详细讲解MOS管驱动电路 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS管的导通电阻、最大电压、最大电流等,也有很多...
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如何选择最适合的MOS管驱动电路?
1.MOS晶体管的类型和结构MOSFET晶体管是FET的一种(另一种是JFET),可以做成增强型,也可以做成耗尽型。p沟道或n沟道有四种,但实际使用的只有增强型n沟道MOS晶体管和增强型p沟道MOS晶体管,所以通常提到NMOS,或者PMOS就是指这两种。至于为什么不用耗尽型MOS晶体管,不建议追根究底。对于这两个增强型MOS晶体管,通常使用NMOS。原因是导通电阻小,容易制造。因此,NMOS通常用于开关电源和电机驱动应用。在下面的介绍中,NMOS是最常用的。MOS管的三个管脚之间存在寄生电容,这不是我们所需要的,而是由于制造工艺的限制。寄生电容的存在使得驱动电路的设计或选择很麻烦,但又没有办法避免,后面会详细介绍。从MOS管的原理图可以看出,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这种二极管称为体二极管,在驱动感性负载(如电机)时非常重要。顺便说一下,体二极管只存在于单个MOS管中,而在集成电路芯片中通常是没有的。2.MOS管的导通特性意味着它作为一个开关导通,相当于开关闭合。NMOS特性,Vgs大于一定值就会导通,适用于源极接地(低端驱动)的情况,只要栅极电压达到4V或10V即可。PMOS,Vgs小于某个值就会导通,适合源极接VCC(高端驱动)的情况。然而,虽然PMOS可以方便地用作高端驱动器,但NMOS通常用于高端驱动器,因为它的导通电阻大,价格高,替代类型少。3.MOS开关管损耗不管是NMOS还是PMOS,导通后都有一个导通电阻,这样电流就会在这个电阻上消耗能量。这部分消耗的能量称为on-loss。选择导通电阻小的MOS管可以降低导通损耗。目前小功率MOS管的导通电阻一般在几十毫欧左右,有的也有。MOS开启和关闭的时候,一定不是瞬间完成的。MOS两端的电压下降,电流上升。在此期间,MOS管的损耗是电压和电流的乘积,称为开关损耗。通常开关损耗远大于导通损耗,开关频率越快损耗越大。瞬时电压和电流的乘积很大,损耗很大。缩短开关时间可以减少每次导通时的损耗;通过降低开关频率,可以减少单位时间的开关次数。这两种方法都可以降低开关损耗。4.相对于双极型晶体管,MOS晶体管驱动一般认为导通MOS晶体管不需要电流,只要GS电压高于一定值即可。这很容易做到,但我们仍然需要速度。在MOS管的结构中,可以看到GS和GD之间存在寄生电容,MOS管的驱动实际上就是电容的充放电。给电容充电需要一个电流,因为在给电容充电的瞬间可以把电容看成是短路,所以瞬时电流会比较大。在选择/设计MOS晶体管驱动器时,首先要注意的是瞬时短路电流的大小。第二点需要注意的是,当栅极电压大于源极电压时,通常用于高端驱动的NMOS需要开启。当高端驱动的MOS晶体管导通时,源极电压与漏极电压(VCC)相同,因此栅极电压比VCC高4V或10V。如果在同一个系统中,要获得大于VCC的电压,就需要一个特殊的升压电路。许多电机驱动器都集成了电荷泵。应注意,应选择适当的外部电容,以获得足够的短路电流来驱动MOS晶体管。上面提到的4V或10V是常用MOS管的导通电压,设计时需要有一定的余量。而且电压越高,导通速度越快,导通电阻越小。目前也有导通电压更低的MOS管用于不同领域,但在12V汽车电子系统中,一般4V导通就够了。参见an799匹配MOSFET驱动器
5.MOS管应用电路MOS管最显著的特点是开关特性好,所以广泛应用于开关电源、电机驱动等需要电子开关的电路中。开关电源常用的五种MOSFET驱动电路分析用MOSFET设计开关电源时,大多数人会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压和最大电流。但很多时候只考虑这些因素。这样的电路可能正常工作,但不是好的设计方案。更仔细地说,MOSFET还应该考虑其寄生参数。对于某个MOSFET,其驱动电路,驱动引脚输出的峰值电流,上升速率等。都会影响MOSFET的开关性能。在选择功率IC和MOS管时,选择合适的驱动电路连接功率IC和MOS管尤为重要。一个好的MOSFET驱动电路有以下几个要求:(1)当开关管导通时,驱动电路应能提供足够的充电电流,使MOSFET的栅极和源极之间的电压快速上升到要求的值,以保证开关管能快速导通,上升沿没有高频振荡。(2)驱动电路能够保证MOSFET的栅极和源极之间的电压在开关导通期间保持稳定可靠。(3)关断瞬时驱动电路可以为MOSFET栅源间电容电压的快速放电提供一条尽可能低阻抗的路径,从而保证开关管能够快速关断。(4)驱动电路结构简单可靠,损耗低。(5)根据情况适用隔离。
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看了你的对话,发现楼主没听懂。小白无所谓,你不开数模电也无所谓。现在你能对照图纸把实物连接起来,说明你学习电路的潜力很大!下面我给你详细解释一下,希望对你有帮助。JBOY3乐队的三个终点站:1。PWM信号,控制MOS管的开关,也可以接普通高电平。实际上PWM信号是一组不断由高变低的电平信号,这样MOS就会不断开关。如果改变PWM的高低比例,就会起到控制输出功率的作用。2.Vcc的意思是正电源(在你的电路里不起作用,不能接)3、分别是地线(电源负极)的两个端子J2: 1。接地线(电源负极)2。Vs另一组电源正极的两个端子(这里是给空心杯供电)JBOY3乐队1。MOS输出端,接空心杯2的负极。电源Vs输出,接空心杯正极。这里应该有Vs和Vcc的区别,Vcc是调控的。比如单片机的5VVs为空心杯提供能量。你应该直接把电池两端接在这里,或者有一套放电率高的飞机模型专用锂电池!二极管是普通的发光二极管。这是工作状态的指示。用这个图驱动两个空心杯没问题。多的话没问题,但是要注意给MOS加个散热器。
MOS管驱动电路与MOSFET作开关作用有什么区别?
MOSFET的开关功能基于MOS的特性。MOS管的输出特性曲线包括可变电阻区、夹断区和恒流区。当工作在可变电阻区和夹断区时,MOS管相当于一个电子开关。MOS管的驱动电路和MOS本身没有必然联系,因为MOS管的控制比一般三极管更麻烦,尤其是关断的要求更高。为了让MOS更好用,出现了驱动电路之类的东西。当然,没有驱动电路,MOS管也能工作。简单来说,驱动电路类似于MOSFET的服务电路。
MOSFET几种典型驱动电路
MOSFET电路数字化技术的进步,如微处理器运算效率的不断提高,为研发新一代MOSFET带来了更大的动力,也使得MOSFET本身的运算速度越来越快,几乎成为最快的半导体有源器件之一。MOSFET在数字信号处理方面的主要成功来自于CMOS逻辑电路的发明。这种结构最大的优点是理论上不会有静态功耗,只有逻辑门开关时,电流才能流动。CMOS逻辑门最基本的成员是CMOS反相器,所有CMOS逻辑门的基本操作就像一个反相器。在逻辑转换的瞬间,只有一个晶体管(NMOS或PMOS)必须处于导通状态,同时另一个晶体管必须处于截止状态,这使得从电源端到地端没有直接的导通路径,大大节省了电流或功耗,减少了集成电路的发热。MOSFET在数字电路中应用的另一个优点是,对于直流(DC)信号,MOSFET的栅极端阻抗是无穷大(相当于开路),即理论上没有电流从MOSFET的栅极端流向电路中的接地点,但栅极完全受电压控制。这使得MOSFET比他们的主要竞争对手BJT更省电,更容易驱动。在CMOS逻辑电路中,除了负责驱动片外负载的驱动器外,每一级的逻辑门只需要面对同样是MOSFET的门,这样就不需要考虑逻辑门本身的驱动力。相比之下,BJT的逻辑电路(如最常见的TTL)就不具备这些优势。对于电路设计工程师来说,MOSFET的无限栅极输入电阻还具有其他优势,例如更少需要考虑逻辑门输出端的负载效应。在一段时间内,MOSFET并不是模拟电路设计工程师的首选,因为模拟电路设计所重视的性能参数,如晶体管的换能或电流驱动力,MOSFET并不像BJT那样适合模拟电路的需要。但是随着MOSFET工艺的不断演进,如今的CMOS工艺已经可以满足很多模拟电路的规格。此外,MOSFET没有BJT的一些致命缺点,如热失控,因为它的结构。此外,MOSFET在线性区的压控电阻特性也可以用来代替集成电路中传统的多晶硅电阻,或者用MOS电容本身代替常用的多晶硅-绝缘体-多晶硅电容(PIP电容),甚至在适当的电路控制下可以表现出inctor的特性。这些好处是BJT难以提供的。也就是说,MOSFET不仅起到了原晶体管的作用,还可以作为无源器件广泛应用于模拟电路中。这一优势使得用MOSFET实现的模拟电路不仅满足规格要求,而且有效地减小了芯片面积和生产成本。随着半导体制造技术的发展,将更多功能集成到单个芯片中的需求也大大增加。这时,用MOSFET设计模拟电路的另一个优势也就显现出来了。为了减少印刷电路板(PCB)上使用的集成电路数量、封装成本和系统体积,许多独立的模拟芯片和数字芯片被集成到同一个芯片中。本来MOSFET在数字集成电路中就有很大的竞争优势。MOSFET被广泛应用于模拟集成电路后,这两种不同功能电路的集成难度也明显下降。此外,一些混合信号电路(如模数转换器,ADC)也可以使用MOSFET技术来设计性能更好的产品。
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