售;電子測量儀器銷售;機械電氣設備銷售;風動和電動工具銷售;電氣設備銷售;光電子器件銷售;集成電路芯片及產品銷售;半導體照明器件銷售;半導體器件設備銷售;半導體分立器件銷售;集成電路銷售;五金產品批發;五金產品零售;模具銷售;電器輔件銷售;電力設施器材銷售;電工儀器儀表銷售;電工器材銷售;儀器儀表銷售;辦公設備銷售;辦公設備耗材銷售;辦公用品銷售;日用百貨銷售;機械設備銷售;超導材料銷售;密封用填料銷售;密封件銷售;高性能密封材料銷售;橡膠制品銷售;塑料制品銷售;文具用品批發;文具用品零售;金屬材料銷售;金屬制品銷售;金屬工具銷售;環境保護設備銷售;生態環境材料銷售;集成電路設計;集成電路芯片設計及服務(除依法須經批準的項目外,憑營業執照依法自主開展經營活動)的公司,致力于發展為創新務實、誠實可信的企業。江蘇芯鉆時代擁有一支經驗豐富、技術創新的專業研發團隊,以高度的專注和執著為客戶提供IGBT模塊,可控硅晶閘管,二極管模塊,熔斷器。江蘇芯鉆時代始終以本分踏實的精神和必勝的信念,影響并帶動團隊取得成功。江蘇芯鉆時代始終關注電子元器件市場,以敏銳的市場洞察力,實現與客戶的成長共贏。