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MOS管的电路应用及并联要点
发布时间:2020-10-27 阅读量:1812 来源:我爱方案网 作者:我爱方案网

MOS管的开关静态特性。MOS管作为开关元件,同样是工作在截止或导通两种状态。由于MOS管是电压控制元件,所以主要由栅源电压uGS决定其工作状态。工作特性如下:uGS开启电压UT:MOS管工作在截止区,漏源电流iDS基本为0,输出电压uDS≈UDD,MOS管处于“断开”状态,其等效电路如图所示。


MOS管的电路应用及并联要点


uGS》开启电压UT:MOS管工作在导通区,漏源电流iDS=UDD/(RD+rDS)。其中,rDS为MOS管导通时的漏源电阻。输出电压UDS=UDD·rDS/(RD+rDS),如果rDS《RD,则uDS≈0V,MOS管处于“接通”状态,其等效电路如上图(c)所示。


动态特性。MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程,但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间,而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的。当输入电压ui由高变低,MOS管由导通状态转换为截止状态时,电源UDD通过RD向杂散电容CL充电,充电时间常数τ1=RDCL,所以,输出电压uo要通过一定延时才由低电平变为高电平。当输入电压ui由低变高,MOS管由截止状态转换为导通状态时,杂散电容CL上的电荷通过rDS进行放电,其放电时间常数τ2≈rDSCL。


可见,输出电压Uo也要经过一定延时才能转变成低电平。但因为rDS比RD小得多,所以,由截止到导通的转换时间比由导通到截止的转换时间要短。由于MOS管导通时的漏源电阻rDS比晶体三极管的饱和电阻rCES要大得多,漏极外接电阻RD也比晶体管集电极电阻RC大,所以,MOS管的充、放电时间较长,使MOS管的开关速度比晶体三极管的开关速度低。不过,在CMOS电路中,由于充电电路和放电电路都是低阻电路,因此,其充、放电过程都比较快,从而使CMOS电路有较高的开关速度。


mos管并联时,饱和压降VDs或导通RDSon:对所有并联的MOS管而言,导通时其管压降是相同的,其结果必然是饱和电压小的MOS管先流过较大的电流,随着结温的升高,管压降逐渐增大,则流过管压降大的MOS管的电流又会逐渐增大,从而减轻管压降小的MOS管的工作压力。因此,从原理上讲,由于N沟道功率型MOS管的饱和压降VDs或导通电阻RDSon具有正的温度特性,是很适合并联的。 开启电压VGS(th):在同一驱动脉冲作用下,开启电压VGS(th)的不同,会引起MOS管的开通时刻不同,进而会引起先开通的MOS管首先流过整个回路的电流,如果此时电流偏大,不加以限制,则对MOS管的安全工作造成威胁;


MOS管的电路应用及并联要点


开通、关断延迟时间Td(on)、td(off);开通上升、关断下降时间tr、tf:同样,在同一驱动脉冲作用下,td(on)、td(off)、tr、tf的不同,也会引起MOS管的开通/关断时刻不同,进而会引起先开通/后关断的MOS管流过整个回路的电流,如果此时电流偏大,不加以限制,则同样对MOS管的安全工作造成威胁。 驱动极回路的驱动输入电阻、等效输入电容、等效输入电感等,均会造成引起MOS管的开通/关断时刻不同。从上所述,可以看出,只要保证无论在开通、关断、导通的过程流过MOS管的电流均使MOS管工作在安全工作区内,则MOS管的安全工作得到保障。为此,本文提出一种MOS管的新的并联方法,着重于均流方面的研究,可有效的保证MOS管工作在安全工作区内,提高并联电路的工作可靠性。


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