如何选择MOS管?怎么判定MOS管的带载能力?
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怎么判定MOS管的带载能力,如何选择MOS管?1)基本常识点:我们都知道MOS管的带载能力与漏源电流和内阻有关,漏源电流越大,内阻越小,带载能力越强。
2)MOS管导通后的等效电路如下:
MOSFET导通之后,近似如上图的电阻Rds(on),vcc→Rds(on)→RL→GND;根据电阻分压,电压跟电阻成正比,所以内阻越小,分压越小,而后端带负载的电压越高,负载的功率越大;同时MOS管的内阻越小,自身功耗也越低。若是内阻过大会导致管子的功耗过大,MOS管更易发热,寿命更短。所以通常会选择内阻较小的MOS管,带载能力也更强。
(1)MOS管的导通电阻会随温度的上升而上升,如下图,MOS管的导通电阻在结温130℃时比在20℃时高出两倍多。
(2)一般驱动电压越高,实际导通电阻越大,而且最大的导通的电路也越大,根据经验一般选择VGS=12V比较合适:
4)增强管子的负载能力的方案除了选择本身漏源电流比较大的MOS管之外,可以采用多个MOS管并联的方式,并联时,各个MOS管的内阻也是并联的,并联之后的内阻就减小,可以驱动更大的负载。一般来说大功率功放选择MOSFET管,因其内阻更小;如果负载内阻小了,那么如果放大器的输出阻抗不变的话,放大器的末级管子分的电压比例就会上升,所以现在的音响都选择有低内阻的MOS管,才得以向小阻抗的负载发展,以得到更好的动态效果。
提及MOS管,相信很多电子人不陌生,MOS管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管。MOS管是一种半导体器件,其作用是把要传输的信号进行调制和解码;然后通过MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)把信号直接耦合到输出端。MOS管有n型和p型两种,其中n型MOS管的基片是p型的,金属电极是n型的,绝缘层是氧化铝或其他氧化物;p型MOS管的基片是n型的,金属电极是p型的,绝缘层是氧化硅或其他氧化物。
在n型MOS管中,源极和漏极是可以对调的,它们都是在p型基片中形成的n型区。同样,在p型MOS管中,源极和漏极也是可以对调的,它们都是在n型基片中形成的p型区。
MOS管的工作原理是基于半导体的场效应。当金属电极施加正向电压时,绝缘层上的电场会引起半导体内部的电子运动,形成一个电子云。这个电子云可以看作是一个电容,它的存在会影响到半导体的导电性质。当电子云的浓度足够大时,就会形成一个导电通道,电流就可以流过去。反之,当金属电极施加负向电压时,电子云的浓度会减小,导电通道就会中断,电流就无法流过去。MOS管具有高输入阻抗、低噪声、低失真、大信号增益等优点,因此被广泛应用于各种电子设备和电路中,如放大器、开关、电源、计算机内存、触摸屏等。同时,MOS管的结构和工作原理也使得它具有高可靠性、长寿命、低失效率等优点,因此在很多关键应用领域中也得到了广泛的应用。
MOS场效应管,即金属氧化物半导体场效应管,有以下几种常见的类型
1. N沟道MOSFET(N-Channel MOSFET):这是一种以N型沟道为特征的MOSFET。在这种器件中,沟道区域由N型材料构成,通过正向偏置来控制电流。
2. P沟道MOSFET(P-Channel MOSFET):这是一种以P型沟道为特征的MOSFET。在这种器件中,沟道区域由P型材料构成,通过负向偏置来控制电流。
3. 增强型MOSFET(Enhancement-Mode MOSFET):增强型MOSFET需要在门极施加一个正向电压才能导通。在未施加正向电压时,它是一个高阻态。
4. 耗尽型MOSFET(Depletion-Mode MOSFET):耗尽型MOSFET在未施加电压时处于导通状态,需要在门极施加一个负向电压才能截止。
5. 双增强型MOSFET(Dual Enhancement-Mode MOSFET):这是一种具有两个增强型MOSFET的结构,常常用来构成模拟电路的互补对。
除了上述几种常见类型的MOSFET外,还存在其他一些特殊类型的MOSFET,如MOS管阵列、MOSFET放大器芯片等。不同类型的MOSFET在特性、应用和工作原理上有所区别,具体选择应根据具体的应用要求进行。
场效应管(FET)是一种电子器件,通常用于放大和开关电路。它具有高输入阻抗、低噪声、低输入电流、低功耗和可控性好等特点。根据管子内部结构的不同,场效应管可分为JFET(结型场效应管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)两种。
1. MOSFET
MOSFET是一种常用的场效应管,导通过程中内阻极小,能承受高电压、高电流,适合电源开关、马达驱动等应用场景。其中,功率MOSFET的特点是功率大、压降小、低导通电阻,一般用于高频开关电路,家电、电脑电源等电子产品中广泛应用。
2. IGBT
IGBT(绝缘栅双极性晶体管)是一种高性能功率开关器件,它集成了普通晶体管和办公更加可靠的绝缘栅结构。IGBTとMOSFET相比,具有开关速度更快、带电荷更大、能承受更高电压的优点。
3. GaN HEMT
GaN HEMT(氮化镓高电子迁移率晶体管)是一种新型功率半导体器件,具有导通电阻小,体积小,开关速度快等特点。它的主要优点是能够实现更高的开关频率和效率,适用于电动汽车、光伏逆变器等高端领域。
根据不同的应用场景和性能要求,选择合适的场效应管是至关重要的。一般来说,MOSFET适合输出功率小的场合,IGBT适合输出功率大的场合,GaN HEMT适合高频率、高效率要求的场合。在实际应用时,还需注意保护管子,控制电流、电压等方面的问题,避免电路损坏或出现安全事故。本文主要介绍了场效应管的分类、特点,以及常用的导通内阻小的场效应管包括MOSFET、IGBT和GaN HEMT,并且阐述了它们的应用场景和注意事项。通过合理选择和使用场效应管,可以增强电路的稳定性、可靠性和性能,满足不同应用场景的需求。





