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  • 一个简单MOS驱动电路引发的讨论

    前两天在搭建一个测试电路,需要用到NMOS器件,同事设计了一个电路如下: 同事搭建的NMOS驱动电路,部分电路 看了一眼这个电路,我感觉有问题,MOS管应该不会导通,就跟同事讲了,同事说这个电路是之前用过的,认为没有问题,于是就上电了。结果上电后无反应,测试一下,果然,NMOS没有导通。大家发现问题在哪里了吗? 于是按照我的思路做了修改,再次上电电路正常,电路如下: 修改后的电路,部分电路 解释如下: 发光二极管导通后存在压降,压降范围:(0.7-1.5)V; NMOS存在开启电压,一般 Vth为(1.5-2)V; 第一个图中,假如发光二极管导通,那么S极的电位大约为1.5V,单片机输出的高电平为3.3V,则Vgs的电压约为3.3-1.5=1.7V,正好处于NMOS导通的临界状态,导通不稳定。 以上这个回答你怎么认为呢? 精彩推荐: 电路找茬:蜂鸣器驱动低级错误电路分析 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-27 关键词: mos 驱动电路

  • 傻傻分不清楚的MOS管,快速搞定

    三极管是流控型器件,MOS管是压控型器件,两者存在相似之处。三极管机可能经常用,但MOS管你用的可能较少。对于MOS管先抛出几个问题: 如何区分P-MOS和N-MOS; 如何区分MOS的G、D、S管脚; MOS管的寄生二极管方向如何; MOS管如何导通; 带着这几个问题,再看下面的内容,你会理解的更快、更多。 通过这8张图片,是不是就很容易搞懂MOS管了?有没有搞懂来练练手再说, 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-26 关键词: 元器件 三极管 mos

  • 你会设计一键开关控制单片机吗?

    你会设计一键开关控制单片机吗?

    你会设计一键开关控制单片机吗?想要用一个按键开关控制单片机,能做到吗?换句话说,就是一键开关机应该如何动手? 1、按下 K,电源通过 4007 为整个系统供电,AVR 开始工作。此时 PB1 为高电平。注意,电源来源是连接器旁边的+5V。 2、AVR 检测 PB1,连续 2 秒为高(反之干扰和和误按 K),PB0 输出高电平,继电器工作。 3、AVR 等待 PB1 为低,然后进入正式工作。 4、此时 K 已经释放,整个系统有电,保持工作,但 PB1 为低电平(因为 4007 隔离)。 5、如果 AVR 再次检测到 PB1 为高时(连续 2 秒),AVR 的 PB0 输出低电平,然后什么也不做了。 6、释放 K 后,系统电源关闭。 继电器可以使用电子开关代替,但电子开关会漏电,仅供参考。 另外,再放一个仪器仪表中比较常见的单键开关电路。 这里使用了普通的 9014、9012 三极管,其实不好,可以换用 MOS 管。以上就是一键开关控制单片机解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-21 关键词: 连接器 AVR mos

  • 碳化硅功率器件特性,你应该有所了解?

    碳化硅功率器件特性,你应该有所了解?

    今天我们来聊了聊有关碳化硅作为高压低损耗的功率半导体器件材料的潜力 1 功率器件要求 功率半导体器件作为功率变换系统的核心器件,目前应用最多的仍旧是 IGBT,在很多时候还需要搭配合适的反向并联二极管。任何情况下,功率器件都是在"导通"和"截止"两个状态之间切换,类似于集成电路中的逻辑器件,通过切换来达到电力转换的需求,切换频率一般在 1kHz~100kHz 的范围内。 在功率转换系统中,比如说逆变电路,我们都希望开关器件的导通和截止状态下都是理想的,即导通状态下电压为零;在截止状态下,漏电流为零(击穿电压无限大)。这显然是不可能的,实际的器件表现出有限的电阻和有限的漏电流(以及击穿电压存在最大值的限制),这也是导通损耗和关断损耗的主要原因。另外,在开关的过程中的瞬态行为都会存在开关损耗。 下图是开关器件以及二极管的理想状态和实际状态的对比图: 现实与理想的差异,对于功率器件的主要要求包括: ✦低导通电压(低导通电阻) ✦低漏电流 ✦能够以最小的电流 / 电压进行快速切换 这些与导通损耗、关断损耗和开关损耗有着直接的关系。除此之外, ✦较大的安全工作区域(鲁棒性)和可靠性也是极为重要! 而在这些方面,SiC 表现出了巨大的发展潜力。 2 电场强度、导通电阻 下图是相同击穿电压下 SiC 和 Si 的单侧突变结中的电场分布: 可见,SiC 的击穿电场强度是 Si 的 10 倍左右,所以 SiC 功率器件中的电压阻挡层的厚度可以是 Si 器件中的 1/10。并且其掺杂浓度也可以高出两个数量级,因此在任何给定的阻断电压下,SiC 代替 Si 的单极器件中可以将漂移层的电阻降低 2~3 个数量级。 这一特点对于高压场合显得尤为重要,漂移层电阻 Rdrift 与阻断电压 VB 的(2~2.5,这个系数需要综合考虑来确定)成比例,并且也是觉得器件总导通电阻 Ron 的主要因素。 没有内置电压的功率器件的导通损耗 Pon,由 Ron*J²on 决定,其中 Jon 是导通电流密度(在额定电流下一般为 100~300A/cm²)。因此,SiC 器件极低的抗漂移性有助于降低导通损耗。 下图是 Si 和 SiC 单极器件的最小导通电阻(漂移层电阻)相对于阻断电压的曲线: 最小导通电阻我们可以由下式得出: Rdrift=4VB²/(ηεμEB³) 其中,ε、μ和 EB 分别是介电常数、迁移率和击穿场强;η是室温下掺杂剂的电离率(“2 次方”是上文提到的系数)。 在轻掺杂的 n 型 SiC 中,由于氮供体相对较浅,η约为 0.85~1.0。这对于宽带隙半导体尤为重要,在宽带隙半导体中经常会观察到掺杂剂的不完全电离,实际上,由于室温下铝受体的空穴迁移率较低并且离子化率小,所以 p 型 SiC 肖特基二极管和功率 MOS 无法与 Si 基竞争。 3 "快速"切换 SiC 功率器件的另一个重要特点就是快速切换,反向恢复小,能够满足更高的频率。中高压应用中,Si 基的双极型器件通过少数载流子的注入,电导率调制能够显著的降低导通电阻。但是,双极型器件存在少数载流子存储的原因,导致开关速度较慢以及关断操作中的反向恢复大。而,这些应用中,SiC 单极器件由于导通电阻很低并且不存在少数载流子存储,可以成为较理想的选择。SiC 双极型器件也可以提供快速切换,因为电压阻挡区的厚度薄了约 10 倍(上面提到过),与 Si 的双极型器件相比,该区域中存储的电荷相应地小了约 10 倍。 4 高结温和工艺技术 由于带隙宽和化学稳定性,使用 SiC 器件的设备可以在高温(>250℃)下运行,这一点在当下的应用中无疑十分吸引人,更高的温度上限可以优化散热装置,而 SiC 器件本身甚至可以在 500℃或更高的温度下运行。 而封装技术是 SiC 功率器件发展的另一个重要问题。 比如,由于掺杂剂在 SiC 中极小的扩散常数,通过扩散工艺进行杂质掺杂很难实现,所以一般通过外延生长或者离子注入来进行掺杂; 在 SiC 中,即使在高温活化退火之后,高密度的深能级和扩展的缺陷仍保留在离子注入区以及注入尾部内,这导致注入结附近的载流子寿命很短(<0.1us),这不利于双极型器件,所以有效的载流子注入和扩散是必不可少的。 所以,SiC 双极型器件中的 pn 结仅通过外延生长来制造,但是对于制造 SBD 和 MOSFET 之类的 SiC 单极器件,由于其通过注入结可以获得几乎理想的击穿特性,并且单极器件的正常工作中并不涉及载流子注入,所以离子注入比较有用。 (掺杂等可以查看之前的推送) 5 更高的电压等级 下图是 Si 基和 SiC 基的单极 / 双极型功率器件的电压等级分布: 对于 Si 基功率器件,单极和双极器件的分界线在 300~600V,而在 SiC 功率器件中,这个边界向后移动了大约 10 倍的阻断电压,即几 kV。预计 SiC 将在 300V~6500V 的阻断电压范围内替代 Si 的双极型器件,并且 SiC 的双极型器件在 10kV 以上的超高压应用中也是"魅"不可挡。 可见,SiC 的发展不仅在于其本身的特性,还在于外部因素的适配。当然,随着时间的推移,这些都将会逐一解决!

    时间:2020-10-20 关键词: igbt 功率器件 sic mos

  • 英特尔公布 mOS 操作系统,面向高性能计算

    英特尔公布 mOS 操作系统,面向高性能计算

    8 月 13 日消息 根据外媒的消息,英特尔最近把资源集中在数据中心和高性能计算上。今天,英特尔发布了其最新产品—;—;mOS 操作系统。 IT之家了解到,英特尔 mOS 的目标是为软件提供高性能的环境,该操作系统基于 Linux 内核,英特尔对其经过了修改,从而使其适合 HPC 生态系统。 外媒表示,mOS 还处于前期研究阶段,但它已经可以用于超级计算机,如 ASCI Red、IBM Blue Gene 等。英特尔的目标是在 Aurora 超级计算机准备就绪时开发一个稳定的版本。

    时间:2020-08-31 关键词: 操作系统 英特尔 高性能 mos

  • Intel发布 mOS 操作系统,面向高性能计算

    Intel发布 mOS 操作系统,面向高性能计算

    根据外媒 TechPowerUp 的消息,英特尔最近把资源集中在数据中心和高性能计算上。今天,英特尔发布了其最新产品——mOS 操作系统。 英特尔 mOS 的目标是为软件提供高性能的环境,该操作系统基于 Linux 内核,英特尔对其经过了修改,从而使其适合 HPC 生态系统。 外媒表示,mOS 还处于前期研究阶段,但它已经可以用于超级计算机,如 ASCI Red、IBM Blue Gene 等。英特尔的目标是在 Aurora 超级计算机准备就绪时开发一个稳定的版本。

    时间:2020-08-14 关键词: Intel mos

  • Linux变种、百亿亿次超算专用

    Linux变种、百亿亿次超算专用

    除了成为最大的处理器公司之外,英特尔还是全球最大的软件公司之一。 在100,000名员工中,有15,000名是软件开发人员。 英特尔还在操作系统之上开发了各种系统。 现在,最新产品是mOS,它是用于HPC密集型计算的强大Linux变体。 Intel的mOS系统很少人关注,官方透露的细节也不多,目前还在开发中,主要用于高性能计算,在超算负载中可以提供更好的并行性及可靠性。 mOS系统依然会基于Linux扩展而来,目前最新版0.8版使用的是Linux 5.4 LTS内核,但它又有自己的LWK轻量级内核,Linux内核管理少量部分CPU核心,以确保兼容性,LWK内核管理系统其他部分,类似Mutil-OS多OS。 Intel的mOS已经在ASCI Red,IBM Blue Gene等超算上应用,不过它最终的目标是用于2021年的百亿亿次超算Aurora上,后者采用了未来一代的Intel至强可扩展处理器、Intel Xe计算架构、Intel未来一代的傲腾DC可持续内存、Intel One API软件等。 该超算同时采用Cray的新一代超算平台“Shasta”,由超过200个机柜组成,支持Cray Slingshot高性能可扩展互连架构,并在软件堆栈方面针对Intel架构进行专门优化。 据悉,整个项目总投资超过5亿美元,其中Intel获得了3.54亿美元,Cray则拿到了1.46亿美元。

    时间:2020-08-13 关键词: Intel Linux mos

  • 你知道场效应管MOS应该掌握哪些知识吗?

    你知道场效应管MOS应该掌握哪些知识吗?

    你知道场效应管MOS应该掌握哪些知识吗?工程师天天的工作日程就是和各类元器件打交道,今天做个测试,明天弄个技术研发等等。那么,对于最基础的场效应管MOS有多了解?场效应管有其独特的优点:输入阻抗高,噪声低,热稳定性好等。我们今天就给工程师们科普下关于场效应管MOS必须掌握的那些要点,不清楚赶紧跟着学! 1、如何防止绝缘栅型场效应管击穿 由于绝缘栅场效应管的输入阻抗非常高,这本来是它的优点,但在使用上却带来新的问题.由于输入阻抗高,当带电荷物体一旦靠近栅极时,在栅极感应出来的电荷就很难通过这个电阻泄放掉,电荷的累积造成了电压的升高,尤其是在极间电容比较小的情况本下,少量的电荷就会产生较高的电压,以至管子还没使用或者在焊接时就已经击穿或者出现指标下降的现象,特别是MOS管,其绝缘层很薄,更易击穿损坏。为了避免出现这样的事故,关键在于避免栅极悬空,也就是在栅源两极之间必须保持直流通路。 通常是在栅源两极之间接一个电阻(100K以内),使累积电荷不致过多,或者接一个稳压管,使电压不致超过某一数值。在保存时应使3个电极短路,并放在屏蔽的金属盒内;把管子焊到电路上或取下来时,也应该先将各个电极短路;安装测试时所用的烙铁仪器等要有良好的接地,最好拔掉电烙铁的电源再进行焊接。 2、怎样判断结型场效应管的电极 将万用表置于RX1K挡,用黑表笔接触假定为的栅极G管脚,然后用红表笔分别接触另外两个管脚,若阻值均比较小(约5~10欧),再将红黑表笔交换测量一次,如阻值大(无穷),说明都是反向电阻(PN结反向),属N沟道管,且黑表笔接触的管为栅极G,并说明原先假定是正确的。再次测量的阻值均很小,说明是正向电阻,属于P沟道场效应管,黑表笔所接触的也是栅极G。若不出现上述情况,可以调换红黑表笔,按上述方法进测试,直至判断栅极为止。一般结型效应管的源极与漏极在 制造时是对称的,所以,当栅极G确定以后,对于源极S漏极D不一定要判断,因为这两个极可以互换使用,因此没有必要去判别.源极与漏极之间的电阻约为几千欧. 3、场效应管放大能力的估测 用万用表的RX100挡可以估算场效应管的放大能力.具体测试如下:红表笔接源极S, 黑表笔接漏极D,这样相当于给场效应管加上1.5伏的电源电压,这时表针指示出的是D-S极间的电阻值.然后用手指捏住栅极G,将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上.由于场效应管的放大作用,Uds和Id都将发生变化,也相当于D-S极间电阻发生变化,可以观测到表针有较大幅度的摆动.如果手捏栅极表针摆动很小,说明场效应管的放大能力较弱,若表针不动,说明场效应管已损坏。 注意的是多数场效应管的Rds增大,表针向左摆动,少数场效应管的Rds减小,表针向右摆动.但无论表针摆动方向如何,只要能明显地摆动,就说明管子具有放大能力。但由于MOS管的输入电阻更高,栅极允许的感应电压不应过高,故不能直接用手去捏栅极,必须用手握螺丝刀的绝缘柄,用金属杆去碰触栅极,以防止感应电荷直接加到栅极上,引起MOS管的栅极击穿. 4、实例(总结模拟电路中MOS栅极电阻作用) 1).是分压作用 2).下拉电阻是尽快泄放栅极电荷将MOS管尽快截止 3).防止栅极出现浪涌过压(栅极上并联的稳压管也是防止过压产生) 4).全桥栅极电阻也是同样机理,尽快泄放栅极电荷,将MOS管尽快截止。避免栅极悬空,悬空的栅极MOS管将会导通,导致全桥短路 5).驱动管和栅极之间的电阻起到隔离、防止寄生振荡的作用。以上就是学习效应管MOS应该掌握的知识,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-05 关键词: 绝缘栅型场效应管 全桥栅极电阻 mos

  • 超低静态功耗、内置高压MOS电流型副边反馈控制芯片——SCM1733ASA

    超低静态功耗、内置高压MOS电流型副边反馈控制芯片——SCM1733ASA

    一、芯片介绍 继分别推出≤5W和5-60W 小功率AC/DC电源控制芯片后,为满足客户更广的应用范围及更低的价格需求,金升阳推出超低静态功耗、内置高压MOS且性价比更高的新产品——SCM1733ASA。 SCM1733ASA 是应用于中小功率AC/DC反激式开关电源的高性能电流模式PWM控制器,内置高压功率MOS,最大输出功率达20W,待机功耗<75mW,具有极低的启动电流和工作电流,可在实现低的损耗的同时保证可靠启动。 芯片满载工作时,PWM开关频率固定;降低负载后,进入绿色模式,开关频率降低;在空载和轻载时,进入间歇模式,以降低开关损耗。其先进的多种控制模式可以降低开关损耗并提高变换器转换效率,同时提供软启动控制以降低MOS应力、频率抖动控制以获得良好的EMI、间歇模式频率高于22KHz无音频噪声,拥有多种自恢复保护功能,如VDD欠压锁定(UVLO)、VDD过压保护(OVP)、逐周期电流限制(OCP)、过载保护(OLP)、过温保护(OTP)。 二、产品应用 可广泛应用于AC/DC 适配器、机顶盒电源、辅助电源、开放式开关电源等领域 。 · 典型应用电路: 三、产品特点 ● 空载功耗<75mW; ● 极低的启动电流和工作电流; ● 内置650V功率MOS; ● 65KHz的固定开关频率; ● 内置前沿消隐和斜坡补偿电路; ● 开机软启动降低MOS应力; ● 频率抖动降低EMI; ● 无音频噪声设计; ● 逐周期电流限制(OCP); ● VDD欠压锁定(UVLO)、过压保护(OVP)、过载保护(OLP)、过温保护(OTP)和输出短路保护;

    时间:2020-05-29 关键词: scm1733asa 反馈控制芯片 mos

  • CMOS的特点以及需要注意的地方,你值得收藏

    CMOS的特点以及需要注意的地方,你值得收藏

    什么是CMOS?它有什么注意事项?作为工程师,一定知道,目前数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路(主要为 TTL)和单极型集成电路(CMOS、NMOS、PMOS 等)。CMOS 电路的单门静态功耗在毫微瓦(nw)数量级。 CMOS 集成电路的简介 CMOS 互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件。是组成 CMOS 数字集成电路的基本单元。 金属 - 氧化物 - 半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称 MOS 晶体管,有 P 型 MOS 管和 N 型 MOS 管之分。由 MOS 管构成的集成电路称为 MOS 集成电路,而由 PMOS 管和 NMOS 管共同构成的互补型 MOS 集成电路即为 CMOS-IC( Complementary MOS Integrated CIRcuit)。 CMOS 集成电路的性能特点 微直流功耗 — CMOS 电路的单门静态功耗在毫微瓦(nw)数量级。 高噪声容限 — CMOS 电路的噪声容限一般在 40%电源电压以上。 宽工作电压范围 — CMOS 电路的电源电压一般为 1.5~18 伏。 高逻辑摆幅 — CMOS 电路输出高、低电平的幅度达到全电压的“1”为 VDD,逻辑“0”为 VSS。 高输入阻抗 — CMOS 电路的输入阻抗大于 108Ω,一般可达 1010Ω。 高扇出能力 — CMOS 电路的扇出能力大于 50。 低输入电容— CMOS 电路的输入电容一般不大于 5PF。 宽工作温度范围 — 陶瓷封装的 CMOS 电路工作温度范围为 - 55 0C ~ 125 0C;塑封的 CMOS 电路为 – 40 0C ~ 85 0C。 所有的输入均有删保护电路,良好的抗辐照特性等。 CMOS 与 TTL 的比较 CMOS 发展比 TTL 晚,但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了 TTL。以下比较两者性能,大家就知道其原因了。 1.CMOS 是场效应管构成,TTL 为双极晶体管构成 2.CMOS 的逻辑电平范围比较大(5~15V),TTL 只能在 5V 下工作 3.CMOS 的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强,TTL 则相差小,抗干扰能力差 4.CMOS 功耗很小,TTL 功耗较大(1~5mA/ 门) 5.CMOS 的工作频率较 TTL 略低,但是高速 CMOS 速度与 TTL 差不多相当。 CMOS 集成电路的使用注意事项 1、CMOS 电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。 2、输入端接低内组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流限制在 1mA 之内。 3、当接长信号传输线时,在 CMOS 电路端接匹配电阻。 4、当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为 R=V0/1mA.V0 是外界电容上的电压。 5、CMOS 的输入电流超过 1mA,就有可能烧坏 CMOS。以上就是CMOS的特点以及需要注意的地方,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-25 关键词: pmos ttl mos

  • 你不得不了解的MOS 管驱动电路

    你不得不了解的MOS 管驱动电路

    你知道什么是MOS 管驱动电路吗?它有什么作用?现在的 MOS 驱动,有几个特别的需求 1、低压应用 当使用 5V 电源,这时候如果使用传统的图腾柱结构,由于三极管的 be 有 0.7V 左右的压降,导致实际最终加在 gate 上的电压只有 4.3V。这时候,我们选用标称 gate 电压 4.5V 的 MOS 管就存在一定的风险。 同样的问题也发生在使用 3V 或者其他低压电源的场合。 2、宽电压应用 输入电压并不是一个固定值,它会随着时间或者其他因素而变动。这个变动导致 PWM 电路提供给 MOS 管的驱动电压是不稳定的。为了让 MOS 管在高 gate 电压下安全,很多 MOS 管内置了稳压管强行限制 gate 电压的幅值。在这种情况下,当提供的驱动电压超过稳压管的电压,就会引起较大的静态功耗。 同时,如果简单的用电阻分压的原理降低 gate 电压,就会出现输入电压比较高的时候,MOS 管工作良好,而输入电压降低的时候 gate 电压不足,引起导通不够彻底,从而增加功耗。 3、双电压应用 在一些控制电路中,逻辑部分使用典型的 5V 或者 3.3V 数字电压,而功率部分使用 12V 甚至更高的电压。两个电压采用共地方式连接。 这就提出一个要求,需要使用一个电路,让低压侧能够有效的控制高压侧的 MOS 管,同时高压侧的 MOS 管也同样会面对 1 和 2 中提到的问题。 在这三种情况下,图腾柱结构无法满足输出要求,而很多现成的 MOS 驱动 IC,似乎也没有包含 gate 电压限制的结构。 MOS 驱动有如下的特性: 1、用低端电压和 PWM 驱动高端 MOS 管。 2、用小幅度的 PWM 信号驱动高 gate 电压需求的 MOS 管。 3、gate 电压的峰值限制 4、输入和输出的电流限制 5、通过使用合适的电阻,可以达到很低的功耗。 6、PWM 信号反相。NMOS 并不需要这个特性,可以通过前置一个反相器来解决。以上就是MOS 管驱动电路的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-01 关键词: pwm 三极管 mos

  • 你知道MOS器件耗散的两种方式吗?

    你知道MOS器件耗散的两种方式吗?

    你知道大功率电源当中MOS器件耗散吗?有什么不同?本文主要为大家介绍了在大功率电源当中MOS器件耗散的两种方式。通过对这两种方式的讲解,详细大家都能够对其中的一些关键点理解透彻。 同步整流器的耗散 对于除最大负载外的所有负载,在开、关过程中,同步整流器的MOSFET的漏源电压通过捕获二极管箝制。因此,同步整流器没有引致开关损耗,使其功率耗散易于计算。需要考虑只是电阻耗散。最坏情况下损耗发生在同步整流器负载系数最大的情况下,即在输入电压为最大值时。通过使用同步整流器的RDS(ON)HOT和负载系数以及欧姆定律,就可以计算出功率耗散的近似值: PDSYNCHRONOUSRECTIFIER=[ILOAD2×RDS(ON)HOT]×[1>-)] 开关MOSFET的耗散 开关MOSFET电阻损耗的计算与同步整流器的计算相仿,采用其(不同的)负载系数和RDS(ON)HOT:PDRESISTIVE=[ILOAD2×RDS(ON)HOT]×(VOUT/VIN) 由于它依赖于许多难以定量且通常不在规格参数范围、对开关产生影响的因素,开关MOSFET的开关损耗计算较为困难。在下面的公式中采用粗略的近似值作为评估一个MOSFET的第一步,并在以后在实验室内对其性能进行验证:PDSWITCHING=(CRSS×VIN2×fSW×ILOAD)/IGATE。 其中CRSS为MOSFET的反向转换电容(一个性能参数),fSW为开关频率,而IGATE为MOSFET的启动阈值处(栅极充电曲线平直部分的VGS)的MOSFET栅极驱动的吸收电流和的源极电流。 一旦根据成本(MOSFET的成本是它所属于那一代产品的非常重要的功能)将选择范围缩小到特定的某一代MOSFET,那一代产品中功率耗散最小的就是具有相等电阻损耗和开关损耗的型号。若采用更小(更快)的器件,则电阻损耗的增加幅度大于开关损耗的减小幅度。 而采用更大[RDS(ON)低]的器件中,则开关损耗的增加幅度大于电阻损耗的减小幅度。 如果VIN是变化的,必须同时计算在VIN(MAX)和VIN(MIN)处的开关MOSFET的功率耗散。MOSFET最坏情况下功率耗散将出现在最小或最大输入电压处。耗散为两个函数的和:在VIN(MIN)(较高的负载系数)处达到最大的电阻耗散,和在VIN(MAX)(由于VIN2的影响)处达到最大的开关耗散。最理想的选择略等于在VIN极值的耗散,它平衡了VIN范围内的电阻耗散和开关耗散。 如果在VIN(MIN)处的耗散明显较高,电阻损耗为主。在这种情况下,可以考虑采用较大的开关MOSFET,或并联多个以达到较低的RDS(ON)值。但如果在VIN(MAX)处的耗散明显较高,则可以考虑减小开关MOSFET的尺寸(如果采用多个器件,或者可以去掉MOSFET)以使其可以更快地开关。 如果所述电阻和开关损耗平衡但还是太高,有几个处理方式: 改变题目设定。例如,重新设定输入电压范围;改变开关频率,可以降低开关损耗,且可能使更大、更低的RDS(ON)值的开关MOSFET成为可能;增大栅极驱动电流,降低开关损耗。MOSFET自身最终限制了栅极驱动电流的内部栅极电阻,实际上局限了这一方案;采用可以更快同时开关并具有更低RDS(ON)值和更低的栅极电阻的改进的MOSFET技术。 由于元器件选择数量范围所限,超出某一特定点对MOSFET尺寸进行精确调整也许不太可能,其底线在于MOSFET在最坏情况下的功率必须得以耗散。以上就是大功率电源当中MOS器件耗散的两种方式,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-29 关键词: 耗散 功率电源 mos

  • MOS的使用方法

    MOS的使用方法

    现在很多地方都会用到MOS管,那么它的工作原理是什么,MOS 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。具有输入电阻高(10^7~10^12Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 所有 MOS 集成电路(包括 P 沟道 MOS,N 沟道 MOS,互补 MOS—CMOS 集成电路)都有一层绝缘栅,以防止电压击穿。一般器件的绝缘栅氧化层的厚度大约是 25nm、50nm、80nm 三种。 在集成电路高阻抗栅前面还有电阻——二极管网络进行保护,虽然如此,器件内的保护网络还不足以免除对器件的静电损害(ESD),实验指出,在高电压放电时器件会失效,器件也可能为多次较低电压放电的累积而失效。 按损伤的严重程度静电损害有多种形式,最严重的也是最容易发生的是输入端或输出端的完全破坏以至于与电源端 VDDGND 短路或开路,器件完全丧失了原有的功能。稍次一等严重的损害是出现断续的失效或者是性能的退化,那就更难察觉。还有一些静电损害会使泄漏电流增加导致器件性能变坏。 MOS 管的定义 MOS 管做为电压驱动大电流型器件,在电路尤其是动力系统中大量应用,MOS 管有一些特性在实际应用中是我们应该特别注意的 MOS 管体二极管,又称寄生二极管,在单个 MOS 管器件中有,在集成电路光刻中没有,这个二极管在大电流驱动中和感性负载时可以起到反向保护和续流的作用,一般正向导通压降在 0.7~1V 左右。 因为这个二极管的存在,MOS 器件在电路中不能简单地看到一个开关的作用,比如充电电路中,充电完成,移除电源后,电池会反向向外部供电,这个通常是我们不愿意看到的结果。 一般解决的方法是在后面增加一个二极管来防止反向供电,这样虽然可以做到,但是二极管的特性决定必须有 0.6~1V 的正向压降,在大电流的情况下发热严重,同时造成能源的浪费,使整机能效低下。还有一个方法是再增加一个背靠背的 MOS 管,利用 MOS 管低导通电阻来达到节能的目的,这一特性另一个常见的应用为低压同步整流。 注意事项 MOS 管导通后的无方向性,MOS 在加压导通后,就类似于一根导线,只具有电阻特性,无导通压降,通常饱和导通电阻为几到几十毫欧,且无方向性,允许直流和交流电通过。 使用 MOS 管的注意事项 1、为了安全使用 MOS 管,在线路的设计中不能超过管的耗散功率,最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数的极限值。 2、各类型 MOS 管在使用时,都要严格按要求的偏置接入电路中,要遵守 MOS 管偏置的极性。如结型 MOS 管栅源漏之间是 PN 结,N 沟道管栅极不能加正偏压;P 沟道管栅极不能加负偏压,等等。 3、MOSMOS 管由于输入阻抗极高,所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路,要用金属屏蔽包装,以防止外来感应电势将栅极击穿。尤其要注意,不能将 MOS 管放入塑料盒子内,保存时最好放在金属盒内,同时也要注意管的防潮。 4、为了防止 MOS 管栅极感应击穿,要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地;管脚在焊接时,先焊源极;在连入电路之前,管的全部引线端保持互相短接状态,焊接完后才把短接材料去掉;从元器件架上取下管时,应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等。 当然,如果能采用先进的气热型电烙铁,焊接 MOS 管是比较方便的,并且确保安全;在未关断电源时,绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用 MOS 管时必须注意。 5、在安装 MOS 管时,注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件;为了防管件振动,有必要将管壳体紧固起来;管脚引线在弯曲时,应当大于根部尺寸 5 毫米处进行,以防止弯断管脚和引起漏气等。 6、使用 VMOS 管时必须加合适的散热器后。以 VNF306 为例,该管子加装 140×140×4(mm)的散热器后,最大功率才能达到 30W。 7、多管并联后,由于极间电容和分布电容相应增加,使放大器的高频特性变坏,通过反馈容易引起放大器的高频寄生振荡。为此,并联复合管管子一般不超过 4 个,而且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。 8、结型 MOS 管的栅源电压不能接反,可以在开路状态下保存,而绝缘栅型 MOS 管在不使用时,由于它的输入电阻非常高,须将各电极短路,以免外电场作用而使管子损坏。 9、焊接时,电烙铁外壳必须装有外接地线,以防止由于电烙铁带电而损坏管子。对于少量焊接,也可以将电烙铁烧热后拔下插头或切断电源后焊接。特别在焊接绝缘栅 MOS 管时,要按源极 - 漏极 - 栅极的先后顺序焊接,并且要断电焊接。 10、用 25W 电烙铁焊接时应迅速,若用 45~75W 电烙铁焊接,应用镊子夹住管脚根部以帮助散热。结型 MOS 管可用表电阻档定性地检查管子的质量(检查各 PN 结的正反向电阻及漏源之间的电阻值),而绝缘栅场效管不能用万用表检查,必须用测试仪,而且要在接入测试仪后才能去掉各电极短路线。取下时,则应先短路再取下,关键在于避免栅极悬空。 在要求输入阻抗较高的场合使用时,必须采取防潮措施,以免由于温度影响使 MOS 管的输入电阻降低。如果用四引线的 MOS 管,其衬底引线应接地。陶瓷封装的芝麻管有光敏特性,应注意避光使用。 对于功率型 MOS 管,要有良好的散热条件。因为功率型 MOS 管在高负荷条件下运用,必须设计足够的散热器,确保壳体温度不超过额定值,使器件长期稳定可靠地工作。总之,确保 MOS 管安全使用,要注意的事项是多种多样,采取的安全措施也是各种各样,广大的专业技术人员,特别是广大的电子爱好者,都要根据自己的实际情况出发,采取切实可行的办法,安全有效地用好 MOS 管。以上就是MOS的相关解析,希望能带给大家帮助。

    时间:2020-03-28 关键词: 集成电路 二极管 mos

  • 什么是运放的电压追随电路?

    什么是运放的电压追随电路?

    学过电流的人都知道运放电路,运放的电压追随电路利用虚短、虚断,一眼看上去简单明了,没有什么太多内容需要注意,那你可能就大错特错了。理解好运放的电压追随电路,对于理解运放同相、反相、差分、以及各种各样的运放的电路,都有很大的帮助。 电压追随电路分析 如果我们连接运放的输出到它的反相输入端,然后在同相输入端施加一个电压信号,我们会发现运放的输出电压会很好的追随着输入电压。 假设初始状态运放的输入、输出电压都为 0V,然后当 Vin 从 0V 开始增加的时候,Vout 也会增加,而且是往正电压的方向增加。这是因为假设 Vin 突然增大,Vout 还没有响应依然是 0V 的时候,Ve=Vin-Vout 是大于 0 的,所以乘上运放的开环增益,Vout=Ve*A,使得运放的输出 Vout 开始往正电压的方向增加。 当随着 Vout 增加的时候,输出电压被反馈回到反相输入端,然后会减小运放两个输入端之间的压差,也就是 Ve 会减小,在同样的开环增益的情况下,Vout 自然会降低。最终的结果就是,无论输入是多大的输入电压(当然是在运放的输入电压范围内),运放始终会输出一个十分接近 Vin 的电压,但是这个输出电压 Vout 是刚好低于 Vin 的,以保证的运放两个输入端之间有足够的电压差 Ve,来维持运放的输出,也就是 Vout=Ve*A。 运放电路中的负反馈 然后,这个电路很快就会达到一个稳定状态,输出电压的幅值会很准确的维持运放两个输入端之间的压差,这个压差 Ve 反过来会产生准确的运放输出电压的幅值。将运放的输出与运放的反相输入端连接起来,这样的方式被称为负反馈,这是使系统达到自稳定的关键。这不仅仅适用于运放,同样适用于任何常见的动态系统。这种稳定使得运放具备工作在线性模式的能力,而不是仅仅处于饱和的状态,全“开”或者全“关”,就像它被用于没有任何负反馈的比较器一样。 由于运放的增益很高,在运放反相输入端维持的电压几乎与 Vin 相等。举例来说,一个运放的开环增益为 200 000。如果 Vin 等于 6V,这时输出电压会是 5.999 970 000 149 999V。这在运放的输入端产生了足够的电压差 Ve=6V-5.999 970 000 149 999V=29.999 85uV,这个电压会被放大然后在输出端产生幅值为 5.999 970 000 149 999V 的电压,从而这个系统会稳定在这里。正如你所见,29.999 85uV 是一个很小的电压,因此对于实际计算来说,我们可以认为由负反馈维持的运放两个输入端之间的压差 Ve=0V,整个过程如图 2 所示。这也就是我们熟悉的“虚短”,而由于运放的两个输入端之间的阻抗是很大的,自然也就有了“虚断”。下面的电路具有稳定的 1 倍的闭环增益,输出电压会简单的追随输入电压。 使用负反馈的一个很大的优势是,我们不用去关心运放的实际电压增益,只要它足够大就可以。如果运放的电压增益不是 200 0000 而是 250 000,这会使得运放的输出电压会更接近 Vin 一些,更小的输入端之间的电压差用来产生需要的输出电压。在图 2 示意的电路中,输出电压同样会等于运放反相输入端上的输入电压。因此,对于电路设计工程师来说,为了实现放大电路的稳定的闭环增益,运放的开环增益没有必要是一个精确的值,负反馈会使得系统自我调整。 使用负反馈会改善线性度、增益稳定、输出阻抗、增益的精度,但使用负反馈同样也会带来一个严重的问题,那就是降低系统的稳定性,而对于单位增益的电压追随电路来说,这是一种最坏的情况,尤其是在驱动容性负载的情况下,感兴趣的同学可以自己去查阅相关的资料。 关于运放电路,很多时候我们都被灌输反相端追随同相端,就像前面所说的那样,难道就不能同相端追随反相端吗? 对于今天讲的电压追随电路来说,只能是反相端追随同相端。这里因为如果在反相端施加一个正的输入电压,将输出连接到同相端,同样假设输出为 0,那 Ve 会是一个负的电压,乘以运放的开环增益,那输出会是一个负的电压,返回到运放的同相输入端,会进一步得到一个绝对值更大的负电压差。很快运放的输出就会达到饱和,自然也就无法实现同相端追随反相端。 但对于运放来说,如果在反相端施加参考电压,配合其它电子元器件,如三极管、MOS 等,使得运放的整体环路形成负反馈,同样也能使同相端追随反相端,而这也自然打破了我们熟悉的运放的反相端追随同相端的规律。运放的电压追随电路,”虚短”、“虚断”是表面,而负反馈才是根。基于这个根,可以很好的帮助我们去理解千变万化的运放电路。以上就是运放电路的一些知识,相信能给大家一些启发。

    时间:2020-03-17 关键词: 电压 负反馈 mos

  • 什么是IGBT呢?详细讲解IGBT作用及其选型要求

    IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。 IGBT的作用 IGBT是一种功率晶体管,运用此种晶体设计之UPS可有效提升产品效能,使电源品质好、效率高、热损耗少、噪音低、体积小与产品寿命长等多种优点。 IGBT主要用于变频器逆变和其他逆变电路。将直流电压逆变成频率可调的交流电。它有阴极,阳极,和控制极。关断的时候其阻抗是非常大的基本是断路,接通的时候存在很小的电阻,通过接通或断开控制极来控制阴极和阳极之间的接通和关断。 IGBT选型四个基本要求 1、安全工作区 在安全上面,主要指的就是电的特性,除了常规的变压电流以外,还有RBSOA(反向偏置安全工作区)和短路时候的保护。这个是开通和关断时候的波形,这个是相关的开通和关断时候的定义。我们做设计时结温的要求,比如长期工作必须保证温度在安全结温之内,做到这个保证的前提是需要把这个模块相关的应用参数提供出来。这样结合这个参数以后,结合选择的IGBT的芯片,还有封装和电流,来计算产品的功耗和结温,是否满足安全结温的需求。 2、热限制 热限制就是我们脉冲功率,时间比较短,它可能不是一个长期的工作点,可能突然增加,这个时候就涉及到另外一个指标,动态热阻,我们叫做热阻抗。这个波动量会直接影响到IGBT的可靠性,就是寿命问题。你可以看到50赫兹波动量非常小,这个寿命才长。 3、封装要求 封装要求主要体现在外部封装材料上面,在结构上面,其实也会和封装相关,因为设计的时候会布局和结构的问题,不同的设计它的差异性很大。 4、可靠性要求 可靠性问题,刚才说到结温波动,其中最担心就是结温波动以后,会影响到这个绑定线和硅片之间的焊接,时间久了,这两种材料本身之间的热抗系数都有差异,所以在结温波动情况下,长时间下来,如果工艺不好的话,就会出现裂痕甚至断裂,这样就会影响保护压降,进一步导致ICBT失效。第二个就是热循环,主要体现在硅片和DCB这个材料之间,他们之间的差异性。如果失效了以后,就分层了,材料与材料之间特性不一样,就变成这样情况的东西,这个失效很明显。   IGBT如何选型 1、IGBT额定电压的选择 三相380V输入电压经过整流和滤波后,直流母线电压的最大值:在开关工作的条件下,IGBT的额定电压一般要求高于直流母线电压的两倍,根据IGBT规格的电压等级,选择1200V电压等级的IGBT。 2、IGBT额定电流的选择 以30kW变频器为例,负载电流约为79A,由于负载电气启动或加速时,电流过载,一般要求1分钟的时间内,承受1.5倍的过流,择最大负载电流约为119A ,建议选择150A电流等级的IGBT。 3、IGBT开关参数的选择 变频器的开关频率一般小于10kHZ,而在实际工作的过程中,IGBT的通态损耗所占比重比较大,建议选择低通态型IGBT。 影响IGBT可靠性因素 1)栅电压 IGBT工作时,必须有正向栅电压,常用的栅驱动电压值为15~187,最高用到20V, 而棚电压与栅极电阻Rg有很大关系,在设计IGBT驱动电路时, 参考IGBT Datasheet中的额定Rg值,设计合适驱动参数,保证合理正向栅电压。因为IGBT的工作状态与正向棚电压有很大关系,正向栅电压越高,开通损耗越小,正向压降也越小。 2)Miller效应 为了降低Miller效应的影响,在IGBT栅驱动电路中采用改进措施: (1)开通和关断采用不同栅电阻Rg,ON和Rg,off,确保IGBT的有效开通和关断; (2)栅源间加电容c,对Miller效应产生的电压进行能量泄放; (3)关断时加负栅压。在实际设计中,采用三者合理组合,对改进Mille r效应的效果更佳。 IGBT使用注意事项 (1)操作过程中要佩戴防静电手环; (2)尽量不要用手触摸驱动端子部分,当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后,再触摸; (3)IGBT模块驱动端子上的黑色海绵是防静电材料,用户用接插件引线时取下防静电材料立即插上引线; (4)在焊接作业时,设备容易引起静电压的产生,为了防止静电的产生,请先将设备处于良好的接地状态下。 IGBT如何保管 1、一般保存IGBT模块的场所,应保持常温常湿状态,不应偏离太大。常温的规定为5℃~35℃,常湿的规定为45%~75%。在冬天特别干燥的地区,需要加湿机加湿。 2、尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合。 3、在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象,因此IGBT模块应放在温度变化较小的地方。 4、IGBT模块在未投入生产时不要裸露放置,防止端子氧化情况的发生。 从功能上来说,IGBT就是一个电路开关,优点就是用电压控制,饱和压降小,耐压高。用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。而且IGBT不用机械按钮,它是由计算机控制的。 所以有了IGBT这种开关,就可以设计出一类电路,通过计算机控制IGBT,把电源侧的交流电变成给定电压的直流电,或是把各种电变成所需频率的交流电,给负载使用。这类电路统称变换器。 IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见; IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

    时间:2019-07-01 关键词: igbt bjt mos

  • 必须掌握的MOS管驱动设计知识

    mos管是金属(metal)、氧化物(oxide)、半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)、半导体。MOS管的source和drain是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。 一般认为MOSFET是电压驱动的,不需要驱动电流。然而,在MOS的G S两级之间有结电容存在,这个电容会让驱动MOS变的不那么简单。如果不考虑纹波和EMI等要求的话,MOS管开关速度越快越好,因为开关时间越短,开关损耗越小,而在开关电源中开关损耗占总损耗的很大一部分,因此MOS管驱动电路的好坏直接决定了电源的效率。   对于一个MOS管,如果把GS之间的电压从0拉到管子的开启电压所用的时间越短,那么MOS管开启的速度就会越快。与此类似,如果把MOS管的GS电压从开启电压降到0V的时间越短,那么MOS管关断的速度也就越快。 由此我们可以知道,如果想在更短的时间内把GS电压拉高或者拉低,就要给MOS管栅极更大的瞬间驱动电流。 大家常用的PWM芯片输出直接驱动MOS或者用三极管放大后再驱动MOS的方法,其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。 比较好的方法是使用专用的MOSFET驱动芯片如TC4420来驱动MOS管,这类的芯片一般有很大的瞬间输出电流,而且还兼容TTL电平输入,MOSFET驱动芯片的内部结构。   MOS驱动电路设计需要注意的地方 因为驱动线路走线会有寄生电感,而寄生电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡电路,如果直接把驱动芯片的输出端接到MOS管栅极的话,在PWM波的上升下降沿会产生很大的震荡,导致MOS管急剧发热甚至爆炸,一般的解决方法是在栅极串联10欧左右的电阻,降低LC振荡电路的Q值,使震荡迅速衰减掉。 因为MOS管栅极高输入阻抗的特性,一点点静电或者干扰都可能导致MOS管误导通,所以建议在MOS管G S之间并联一个10K的电阻以降低输入阻抗。 如果担心附近功率线路上的干扰耦合过来产生瞬间高压击穿MOS管的话,可以在GS之间再并联一个18V左右的TVS瞬态抑制二极管,TVS可以认为是一个反应速度很快的稳压管,其瞬间可以承受的功率高达几百至上千瓦,可以用来吸收瞬间的干扰脉冲。   MOS管驱动电路参考 MOS管驱动电路的布线设计 MOS管驱动线路的环路面积要尽可能小,否则可能会引入外来的电磁干扰 驱动芯片的旁路电容要尽量靠近驱动芯片的VCC和GND引脚,否则走线的电感会很大程度上影响芯片的瞬间输出电流。   常见的MOS管驱动波形   如果出现了这样圆不溜秋的波形就等着核爆吧。有很大一部分时间管子都工作在线性区,损耗极其巨大。 一般这种情况是布线太长电感太大,栅极电阻都救不了你,只能重新画板子。   高频振铃严重的毁容方波。在上升下降沿震荡严重,这种情况管子一般瞬间死掉,跟上一个情况差不多,进线性区。原因也类似,主要是布线的问题。又胖又圆的肥猪波。上升下降沿极其缓慢,这是因为阻抗不匹配导致的。芯片驱动能力太差或者栅极电阻太大。 果断换大电流的驱动芯片,栅极电阻往小调调就OK了。 打肿脸充正弦的生于方波他们家的三角波。驱动电路阻抗超大发了。此乃管子必杀波。解决方法同上。   大众脸型,人见人爱的方波。高低电平分明,电平这时候可以叫电平了,因为它平。边沿陡峭,开关速度快,损耗很小,略有震荡,可以接受,管子进不了线性区,强迫症的话可以适当调大栅极电阻。   方方正正的帅哥波,无振铃无尖峰无线性损耗的三无产品,这就是最完美的波形了。 另外选择到一款正确的MOS管,可以很好地控制生产制造成本,最为重要的是,为产品匹配了一款最恰当的元器件。

    时间:2019-04-30 关键词: lc振荡 mos

  • 耗尽型MOS管

    耗尽型MOS管

    ;;; N沟道耗尽型MOS管和N沟道M1F60-6063增强型MOS管的结构基本相同。差别在于耗尽型MOS管的Si02绝缘层中掺有大量的正离子Na+或K+(制造P沟道耗尽型MOS管时掺人负离子),故在UCs=0时,这些正离子产生的电场作用下,漏极一源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道),只要加上正向电压UDS,就有电流。如果加上正的UCs,栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子,沟道加宽,沟道电阻变小。增大。反之UCs为负时,沟道中感应的电子减少,沟道变窄,沟道电阻变大。减少。当UCS负向增加到某一数值时,导电沟道消失。趋于零,管子截止,故称为耗尽型。如图1-23所示为N沟道耗尽型MOS管的结构、符号与P沟道电路符号。;;;;;;;;;;;;;;;

    时间:2019-03-19 关键词: 基础教程 mos

  • IR推出超低导通电阻的表面贴装75V MOS

    IR推出超低导通电阻的表面贴装75V MOS

    全球功率半导体和管理方案领导厂商 – 国际整流器公司 (International Rectifier,简称IR) 近日推出75V器件以扩充StrongIRFETMOSFET系列,适合多种工业应用,包括电动工具、轻型电动车逆变器、直流电机驱动器、锂离子电池组保护、热插拔及开关电源(SMPS) 二次侧同步整流等应用。全新75V StrongIRFET功率MOSFET系列配备可提升低频率应用性能的超低导通电阻(RDS(on))、极高的载流能力、软体二极管,以及有助于提高抗噪性的3V典型阀值电压。IRFS7730-7P是该系列的主要器件之一,采用坚固的7引脚D2-Pak封装,提供最高仅2 m?的导通电阻和240A峰值电流。该系列的每款器件都完全通过行业最高雪崩电流级别的雪崩测试,能够为要求严格的工业应用提供最坚固耐用的解决方案。新器件还可采用穿孔式封装。IR亚太区销售副总裁潘大伟表示:“IR 的75V StrongIRFET器件系列具有超低导通电阻,而且完全通过严格的行业级雪崩测试,以确保产品坚固耐用。新器件提供基准性能MOSFET以供选择,旨在为工业市场作出优化。”规格采用表面贴装封装的75V StrongIRFET

    时间:2019-01-03 关键词: 电源技术解析 75v 表面贴装 超低导通电阻 mos

  • 一种折叠共源共栅运算放大器的设计

    一种折叠共源共栅运算放大器的设计

    1引言 随着集成电路技术的不断发展,高性能运算放大器广泛应用于高速模/数转换器(ADC)、数/模转换器(DAC)、开关电容滤波器、带隙电压基准源和精密比较器等各种电路系统中,成为模拟集成电路和混合信号集成电路设计的核心单元电路,其性能直接影响电路及系统的整体性能,高性能运算放大器的设计一直是模拟集成电路设计研究的热点之一,以折衷满足各种应用领域的需要。 许多现代集成CMOS运算放大器被设计成只驱动电容负载。有了这样只有电容的负载,对于运放放大器,就没有必要使用电压缓存器来获得低输出阻抗,因此,有可能设计出比那些需要驱动电阻负载的运算放大器具有更高速度和更大的信号幅度的运算放大器。通过在一个只驱动电容负载的运算放大器输出端只有一个高阻抗节点,可以获得这些提高,这些运算放大器在其他节点看到的导纳与MOS管的跨导在一个量级上,因此他们具有低阻抗。 有了所有相对低阻抗的内部节点,运算放大器的速度得到最大化,这里还应该提到的是:这些低节点阻抗使得所有节点而不是输出节点的电压信号降低,然而,各种晶体管的电流信号可能非常大,对这些运算放大器,应看到补偿通常是由负载电容达到的,这样,当负载电容变大,运算放大器通常变得更稳定也更慢,这些现代晶体管最重要的参数之一是他们的跨导值(即输出电流和输入电流的比)。因此,一些设计者称这些现代运算放大器为跨导运算放大器或者运算跨导放大器(OTA)。 在各种OTA结构中,折叠共源共栅运放结构的运算放大器可以使设计者优化二阶性能指标,这一点在传统的两极运算放大器中是不可能的,特别是共源共栅技术对提高增益、增加PSRR值和在输出端允许自补偿是有用的。这种灵活性允许在CMOS工艺中发展高性能无缓冲运算放大器,目前,这样的放大器已被广泛应用无线电通信的集成电路中。 本文介绍的运放是一种采用TSMC0.18μmMixedSignalSALICIDE(1P6M,1.8V/3.3V)CMOS工艺的折叠共源共栅运放,并对其进行了DC,AC及瞬态分析,最后与设计指标进行比较。 2电路结构分析 如图1所示,该图是一个差动输入单端输出设计,他的基本思想是将共源共栅MOS管应用于输出差动对中,但使用的MOS管与输入级中使用的那些MOS管类型相反,例如,图中由M1和M2组成的差动对MOS管为N沟道。而由M1c和M2c组成的共源共栅MOS管是P沟道MOS管,这种相反类型MOS管得安排允许这个单增益级放大器的输出在相同偏置电压水平上作为输入信号。应该提到的是:即使一个折叠式共源共栅放大器基本上是一个单增益级,他的增益也可能非常合理,约为700-3000。出现这样一个高增益是因为增益是由输入跨导和输出阻抗的情况决定的,输出阻抗由于使用了共源共栅技术而非常高。 图中显示的差动到单端的转变是由M5,M5c,M6,M6c。组成的宽幅镜像电流源实现的,在差动输出设计中,这些可能被2个宽幅共源共栅电流吸收器所代替,并且可以添加共模反馈电路。 补偿通过负载电容CL实现,并实现了主要极点补偿。在负载电容非常小的应用中,有必要添加附加的补偿电容与负载并联来保证稳定性。如果想要超前补偿,可以添加一个电阻与CL串联,当在一些应用中不可能实现超前补偿时,例如当补偿电容主要由负载电容提供时,这种方法在很多情况下都适用,而许多设计者似乎没有意识到这一点(也就是说,在很多情况下,都可以在负载电容上串联一个电阻)。 输入差动对MOS管的偏置电流等于Ib1/2。P沟道共源共栅MOS管在任意一个(M1c或者M2c)的偏置电流,等于M3或者M4的漏极电流减去Ib1/2,因为(W/L)3=(W/L)4=(W/L)8b,所以这个漏极电流由Ib和(W/L)81/(W/L)11比率确定,由于共源共栅晶体管之一的偏置电流由电流相减得到,所以他要准确建立,需要Ib2和Ib3从一个单偏置网络得到。此外,得到这些电流的任何镜像电流源应由单位大小的MOS管并联形成的MOS管组成,这种方法可以消除宽度不同的MOS管引起的二阶效应造成的误差。 3测试分析 Vdd=3V,Ib=62.5μA,CL=5pF 图1中各MOS管的参数如表1所示。对图1所示的运算放大器进行仿真,开环结构的电压传输曲线、频率响应、小信号增益、输出和输出电阻都可以仿真。从图2中看出:开环输出电压摆幅从0.3-2.7V,最后得到仿真结果与设计指标的比较,见表2。 4结语 本文解释的运放是一种折叠共源共栅运放,具有高直流开环增益、低输入失调电压、高速等特点,TSMC0.18混合信号双阱CMOS工艺的BSIM3(V3.2)模型参数,利用HSpiceW-2005.03等仿真工具对其进行了DC,AC及瞬态分析。 仿真结果表明,本文实现的运放具有73dB的直流开环增益,在5pF的负载电容条件下,运放的单位增益频率为3MHz,相位裕度为88°,输出电阻为47.8MΩ。 可以看出,设计几乎是令人满意的,微小的调节可以通过改变W/L比或直流使放大器工作在指定的范围。

    时间:2018-12-14 关键词: dac adc 电源技术解析 ota mos

  • 一种低功耗高PSRR的基准电压源

    一种低功耗高PSRR的基准电压源

    一般基于自偏置的基准电路,由于MOS管工作在饱和区,其工作电流一般在微安级,虽然可以适用于大部分消费类电子芯片的应用,但对于一些特殊应用,如充电电池保护芯片,则无法达到其设计要求。于是降低基准电路的电流则成为芯片低功耗设计的关键。为了减小电路的静态电流,这里的基准与偏置电路采用增强管与耗尽管相结合的方式。对于增强型MOS管,阈值电压随温度的升高而下降;对于耗尽型MOS管,阈值电压为负,其阈值电压的温度系数与增强型相反。利用增强型MOS管阈值电压的负温度系数和耗尽管阈值电压的正温度系数产生一个精度很高的基准电压。 1 基准电压源的结构与工作原理 图1为基准电压源的等效结构图。其中,M4为耗尽管,M6为增强管。从图1中可以看出,M4栅源极相连后,流过该管的电流为: 由于NMOS耗尽管的阈值电压为负值,并且具有负温度系数,因此由式(1)可知,耗尽管电流随温度上升而变大。该电流就是通过增强管M6的电流。从图1可以看出基准电压为: 由于增强管M6的阈值电压具有负温度系数,而通过该管的电流具有正温度系数,因此通过合理设置M4,M6的宽长比就能在室温下获得比较恒定的基准电压。 这种结构的基准电压源具有以下优点: (1)可以产生较低基准电压。与一般的1.2 V基准电压相比,图1所示的电路结构可以产生更低的基准电压。特别是当所选择工艺的NMOS管阈值较小,并且耗尽管的宽长比较小时,基准电压只有零点几伏,在低压供电的电源芯片中,具有较大的优势。 (2)电路具有极小的静态电流。M4管栅源极相连充当恒流源,由于该管长度设置得较大,因而对应的等效电阻很大,流过的静态电流很小,一般只有几百纳安。 (3)无需额外的启动电路。耗尽型晶体管为常通型晶体管,只有当栅极所加电压超过其阈值电压时,管子才会关断。而M4管的栅极电压始终为0,并且M6管属于二极管连接,因此系统上电后,必然有从电源到地的直流通路,所以不需要额外的启动电路帮助系统摆脱静态电流为0的简并状态。 2 改进电路结构及原理 图1所示基准电压源具有静态电流小,无需额外启动电路等优点,但其电源抑制比特性不是很好。为了获得较好的电源抑制特性,可以将图1的基准单元进行级联排列,如图2所示。 M1,M2,M4为耗尽管,M5,M6为增强管。其中,M1和M5为第一级电路,M2,M4,M6为二级电路,一级与二级电路间的关联不大。通过设计M1和M5管的宽长比可以获得一个比基准更小的偏置电压。同时将该输出接到基准电源第二级电路中M2管的栅极,减弱了该点随电源电压的变化,从而有效地提高了基准输出端的电源抑制特性。 该电路采用CSMC公司0.6/μm的工艺,仿真使用49级模型,得到以下结果: (1)温度系数。仿真是在输入电压4.0 V,温度为-40~+100℃的条件下进行的。从图3中可以看到基准电压从-40℃的0.963 32 V变化到30℃时的0.962 35 V,因此该基准的温度系数为(ppm/℃):  (2)基准电压的电源抑制比。基准电压的电源抑制比如图4所示。从图4和图5可以看到,如果没有增加M2,低频时的PSRR只有-90 dB,高频时则大约为-75 dB,电源抑制比的特性不是很好;如果增加了M2管,低频时的PSRR为-120 dB,高频时也能控制在-90 dB内,电源抑制比得到了极大的提高。 (3)基准电压的线性调整率。图6为基准电压的线性调整率特性曲线。从图6中可以看到,基准电压的线性调整率随温度的上升而减小。在25℃时,基准电压从输入电压2.5 V对应的1.027 952 V变化到输入电压5.5 V对应的1.027 982 V,其线性调整率为: 3 结 语 在此分析介绍了一种低功耗基准电压源电路的设计方案,该电路的最大功耗小于1μW,温度系数为21 ppm/℃;同时由于电路结果较简单,易于集成,已经用于电池充电保护芯片。

    时间:2018-09-24 关键词: 电源技术解析 电压源 psrr mos

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