MOS管的開通,關斷
了解MOS管的開通,關斷原理你就會發現,使用PMOS做上管、NMOS做下管比較方便。使用PMOS做下管、NMOS做上管的電路設計復雜,一般情況下意義不大,所以很少采用。
下面先了解MOS管的開通,關斷原理,請看下圖:
NMOS管的主回路電流方向為D→S,導通條件為VGS有一定的壓差,一般為5~10V(G電位比S電位高);而PMOS管的主回路電流方向為S→D,導通條件為VGS有一定的壓差,一般為-5~-10V(S電位比G電位高),下面以導通壓差6V為例。
NMOS管
使用NMOS當下管,S極直接接地(為固定值),只需將G極電壓固定值6V即可導通;若使用NMOS當上管,D極接正電源,而S極的電壓不固定,無法確定控制NMOS導通的G極電壓,因為S極對地的電壓有兩種狀態,MOS管截止時為低電平,導通時接近高電平VCC。當然NMOS也是可以當上管的,只是控制電路復雜,這種情況必須使用隔離電源控制,使用一個PMOS管就能解決的事情一般不會這么干,明顯增加電路難度。
PMOS管
使用PMOS當上管,S極直接接電源VCC,S極電壓固定,只需G極電壓比S極低6V即可導通,使用方便;同理若使用PMOS當下管,D極接地,S極的電壓不固定(0V或VCC),無法確定控制極G極的電壓,使用較麻煩,需采用隔離電壓設計。
MOS管的快速關斷原理
功率mosfet的三個端口,G極,D極,S極。G極控制mosfet的開通,關斷,給GS極之間加正向電壓(高電平)[url=13/],達到導通電壓門檻值之后就能導通。同理,[url=15/]給一個低電壓(低電平)mosfet就能關斷。既然是高低電平當然能用PWM實現,不過在具體應用中,應考慮PWM輸出高低電平電壓范圍,PWM電壓的輸出驅動能力等。
驅動能力太小,即使電壓很高,依然無法驅動開通MOS管。這時候需要在PWM電路之后接PWM驅動電路,再來控制功率mosfet。這個PWM應該是具有負脈沖,可以快速關斷MOS管。
如何加快MOS管關斷
可以在柵極加個跟隨器來驅動柵極,可以縮短開關時間,在柵極加個電阻或電容到地對場管開關的過程進行放電。要有柵極泄防回路管子才能快速順利地截止。由于柵極和襯底之間有一層薄薄的二氧化硅絕緣層,所以柵極和襯底之間相當于存在一個電容。
當G加上電壓后就會給這個電容充電,當G上的電壓撤掉后若G懸空電容的電荷是不能馬上放掉的,實際上G極的電壓仍然存在一段時間,所以不會馬上截止。實際使用時當要求管子截止時必須要在GS之間建立泄放回路(比如直接短路或通過電阻放電)。
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