深圳市可易亚半导体科技有限公司

國家高新企業

cn en

新聞中心

MOS管导通压降多大-MOS管的导通条件、过程介绍-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2018-07-25 

分享到:

MOS管導通特性概述

金屬-氧化層?半導體場效晶體管,簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor,?MOSFET)是一種可以廣泛使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管(field-effect?transistor)。MOSFET依照其“通道”的極性不同,可分爲“N型”與“P型”?的MOSFET,通常又稱爲NMOSFET與PMOSFET,其他簡稱尚包括NMOS?FET、PMOS?FET、nMOSFET、pMOSFET等。

MOS管的source和drain是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認爲是對稱的。和晶體管不一樣,MOS管的參數中沒有直接給出管壓降,而是給出導通電阻Rds(on),SI2301的導通電阻在Dd=3.6A時是85mΩ,在Id=2A時是115mΩ,這樣可算出它的管壓降在3.6A和2A時分別爲0.306V和0.23V。

導通的意思是作爲開關,相當于開關閉合。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會導通,適合用于源極接地時的情況(低端驅動),只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。?PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導通,使用與源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動,但由于導通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在高端驅動中,通常還是使用NMOS。

mos管導通壓降多大

MOS管导通压降多大

如圖一個用于信號控制的小功率N溝道MOS管2N7000,當Rds(on)是MOS管導通時,D極和S極之間的內生電阻,它的存在會産生壓降,所以越小越好。D極與S極間電流Id最大時完全導通。在圖中可以看到Vgs=10v完全導通,電阻Rds=5歐左右,電流Id=500mA(最大,完全導通),産生壓降Vds=2.5v。而Vgs=4.5v時,Id=75mA(不是最大,沒完全導通),Rds=5.3歐左右,雖然沒完全導通,但産生的壓降Vds=0.4v最小,比Vgs=10v産生的壓降小得多。對于信號控制(控制DS極導通接地實現高低平)來說只要電壓,不需要電流(爲什麽?這裏是信號和電源的區別,基礎很重要,這裏不做解釋,不懂的請先惡補一下基礎),所以只要求MOS管導通時産生的壓降越小越好,可以使D極的電壓直接被拉爲接近0v,因此首選Vgs=4.5v左右,而不選10v。有些用于信號控制的MOS管如2N7002K,Vgs爲10V和4.5V時産生的壓降差不多,可以根據情況選擇10v或者4.5v左右的導通電壓。因此對信號控制來說,原則上是選擇導通時産生的壓降越小越好。

那麽對于使用在電源控制方面,既需要電壓也需要電流的大功率MOS管來說,就需要完全導通,那麽導通電壓是多少呢?我們再來看一個大功率N溝道MOS管AO1428A,如下圖

MOS管导通压降多大

从图中可以看出Vgs为10v和4.5v时,Id为12.4A,都达到最大,都可完全导通。但10v比4.5v的导通电阻小,产生压降小(大约差0.7v),并且10v的开关速度快,损失的能量少,开关效率高,所以首选10v。至于P沟道MOS管,跟N沟道的差不多,这时不做解析了,它用在信号控制方面的很少,主要是用在电源控制如AO4425,G极电压必须低于S极10V以上,也就是Vgs《-10v,才能完全导通(Rds= 9 mΩ左右)。如下图

MOS管导通压降多大

總結:信號控制使用的MOS管,只要電壓,不需要電流,要求導通時産生的壓降Vds最小,首選Vgs=4.5v左右,對信號控制來說,原則上是選擇導通時産生的壓降越小越好。電源控制使用的MOS管,既要電壓也要電流,要求完全導通,要求Id最大,産生的壓降Vds最小,首選Vgs=10v左右。

如何把Mos管導通時電壓降控制在最小?

在用FDS6890A型號N-mos,用作開關,漏極加10伏電壓,柵極加0到5伏方波控制導通閉合,但是測量源極電壓時候只有0到8伏的方波輸出。

怎麽提高Mos管效率,或者是用一些高級點的電路?

首先要了解MOS管的工作原理。MOS管與一般晶體三極管是不同的。它是電壓控制元件,它是柵極電壓控制的是S-D極間的體電阻。在柵極施加不同的電壓,源-漏極之間就會有電阻的變化,這就是MOS管的工作原理。柵極電壓對應在器件S-D極的電阻變化曲線可以查器件手冊。根據MOS管的這個特性,既可以選擇將MOS管作放大器工作,也可以選擇作爲開關工作。

根據以上原理分析,在你的問題中,如果要使MOS管作在開關狀態,就要對柵極施加足夠的電壓,它才能充分起到開關作用。你在柵極施加的電壓只有5V(對于單管而言我認爲柵極電壓低了,一般應該在12V左右比較好),這個電壓下MOS管的夾斷電阻依然比較大,所以輸出只有8V。

MOS管導通條件

导通与截止由栅源电压来控制,对于增强型場效應管来说,N沟道的管子加正向电压即导通,P沟道的管子则加反向电压。一般2V~4V就可以了。但是,場效應管分为增强型(常开型)和耗尽型(常闭型),增强型的管子是需要加电压才能导通的,而耗尽型管子本来就处于导通状态,加栅源电压是为了使其截止。

开关只有两种状态通和断,三极管和場效應管工作有三种状态:

1、截止;

2、線性放大;

3、飽和(基極電流繼續增加而集電極電流不再增加);

使晶体管只工作在1和3状态的电路称之为开关电路,一般以晶体管截止,集电极不吸收电流表示关;以晶体管饱和,发射极和集电极之间的电压差接近于0V时表示开。开关电路用于数字电路时,输出电位接近0V时表示0,输出电位接近电源电压时表示1。所以数字集成电路内部的晶体管都工作在开关状态。 場效應管按沟道分可分为N沟道和P沟道管(在符号图中可看到中间的箭头方向不一样)。

MOS管导通压降多大

按材料分可分为结型管和绝缘栅型管,绝缘栅型又分为耗尽型和增强型,一般主板上大多是绝缘栅型管简称MOS管,并且大多采用增强型的N沟道,其次是增强型的P沟道,结型管和耗尽型管几乎不用。场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称場效應管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件.場效應管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.有些場效應管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。

MOS管導通過程

导通时序可分为to~t1、t1~t2、 t2~t3 、t3~t4四个时间段,这四个时间段有不同的等效电路。

1)t0-t1:C GS1 开始充电,栅极电压还没有到达V GS(th),导电沟道没有形成,MOSFET仍处于关闭状态。

2)[t1-t2]区间, GS间电压到达Vgs(th),DS间导电沟道开始形成,MOSFET开启,DS电流增加到ID, Cgs2 迅速充电,Vgs由Vgs(th)指数增长到Va。

3)[t2-t3]区间,MOSFET的DS电压降至与Vgs相同,产生Millier效应,Cgd电容大大增加,栅极电流持续流过,由于C gd 电容急剧增大,抑制了栅极电压对Cgs 的充电,从而使得Vgs 近乎水平状态,Cgd 电容上电压增加,而DS电容上的电压继续减小。

4)[t3-t4]区间,至t3时刻,MOSFET的DS电压降至饱和导通时的电压,Millier效应影响变小,Cgd 电容变小并和Cgs 电容一起由外部驱动电压充电, Cgs 电容的电压上升,至t4时刻为止.此时C gs 电容电压已达稳态,DS间电压也达最小,MOSFET完全开启。


聯系方式:鄒先生

聯系電話:0755-83888366-8022

手機:18123972950

QQ:2880195519

聯系地址:深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公衆號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公衆號

请“关注”官方微信公众号:提供  MOS管  技术帮助