mos管是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會(huì)影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對稱的。
和晶體管不一樣,MOS管的參數(shù)中沒有直接給出管壓降,而是給出導(dǎo)通電阻Rds(on),SI2301的導(dǎo)通電阻在Dd=3.6A時(shí)是85mΩ,在Id=2A時(shí)是115mΩ,這樣可算出它的管壓降在3.6A和2A時(shí)分別為0.306V和0.23V。
我昨天有幸拜讀了xueflyer寫的MOS管的那點(diǎn)事兒(點(diǎn)這里),這篇教程制作得非常好,讓人一目了然,加深了對MOS管的理解。但該教程中關(guān)于MOS管的導(dǎo)通電壓方面還講得不夠清楚,教程中講到用于信號(hào)控制的MOS管的導(dǎo)通電壓為5v左右,只要導(dǎo)通就行,不需要完全導(dǎo)通時(shí)沒講清楚。相信不少新手都還會(huì)有疑問,為什么這里導(dǎo)通電壓Vgs只要5v左右,為什么不需要完全導(dǎo)通?在這里我借花獻(xiàn)佛,根據(jù)MOS管資料來為大家圖文解析一下,先看一個(gè)用于信號(hào)控制的小功率N溝道MOS管2N7000,如下圖
大家看到了吧,Rds(on)是MOS管導(dǎo)通時(shí),D極和S極之間的內(nèi)生電阻,它的存在會(huì)產(chǎn)生壓降,所以越小越好。D極與S極間電流Id最大時(shí)完全導(dǎo)通。在圖中可以看到Vgs=10v完全導(dǎo)通,電阻Rds=5歐左右,電流Id=500mA(最大,完全導(dǎo)通),產(chǎn)生壓降Vds=2.5v。而Vgs=4.5v時(shí),Id=75mA(不是最大,沒完全導(dǎo)通),Rds=5.3歐左右,雖然沒完全導(dǎo)通,但產(chǎn)生的壓降Vds=0.4v最小,比Vgs=10v產(chǎn)生的壓降小得多。對于信號(hào)控制(控制DS極導(dǎo)通接地實(shí)現(xiàn)高低平)來說只要電壓,不需要電流(為什么?這里是信號(hào)和電源的區(qū)別,基礎(chǔ)很重要,這里不做解釋,不懂的請先惡補(bǔ)一下基礎(chǔ)),所以只要求MOS管導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的壓降越小越好,可以使D極的電壓直接被拉為接近0v,因此首選Vgs=4.5v左右,而不選10v。有些用于信號(hào)控制的MOS管如2N7002K,Vgs為10V和4.5V時(shí)產(chǎn)生的壓降差不多,可以根據(jù)情況選擇10v或者4.5v左右的導(dǎo)通電壓。因此對信號(hào)控制來說,原則上是選擇導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的壓降越小越好。
那么對于使用在電源控制方面,既需要電壓也需要電流的大功率MOS管來說,就需要完全導(dǎo)通,那么導(dǎo)通電壓是多少呢?我們再來看一個(gè)大功率N溝道MOS管AO1428A,如下圖
從圖中可以看出Vgs為10v和4.5v時(shí),Id為12.4A,都達(dá)到最大,都可完全導(dǎo)通。但10v比4.5v的導(dǎo)通電阻小,產(chǎn)生壓降小(大約差0.7v),并且10v的開關(guān)速度快,損失的能量少,開關(guān)效率高,所以首選10v。
至于P溝道MOS管,跟N溝道的差不多,這時(shí)不做解析了,它用在信號(hào)控制方面的很少,主要是用在電源控制如AO4425,G極電壓必須低于S極10V以上,也就是Vgs《-10v,才能完全導(dǎo)通(Rds= 9 mΩ左右)。如下圖
總結(jié):信號(hào)控制使用的MOS管,只要電壓,不需要電流,要求導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的壓降Vds最小,首選Vgs=4.5v左右,對信號(hào)控制來說,原則上是選擇導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的壓降越小越好。電源控制使用的MOS管,既要電壓也要電流,要求完全導(dǎo)通,要求Id最大,產(chǎn)生的壓降Vds最小,首選Vgs=10v左右。
如何把Mos管導(dǎo)通時(shí)電壓降控制在最小
在用FDS6890A型號(hào)N-mos,用作開關(guān),漏極加10伏電壓,柵極加0到5伏方波控制導(dǎo)通閉合,但是測量源極電壓時(shí)候只有0到8伏的方波輸出。
怎么提高M(jìn)os管效率,或者是用一些高級(jí)點(diǎn)的電路?
首先要了解MOS管的工作原理。MOS管與一般晶體三極管是不同的。它是電壓控制元件,它是柵極電壓控制的是S-D極間的體電阻。在柵極施加不同的電壓,源-漏極之間就會(huì)有電阻的變化,這就是MOS管的工作原理。柵極電壓對應(yīng)在器件S-D極的電阻變化曲線可以查器件手冊。根據(jù)MOS管的這個(gè)特性,既可以選擇將MOS管作放大器工作,也可以選擇作為開關(guān)工作。
根據(jù)以上原理分析,在你的問題中,如果要使MOS管作在開關(guān)狀態(tài),就要對柵極施加足夠的電壓,它才能充分起到開關(guān)作用。你在柵極施加的電壓只有5V(對于單管而言我認(rèn)為柵極電壓低了,一般應(yīng)該在12V左右比較好),這個(gè)電壓下MOS管的夾斷電阻依然比較大,所以輸出只有8V。
評論
查看更多