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MOS管開關中的電源

信息來源:本站 日期:2017-04-26 

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MOS又分為兩種,一種為耗盡型(DepletionMOS),另一種為增強型(EnhancementMOS)。這兩種型態的構造沒有太大的差異,僅僅耗盡型MOS一開始在Drain-Source的通道上就有載子,所以即便在VGS為零的情況下,耗盡型MOS仍可以導通的。而增強型MOS則有必要在其VGS大於某一特定值才華導通。

開關電源中的MOS管  現在讓咱們考慮開關電源運用,以及這種運用如何需要從一個不一樣的視點來審視數據手冊。從界說上而言,這種運用需要MOS管守時導通和關斷。一起,稀有十種拓撲可用于開關電源,這兒考慮一個簡略的比方。DC-DC電源中常用的根柢降壓轉換器依托兩個MOS管來施行開關功用(圖2),這些開關更換在電感里存儲能量,然后把能量釋放給負載?,F在,計劃人員常常挑選數百kHz甚至1 MHz以上的頻率,因為頻率越高,磁性元件可以更小更輕。
MOS即MOSFET全稱金屬氧化膜絕緣柵型場效應管,有門極Gate,源極Source,漏極Drain.通過給Gate加電壓發作電場操控S/D之間的溝道電子或許空穴密度(或許說溝道寬度)來改動S/D之間的阻抗。這是一種簡略好用,挨近志趣的電壓操控電流源電晶體它具以下特征:開關速度快、高頻率性能好,輸入阻抗高、驅動功率小、熱穩定性優秀、無二次擊穿疑問、全作業區寬、作業線性度高等等,其最首要的利益便是可以削減體積巨細與重量,提供給計劃者一種高速度、高功率、高電壓、與高增益的元件。在各類中小功率開關電路中運用極為廣泛。



柵極電荷和導通阻抗之所以首要,是因為二者都對電源的功率有直接的影響。對功率有影響的損耗首要分為兩種方法--傳導損耗和開關損耗。輸出電容也有利于傳統的降壓轉換器(有時又稱為硬開關轉換器),不過要素不一樣。因為每個硬開關周期存儲在輸出電容中的能量會扔掉,反之在諧振轉換器中能量重復循環。因而,低輸出電容對于同步降壓調節器的低邊開關格外首要。

低輸出電容(COSS)值對這兩類轉換器都大有優點。諧振轉換器中的諧振電路首要由變壓器的漏電感與COSS挑選。此外,在兩個MOS管關斷的死區時間內,諧振電路有必要讓COSS完全放電。

柵極電荷是發作開關損耗的首要要素。柵極電荷單位為納庫侖(nc),是MOS管柵極充電放電所需的能量。柵極電荷和導通阻抗RDS(ON) 在半導體計劃和制造技術中彼此有關,一般來說,器件的柵極電荷值較低,其導通阻抗參數就稍高。關電源中第二首要的MOS管參數包含輸出電容、閾值電壓、柵極阻抗和雪崩能量。某些格外的拓撲也會改動不一樣MOS管參數的有關質量,例如,可以把傳統的同步降壓轉換器與諧振轉換器做對比。諧振轉換器只在VDS (漏源電壓)或ID (漏極電流)過零時才進行MOS管開關,然后可把開關損耗降至最低。這些技術被變成軟開關或零電壓開關(ZVS)或零電流開關(ZCS)技術。因為開關損耗被最小化,RDS(ON) 在這類拓撲中顯得更加首要。


顯著,電源計劃恰當凌亂,而且也沒有一個簡略的公式可用于MOS管的評估。但咱們無妨考慮一些關鍵的參數,以及這些參數為何至關首要。傳統上,許多電源計劃人員都選用一個概括質量因數(柵極電荷QG ×導通阻抗RDS(ON))來評估MOS管或對之進行等級差異。


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