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耗盡型mos管符號(hào),原理,用途介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-05-22 19:05:49
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耗盡型mos管符號(hào),原理,用途介紹
MOS管分為結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)因有兩個(gè)PN結(jié)而得名,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。但按導(dǎo)電方式來(lái)劃分,場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。
不同之處: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。
耗盡型:即在0柵偏壓時(shí)就能夠?qū)щ姷钠骷褪钦f(shuō)耗盡型MOS管在G端( Gate )不加電壓時(shí)就有導(dǎo)電溝道存在。
增強(qiáng)型:即在0柵偏壓時(shí)是不導(dǎo)電的器件,只有當(dāng)柵極電壓的大于其閾值電壓時(shí)才能出現(xiàn)導(dǎo)電溝道的場(chǎng)效應(yīng)管,也就是說(shuō)增強(qiáng)型MOS管只有在開啟后,才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。
工作原理:
耗盡型:當(dāng)VGS=0時(shí)即形成溝道,加上正確的VGS時(shí),能使多數(shù)載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉(zhuǎn)向截止。即:耗盡型MOS管的VGS (柵極電壓)可以用正、零負(fù)電壓控制導(dǎo)通。
增強(qiáng)型:當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài),加上正確的VGS后,多數(shù)載流子被吸引到柵極,從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子,形成導(dǎo)電溝道。即:增強(qiáng)型MOS管必須使得VGS>VGS (th) (柵極閾值電壓)能導(dǎo)通。
耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)
①以低摻雜的P型硅片為襯底
②利用擴(kuò)散工藝制作兩個(gè)高摻雜的N+區(qū),并引出兩個(gè)電極,分別為源極s,漏極d
③在半導(dǎo)體上制作一層SiO2絕緣層,在SiO2上制作一層金屬鋁,引出電極,作為柵極g
④在SiO2絕緣層中摻入大量正離子,那么即使Ugs=0,在正離子作用下,P襯底的表面會(huì)有電子匯聚,也會(huì)形成反型層,造成漏-源之間存在導(dǎo)電溝道。
⑤只要在d-s之間加電壓,就會(huì)產(chǎn)生漏極電流。 (Ugs>Ugs(off))
⑥Ugs為正時(shí),反型層變寬,導(dǎo)電溝道電阻降低
⑦當(dāng)Ugs從零減小到一定值時(shí),反型層消失,漏-源之間的導(dǎo)電溝道消失,此時(shí)Ugs稱為夾斷電壓Ugs(off)
⑧Ugs可以在正、負(fù)值得一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)id的控制,且任然保持柵-源之間的絕緣電阻。
耗盡型mos管
兩類耗盡型MOS管
通過(guò)導(dǎo)電溝道所帶電荷判斷(箭頭所指的就是N溝道)
導(dǎo)電溝道為N則為N溝道耗盡型MOS管
導(dǎo)電溝道為P則為P溝道耗盡型MOS管
耗盡型mos管
耗盡型功率MOS管用途
固態(tài)繼電器
如圖所示,耗盡型MOSFET在實(shí)現(xiàn)以固態(tài)繼電器(SSR)取代機(jī)械繼電器(EMR)的負(fù)載開關(guān)方面表現(xiàn)出色。固態(tài)繼電器的主要優(yōu)點(diǎn)是不受磁場(chǎng)影響,由于沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)而具有更高的可靠性,并且節(jié)省了PCB占用空間。醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、測(cè)量和測(cè)試設(shè)備以及消費(fèi)電子等應(yīng)用都廣泛使用固態(tài)繼電器。
耗盡型mos管
開關(guān)型電源的啟動(dòng)電路 - SMPS
SMPS傳統(tǒng)啟動(dòng)電路方法是通過(guò)功率電阻和齊納二極管。在這種方法中,即使在啟動(dòng)階段之后,功率電阻也會(huì)持續(xù)消耗功率,這導(dǎo)致PCB上的熱量過(guò)高,工作效率低下,以及SMPS輸入工作電壓范圍受到限制。可以采用基于耗盡型MOSFET的方法來(lái)替代,如圖所示。
耗盡型MOSFET提供PWM IC所需的初始電流以啟動(dòng)運(yùn)作。在啟動(dòng)階段之后,輔助繞組將生成PWM IC所需的功率。在正常運(yùn)行期間,耗盡型MOSFET由于靜態(tài)電流較低,因而所消耗的功率最少。
這種方法的主要優(yōu)勢(shì)是在啟動(dòng)序列操作之后的功耗理論值為零,從而提高了整體效率。此外,所占用的PCB面積更小,并可實(shí)現(xiàn)寬泛的直流輸入電壓范圍,這對(duì)許多應(yīng)用(如太陽(yáng)能逆變器)是至關(guān)重要的。
耗盡型mos管
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