MOSFET应用案例解析:开关电源应用从定义上而言,这种应用需要MOSFET定期导通和关断。同时,有数十种拓扑可用于开关电源,这里考虑一个简单的例子。DC-DC电源中常用的基本降压转换器依靠两个MOSFET来执行开关功能(下图),这些开关交替在电感里存储能量,然后把能量开释给负载。目前,设计职员经常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率,由于频率越高,磁性元件可以更小更轻。开关电源中第二重要的MOSFET参数包括输出电容、阈值电压、栅极阻抗和雪崩能量。场效应管有三种类型,分别是MOSFET、JFET和IGBT,它们各自具有不同的特性和应用领域。广州漏极场效应管批发价格
现在的高清、液晶、等离子电视机中开关电源部分除了采用了PFC技术外,在元器件上的开关管均采用性能优异的MOS管取代过去的大功率晶体三极管,使整机的效率、可靠较大程度上提高,故障率大幅的下降。MOS管和大功率晶体三极管在结构、特性有着本质上的区别,所以在应用上,它的驱动电路比晶体三极管复杂。所有的FET都有栅极(gate)、漏极(drain)、源极(source)三个端,分别大致对应双极性晶体管的基极(base)、集电极(collector)和发射极(emitter)。广州漏极场效应管批发价格场效应管的工作原理基于电场对半导体材料中电荷分布的影响,从而改变其导电性能。
电压和电流的选择。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOSFET不 会失效。就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的较大电压,即较大VDS。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机 或变压器)诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V。在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的较大电流,只需直接选择能承受这个较大电流的器件便可。
MOS管参数:功率MOSFET的一定较大额定值:注①:漏源较大电压VDSS,可视为反向施加在体二极管两端的电压值,故只有一个方向。注②:栅源较大电压VGSS,即施加在栅极电极与源极电极之间的电压,由于栅极与P型半导体衬底中加了SiO2绝缘层,只要电压一定值超过绝缘层耐压均会击穿,故有两个方向“±”。注③:漏级较大电流ID与体二极管流过的反向漏级较大电流IDR(或称为IS)一般规格书中数值一致,均为流过N型半导体与P型半导体衬底形成的PN结的较大电流。注④:ID(pulse)需要看施加电流的脉冲宽度,脉宽不一致的不能沿用规格书数据。注⑤:雪崩电流IAP同样需要关注脉冲宽度。选型场效应管时需考虑工作频率、功率需求等因素。
以N沟道为例,它是在P型硅衬底上制成两个高掺杂浓度的源扩散区N+和漏扩散区N+,再分别引出源极S和漏极D。源极与衬底在内部连通,二者总保持等电位。当漏接电源正极,源极接电源负极并使VGS=0时,沟道电流(即漏极电流)ID=0。随着VGS逐渐升高,受栅极正电压的吸引,在两个扩散区之间就感应出带负电的少数载流子,形成从漏极到源极的N型沟道,当VGS大于管子的开启电压VTN(一般约为+2V)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。场效应晶体管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分别发明,但是实用的器件一直到1952年才被制造出来(结型场效应管,Junction-FET,JFET)。1960年Dawan Kahng发明了金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET),从而大部分代替了JFET,对电子行业的发展有着深远的意义。场效应管的工作原理是利用电荷的寄主控制电流流动,具有与电阻不同的工作方式。广州漏极场效应管批发价格
场效应管的表示特性是输入电阻高、输入电容小、开关速度快和功耗低。广州漏极场效应管批发价格
对于开关频率小于100kHz的信号一般取(400~500)kHz载波频率较好,变压器选用较高磁导如5K、7K等高频环形磁芯,其原边磁化电感小于约1毫亨左右为好。这种驱动电路只适合于信号频率小于100kHz的场合,因信号频率相对载波频率太高的话,相对延时太多,且所需驱动功率增大,UC3724和UC3725芯片发热温升较高,故100kHz以上开关频率只对较小极电容的MOSFET才可以。对于1kVA左右开关频率小于100kHz的场合,它是一种良好的驱动电路。该电路具有以下特点:单电源工作,控制信号与驱动实现隔离,结构简单尺寸较小,尤其适用于占空比变化不确定或信号频率也变化的场合。广州漏极场效应管批发价格