三極管和MOS管的開關(guān)功能哪個(gè)略勝一籌我們?cè)谧鲭娐吩O(shè)計(jì)中三極管和mos管做開關(guān)用時(shí)候有什么區(qū)別工作性質(zhì):1.三極管用電流控制,MOS管屬于電壓控制.2、成本問題:三極管便宜,MOS管貴。3、功耗問題:三極管損耗大。4、驅(qū)動(dòng)能力:MOS管常用來(lái)電源開關(guān),以及大電流地方開關(guān)電路。實(shí)際上就是三極管比較便宜,用起來(lái)方便,常用在數(shù)字電路開關(guān)控制。MOS管用于高頻高速電路,大電流場(chǎng)合,以及對(duì)基極或漏極控制電流比較敏感的地方。一般來(lái)說(shuō)低成本場(chǎng)合,普通應(yīng)用的先考慮用三極管,不行的話考慮MOS管實(shí)際上說(shuō)電流控制慢,電壓控制快這種理解是不對(duì)的。要真正理解得了解雙極晶體管和mos晶體管的工作方式才能明白。三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的,以npn管射極跟隨器為例,當(dāng)基極加不加電壓時(shí),基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的pn結(jié)為阻止多子(基區(qū)為空穴,發(fā)射區(qū)為電子)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),在此pn結(jié)處會(huì)感應(yīng)出2020-08-30三極管的原理,開關(guān)ON和OFF,三個(gè)三極管是怎么導(dǎo)通的閉合開關(guān),TR1導(dǎo)通致使TR2截止,使TR3基極電平升高,導(dǎo)通燈亮,斷開開關(guān)時(shí),TR1截止TR2導(dǎo)通,TR3截止燈滅2020-08-30三極管怎樣做開關(guān)三極管在飽和導(dǎo)通(發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是正偏置)時(shí),其CE極間電壓很小,比PN結(jié)的導(dǎo)通電壓還要低(硅管在)。MOS管是電子電路中常用的功率半導(dǎo)體器件,可以用作電子開關(guān)、可控整流等,是一種電壓驅(qū)動(dòng)型的器件。浙江加工MOS管
也就是MOS管沒有二次擊穿現(xiàn)象,可見采用MOS管作為開關(guān)管,其開關(guān)管的損壞率大幅度的降低,近兩年電視機(jī)開關(guān)電源采用MOS管代替過去的普通晶體三極管后,開關(guān)管損壞率降低也是一個(gè)極好的證明。11、MOS管導(dǎo)通后其導(dǎo)通特性呈純阻性:普通晶體三極管在飽和導(dǎo)通是,幾乎是直通,有一個(gè)極低的壓降,稱為飽和壓降,既然有一個(gè)壓降,那么也就是;普通晶體三極管在飽和導(dǎo)通后等效是一個(gè)阻值極小的電阻,但是這個(gè)等效的電阻是一個(gè)非線性的電阻(電阻上的電壓和流過的電流不能符合歐姆定律),而MOS管作為開關(guān)管應(yīng)用,在飽和導(dǎo)通后也存在一個(gè)阻值極小的電阻,但是這個(gè)電阻等效一個(gè)線性電阻,其電阻的阻值和兩端的電壓降和流過的電流符合歐姆定律的關(guān)系,電流大壓降就大,電流小壓降就小,導(dǎo)通后既然等效是一個(gè)線性元件,線性元件就可以并聯(lián)應(yīng)用,當(dāng)這樣兩個(gè)電阻并聯(lián)在一起,就有一個(gè)自動(dòng)電流平衡的作用,所以MOS管在一個(gè)管子功率不夠的時(shí)候,可以多管并聯(lián)應(yīng)用,且不必另外增加平衡措施(非線性器件是不能直接并聯(lián)應(yīng)用的)。MOS管和普通的晶體三極管相比,有以上11項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),就足以使MOS管在開關(guān)運(yùn)用狀態(tài)下完全取代普通的晶體三極管。目前的技術(shù)MOS管道VDS能做到1000V。浙江加工MOS管雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后,在輸出端輸出一個(gè)大的電流變化。
1.三個(gè)極的判定G極(gate)—柵極,不用說(shuō)比較好認(rèn)S極(source)—源極,不論是P溝道還是N溝道,兩根線相交的就是D極(drain)—漏極,不論是P溝道還是N溝道,是單獨(dú)引線的那邊,中間襯底箭頭方向和寄生二極管的箭頭方向總是一致的:要么都由S指向D,要么都有D指向,那一極連接輸出端2>控制極電平為?V時(shí)MOS管導(dǎo)通3>控制極電平為?V時(shí)MOS管截止NMOS:D極接輸入,S極接輸出PMOS:S極接輸入,D極接輸出反證法加強(qiáng)理解NMOS假如:S接輸入,D接輸出由于寄生二極管直接導(dǎo)通,因此S極電壓可以無(wú)條件到D極,MOS管就失去了開關(guān)的作用PMOS假如:D接輸入,S接輸出同樣失去了開關(guān)的作用—導(dǎo)通時(shí)Ug>Us,Ugs>Ugs(th)時(shí)導(dǎo)通P溝道—導(dǎo)通時(shí)Ug<Us,Ugs<Ugs(th)時(shí)導(dǎo)通總之,導(dǎo)通條件:|Ugs|>|Ugs(th)|7.相關(guān)概念BJTBipolarJunctionTransistor雙極性晶體管,BJT是電流控制器件;FETFieldEffectTransistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管,F(xiàn)ET是電壓控制器件.按結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)管分為:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)(簡(jiǎn)稱JFET)、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)(簡(jiǎn)稱MOSFET)兩大類按溝道材料:結(jié)型和絕緣柵型各分N溝道和P溝道兩種.按導(dǎo)電方式:耗盡型與增強(qiáng)型,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。
P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓,等等。3、MOSMOS管由于輸入阻抗極高,所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路,要用金屬屏蔽包裝,以防止外來(lái)感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿。尤其要注意,不能將MOS管放入塑料盒子內(nèi),保存時(shí)好放在金屬盒內(nèi),同時(shí)也要注意管的防潮。4、為了防止MOS管柵極感應(yīng)擊穿,要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時(shí),先焊源極;在連入電路之前,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時(shí),應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等。當(dāng)然,如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵,焊接MOS管是比較方便的,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時(shí),不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用MOS管時(shí)必須注意。5、在安裝MOS管時(shí),注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動(dòng),有必要將管殼體緊固起來(lái);管腳引線在彎曲時(shí),應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行,以防止彎斷管腳和引起漏氣等。6、使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以VNF306為例,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器后,大功率才能達(dá)到30W。7、多管并聯(lián)后,由于極間電容和分布電容相應(yīng)增加,使放大器的高頻特性變壞。mos管的工作原理是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(簡(jiǎn)稱mos管)。
不存在少子儲(chǔ)存效應(yīng),因而關(guān)斷過程非常迅速,開關(guān)時(shí)間在10—100ns之間,工作頻率可達(dá)100kHz以上,普通的晶體三極管由于少數(shù)載流子的存儲(chǔ)效應(yīng),使開關(guān)總有滯后現(xiàn)象,影響開關(guān)速度的提高(目前采用MOS管的開關(guān)電源其工作頻率可以輕易的做到100K/S~150K/S,這對(duì)于普通的大功率晶體三極管來(lái)說(shuō)是難以想象的)。10、無(wú)二次擊穿:由于普通的功率晶體三極管具有當(dāng)溫度上升就會(huì)導(dǎo)致集電極電流上升(正的溫度~電流特性)的現(xiàn)象,而集電極電流的上升又會(huì)導(dǎo)致溫度進(jìn)一步的上升,溫度進(jìn)一步的上升,更進(jìn)一步的導(dǎo)致集電極電流的上升這一惡性循環(huán)。而晶體三極管的耐壓VCEO隨管溫度升高是逐步下降,這就形成了管溫繼續(xù)上升、耐壓繼續(xù)下降終導(dǎo)致晶體三極管的擊穿,這是一種導(dǎo)致電視機(jī)開關(guān)電源管和行輸出管損壞率占95%的破環(huán)性的熱電擊穿現(xiàn)象,也稱為二次擊穿現(xiàn)象。MOS管具有和普通晶體三極管相反的溫度~電流特性,即當(dāng)管溫度(或環(huán)境溫度)上升時(shí),溝道電流IDS反而下降。例如;一只IDS=10A的MOSFET開關(guān)管,當(dāng)VGS控制電壓不變時(shí),在250C溫度下IDS=3A,當(dāng)芯片溫度升高為1000C時(shí),IDS降低到2A,這種因溫度上升而導(dǎo)致溝道電流IDS下降的負(fù)溫度電流特性,使之不會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán)而熱擊穿。MOS管有 三個(gè)引腳名稱:G:gate 柵極;S:source 源極;D:drain 漏極。浙江加工MOS管
N-MOS管的導(dǎo)通調(diào)節(jié)是G極與S極中間的電壓差超過閾值時(shí),D極和S極導(dǎo)通。浙江加工MOS管
我們看下面FLYBACK電流波形圖(圖形不是太清楚,十分抱歉,建議雙擊放大觀看)。從圖中可以看出,電流波形在快到電流尖峰時(shí),有個(gè)下跌,這個(gè)下跌點(diǎn)后又有一段的上升時(shí)間,這段時(shí)間其本質(zhì)就是IC在檢測(cè)到過流信號(hào)執(zhí)行關(guān)斷后,MOSFET本身也開始執(zhí)行關(guān)斷,但是由于器件本身的關(guān)斷延遲,因此電流會(huì)有個(gè)二次上升平臺(tái),如果二次上升平臺(tái)過大,那么在變壓器余量設(shè)計(jì)不足時(shí),就極有可能產(chǎn)生磁飽和的一個(gè)電流沖擊或者電流超器件規(guī)格的一個(gè)失效。3:合理的熱設(shè)計(jì)余量,這個(gè)就不多說(shuō)了,各個(gè)企業(yè)都有自己的降額規(guī)范,嚴(yán)格執(zhí)行就可以了,不行就加散熱器。在使用MOS管設(shè)計(jì)開關(guān)電源或者馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候,大部分人都會(huì)考慮MOS的導(dǎo)通電阻,大電壓等,大電流等,也有很多人考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的,但并不是的,作為正式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也是不允許的。1、MOS管種類和結(jié)構(gòu)MOSFET管是FET的一種(另一種是JFET),可以被**成增強(qiáng)型或耗盡型,P溝道或N溝道共4種類型,但實(shí)際應(yīng)用的只有增強(qiáng)型的N溝道MOS管和增強(qiáng)型的P溝道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是這兩種。至于為什么不使用耗盡型的MOS管,不建議刨根問底。對(duì)于這兩種增強(qiáng)型MOS管,比較常用的是NMOS。浙江加工MOS管
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