MOS管的开通,关断
了解MOS管的开通,关断原理你就会发现,使用PMOS做上管、NMOS做下管比较方便。使用PMOS做下管、NMOS做上管的电路设计复杂,一般情况下意义不大,所以很少采用。
下面先了解MOS管的开通,关断原理,请看下图:
NMOS管的主回路电流方向为D→S,导通条件为VGS有一定的压差,一般为5~10V(G电位比S电位高);而PMOS管的主回路电流方向为S→D,导通条件为VGS有一定的压差,一般为-5~-10V(S电位比G电位高),下面以导通压差6V为例。
NMOS管
使用NMOS当下管,S极直接接地(为固定值),只需将G极电压固定值6V即可导通;若使用NMOS当上管,D极接正电源,而S极的电压不固定,无法确定控制NMOS导通的G极电压,因为S极对地的电压有两种状态,MOS管截止时为低电平,导通时接近高电平VCC。当然NMOS也是可以当上管的,只是控制电路复杂,这种情况必须使用隔离电源控制,使用一个PMOS管就能解决的事情一般不会这么干,明显增加电路难度。
PMOS管
使用PMOS当上管,S极直接接电源VCC,S极电压固定,只需G极电压比S极低6V即可导通,使用方便;同理若使用PMOS当下管,D极接地,S极的电压不固定(0V或VCC),无法确定控制极G极的电压,使用较麻烦,需采用隔离电压设计。
MOS管的快速关断原理
功率mosfet的三个端口,G极,D极,S极。G极控制mosfet的开通,关断,给GS极之间加正向电压(高电平)[url=13/],达到导通电压门槛值之后就能导通。同理,[url=15/]给一个低电压(低电平)mosfet就能关断。既然是高低电平当然能用PWM实现,不过在具体应用中,应考虑PWM输出高低电平电压范围,PWM电压的输出驱动能力等。
驱动能力太小,即使电压很高,依然无法驱动开通MOS管。这时候需要在PWM电路之后接PWM驱动电路,再来控制功率mosfet。这个PWM应该是具有负脉冲,可以快速关断MOS管。
如何加快MOS管关断
可以在栅极加个跟随器来驱动栅极,可以缩短开关时间,在栅极加个电阻或电容到地对场管开关的过程进行放电。要有栅极泄防回路管子才能快速顺利地截止。由于栅极和衬底之间有一层薄薄的二氧化硅绝缘层,所以栅极和衬底之间相当于存在一个电容。
当G加上电压后就会给这个电容充电,当G上的电压撤掉后若G悬空电容的电荷是不能马上放掉的,实际上G极的电压仍然存在一段时间,所以不会马上截止。实际使用时当要求管子截止时必须要在GS之间建立泄放回路(比如直接短路或通过电阻放电)。
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