|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
在实际项目中,我们基本都用增强型mos管,分为N沟道和P沟道两种。
- o& k6 y* |$ n. P9 Q d0 t1 _. s5 Q, v$ _& b2 i
8 o8 F! [7 `0 P# `$ |2 ]& G6 M
我们常用的是NMOS,因为其导通电阻小,且容易制造。在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
5 n. N" n3 q! [* b
" x+ I# C9 p) `8 r0 F, K. x
2 }/ ?* \: Q: {; ~/ h" w# B9 u7 ^6 ]2 X: C# n8 {
1.导通特性; x6 h r" ]1 R% x
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
: g& P$ P4 A( m7 z) J9 q PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。5 ^$ @- K; _+ ^
4 x$ h( y/ A5 Y# |; O% g
. n6 L9 r! p" V5 L2.MOS开关管损失
$ I+ Q, ~6 E# T* a& ? Y 不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,几毫欧的也有。
0 s7 h5 B. |8 A- U) [% m- x5 | U MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越高,损失也越大。
* m* h1 v! N: B# Z1 _9 d 导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。缩短开关时间,可以减小每次导通时的损失;降低开关频率,可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。
" G9 P3 R0 m% \9 J' Q5 x# v; H2 I8 T: D, G" k7 Y3 A; b
0 w/ `6 `+ c" u* Z8 {! z b; S" j3.MOS管驱动
9 ?6 U. j( L: m: k 跟双极性晶体管相比,一般认为使MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。这个很容易做到,但是,我们还需要速度。
7 O8 m2 w: l3 { 在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。* X( i, J; P( k8 |; W" ~
第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。" ]& I1 q6 q/ A
|
|