POWER MOSFET驱动电路应用实例
MOS管工作原理及其驱动电路
功率场效应晶体管MOSFET技术分类:电源技术模拟设计 | 2007-06-07来源:全网电子1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET 主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率mos管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET(Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET 器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
场效应管在开关电路中的应用
应用场景
描述
示例
电机控制
MOSFET可用作电机驱动器的开关,控制电机的启停和转向。
N沟道或P沟道MOSFEБайду номын сангаас驱动单相或三相电机,实现电机的正反转和速度控制。
灯光控制
在照明系统中,MOSFET可用于控制LED灯或其他类型灯具的开关。
使用MOSFET构建的LED驱动器,通过控制栅极电压来点亮或熄灭LED灯。
电源管理
在电源管理电路中,MOSFET可用作电源开关,控制电源的通断和电压转换。
笔记本电脑等便携式设备中的电源管理芯片,利用MOSFET实现电池的充放电控制。
数字逻辑电路
MOSFET可用于构建数字逻辑门(如与门、或门、非门等),进而实现复杂的数字逻辑系统。
使用MOSFET构建的与非门(NAND)电路,通过组合多个与非门可以实现任意逻辑功能。
高功率应用
由于MOSFET能够承受较大的电流和电压,因此特别适用于电机、变压器等大功率应用。
工业级逆变器中的MOSFET开关,用于将直流电转换为交流电,驱动大功率电机。
快速切换
MOSFET在饱和区域之间可以快速切换,这使得它在需要高频开关的应用中非常有用。
PWM(脉冲宽度调制)控制器中的MOSFET,通过调整占空比来控制电机的转速。
大功率mos管 场效应管触发开关驱动 模块
大功率mos管场效应管触发开关驱动模块大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块是一种常用于电子电路中的设备,它具有高效、可靠、节能等优点。
本文将详细介绍该模块的工作原理、应用领域以及使用时需要注意的事项,希望能对读者有一定的指导意义。
首先,让我们来了解一下大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块的工作原理。
该模块通过使用场效应管作为开关元件,来控制电流的通断。
当输入信号为高电平时,模块将场效应管导通,电流能够正常流动;当输入信号为低电平时,模块将场效应管截断,电流被阻断。
通过这种方式,我们可以控制外部负载电路的通断,实现相应的功率控制。
大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块广泛应用于各种电子电路中。
例如,在电源系统中,可以通过该模块来控制电源的开关,实现电源的启动和关闭;在电动机驱动系统中,可以通过该模块来控制电动机的启动和停止,实现对电机的精确控制;在充电器和逆变器等电源变换系统中,也可以使用该模块来实现电源的切换和转换。
可以说,大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块在各个领域都有着广泛的应用。
在使用大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块时,我们需要注意一些事项。
首先,选择适合的工作电压范围。
不同的模块具有不同的工作电压范围,我们需要根据具体的应用需求选择合适的模块。
其次,注意模块的散热问题。
大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块在工作时会产生一定的热量,如果散热不良,可能会导致模块的过热,影响其工作效果甚至损坏模块。
因此,我们应该合理设计散热装置,确保模块能够在适当的温度范围内工作。
最后,注意输入信号的稳定性。
在使用该模块时,输入信号的稳定性对于模块的工作效果具有很大的影响,我们需要确保输入信号的稳定性,避免其产生波动,以免影响到模块的正常工作。
综上所述,大功率MOS管场效应管触发开关驱动模块是一种高效、可靠、节能的设备,具有广泛的应用领域。
在使用该模块时,我们需要根据具体的需求选择合适的模块,并注意散热和输入信号的稳定性等问题。
MOSFET的驱动保护电路设计
摘要:率场效应晶体管由于具有诸多优点而得到广泛的应用;但它承受短时过载的能力较弱,使其应用受到一定的限制。
分析了二极管器件驱动与保护电路的设计要求;计算了MOSFET驱动器的功耗及MOSFET驱动器与MOSFET的匹配;设计了基于IR2130驱动模块的MOSFET驱动保护电路。
该电路具有结构简单,实用性强,响应速度快等特点。
在驱动无刷直流电机的应用中证明,该电路驱动能力及保护功能效果良好。
功率场效应晶体管(Power MOSFET)是一种多数载流子导电的单极型电压控制器件,具有开关速度快、高频性能好、输入阻抗高、噪声小、驱动功率小、动态范围大、无二次击穿现象和安全工作区域(SOA)宽等优点,因此,在高性能的开关电源、斩波电源及电机控制的各种交流变频电源中获得越来越多的应用。
但相比于绝缘栅双极型晶体管IGBT或大功率双极型晶体管GTR等,MOSFET管具有较弱的承受短时过载能力,因而其实际使用受到一定的限制。
如何设计出可靠和合理的驱动与保护电路,对于充分发挥MOSFET 功率管的优点,起着至关重要的作用,也是有效利用MOSFET管的前提和关键。
文中用IR2130驱动模块为核心,设计了功率MOSFET驱动保护电路应用与无刷直流电机控制系统中,同时也阐述了本电路各个部分的设计要求。
该设计使系统功率驱动部分的可靠性大大的提高。
1 功率MOSFET保护电路设计功率场效应管自身拥有众多优点,但是MOSFET管具有较脆弱的承受短时过载能力,特别是在高频的应用场合,所以在应用功率MOSFET对必须为其设计合理的保护电路来提高器件的可靠性。
功率MOSFET保护电路主要有以下几个方面:1)防止栅极 di/dt过高:由于采用驱动芯片,其输出阻抗较低,直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断,有可能造成功率管漏源极间的电压震荡,或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt 而引起误导通。
为避免上述现象的发生,通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个电阻,电阻的大小一般选取几十欧姆。
大功率mos管驱动保护电路
一、引言随着电子技术的飞速发展,大功率MOS管在工业、军事、民用等领域得到了广泛应用。
然而,由于MOS管的特性,使用不当很容易导致其损坏,甚至危及设备和人员安全。
因此,设计一种可靠的保护电路,对于确保MOS管的正常工作和延长其寿命具有重要意义。
本文将介绍一种基于大功率MOS管的驱动保护电路,主要包括电流保护、过压保护、过温保护和ESD保护四个方面。
二、电流保护电流保护是防止MOS管过电流损坏的主要手段。
一般来说,电流过大会导致MOS管发热严重,从而对其内部结构产生不可逆的损伤。
因此,需要通过设置合理的电流限制值和保护电路来保护MOS 管。
具体实现方式如下:1.1 电流检测在MOS管的源极和负载之间增加一个小电阻,通过检测该电阻两端的电压来实现对MOS管的电流监测。
为了减小误差,可以采用差分放大器、精密电阻等器件进行检测。
1.2 电流限制当检测到MOS管电流超过设定值时,可以通过控制信号,直接将MOS管的驱动电压降低或关闭MOS管,以保护其不受过电流损伤。
三、过压保护过压保护是保护MOS管免受过高电压损害的重要手段。
在实际应用中,由于干扰、电源波动等因素,系统中可能会出现过压情况,如果MOS管无法承受这样的压力,就会导致其损坏。
具体实现方式如下:2.1 过压检测通过设置一个合适的过压检测电路,来监测系统中的电压变化情况。
一旦检测到过压情况,则需要立即采取相应的保护措施。
2.2 过压保护当检测到过压情况时,可以通过控制信号,直接将MOS管的驱动电压降低或关闭MOS管,以避免其受到过高的电压影响。
四、过温保护过温保护是保护MOS管免受高温损害的重要手段。
由于工作环境的限制,MOS管在高温环境下长时间工作会导致其内部结构损坏或退化,影响其寿命和性能。
具体实现方式如下:3.1 温度检测通过设置一个合适的温度检测电路,来监测MOS管周围的温度变化情况。
可以采用热敏电阻、热敏电偶等器件进行检测,并将其转换为电信号。
mos管自举驱动电路
mos管自举驱动电路自举驱动电路(Bootstrap Driver Circuit)是一种用于驱动功率MOSFET的电路。
它通常用于桥式逆变器、升压转换器等需要高速开关的电路中。
自举驱动电路利用了MOSFET的电容特性,在驱动信号周期性变化时,通过电容的充放电过程来提供所需的驱动电压。
这样可以在驱动信号频率较高的情况下保持驱动电路的工作稳定性。
自举驱动电路通常由一个高侧驱动电路和一个低侧驱动电路组成。
高侧驱动电路用于驱动高侧MOSFET的栅极,低侧驱动电路用于驱动低侧MOSFET的栅极。
在每个驱动电路中,一个功率MOSFET的栅极连接到一个NPN晶体管的集电极上,而NPN晶体管的发射极则连接到VCC电压。
此外,在高侧驱动电路中,MOSFET的源极还连接到一个电容上。
具体工作原理如下:1. 初始时刻,高侧驱动电路中的电容充满了电压VCC。
低侧驱动电路中的电容充满了电压VCC-Vin,其中Vin为低侧驱动信号。
2. 当低侧驱动信号变为高电平时,低侧的NPN晶体管导通,将低侧MOSFET的栅极拉低,使其导通。
3. 由于低侧MOSFET导通,电感中的电流开始增加。
4. 由于高侧MOSFET导通,电容开始放电,驱动电压逐渐下降。
5. 当驱动电压下降到一定程度时,高侧MOSFET将关闭,电容停止放电。
6. 当低侧驱动信号变为低电平时,低侧的NPN晶体管截止,低侧MOSFET断开。
7. 由于高侧MOSFET断开,电容开始充电,驱动电压逐渐增加。
8. 重复上述步骤,实现对功率MOSFET的高速开关。
自举驱动电路可以提供较高的驱动电压,从而减小MOSFET 的导通电阻,提高开关速度。
它具有结构简单、效率高、成本低等优点,在多种应用中得到了广泛应用。
MOSFET电流源驱动原理及实现
MOSFET电流源驱动原理及实现王仲娟,葛芦生王文娟郝玲玲陈志杰束林(安徽工业大学安徽马鞍山243002)摘要:在开关电源中,随着开关频率的提高,开关器件MOSFET的开关损耗也相应增加。
目前大多数都是采用电压源的驱动方法,此驱动方法存在Miller效应、开关时间长、开关损耗大等一些缺点。
本文对电流源驱动原理进行了分析,并以BUCK电路为例,实现了电流源驱动电路。
通过两种驱动类型比较分析,证明了电流源驱动方式可以缩短开关时间,从而可以有效的减低损耗,提高工作效率。
关键字:电流源驱动开关时间Abstract:In the switching power supply,along with turn-on frequency’s enchancement,the switch component MOSFET switching loss also correspondingly increase.At present the conventional driver is used majority,but this method has the Miller effect,the switching time to be long,switching loss big and so on some shortcomings.This paper has carried on the analysis to the current source driver principle,and take the BUCK circuit as the example,has realized current source driver circuit.Through compared with the conventional driver,had proven the current source driver might reduce the switching time,thus might effective decrease the loss,raised the working efficiency.Keyword:current source driver,switching time引言:目前随着微电子技术的发展,电力电子电路正走向高频化,已出现了各种各样的全控型器件。
MOS管工作原理及其驱动电路
功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET 主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率mos管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET(Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET 器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
三极管 boostrap mos管 驱动电路
三极管和MOS管是常用的半导体器件,它们在电子电路中起着重要的作用。
驱动电路是用于控制这些器件工作状态的电路,它能够提供足够的电流和电压来驱动这些器件。
对于三极管来说,其驱动电路通常由一个晶体管和一个电阻组成。
当输入信号为高电平时,晶体管导通,电流通过电阻流入三极管的基极,使其饱和导通;当输入信号为低电平时,晶体管截止,电流无法流入三极管的基极,使其处于截止状态。
这种驱动方式简单可靠,适用于大多数应用场景。
对于MOS管来说,其驱动电路则相对复杂一些。
由于MOS管是一种电压控制型器件,因此需要通过控制栅极电压来实现对漏极电流的控制。
常见的MOS管驱动电路包括自举电路、推挽电路等。
其中自举电路是一种利用电容存储电荷的特性来实现栅极电压升高的电路,适用于低电压应用场合;推挽电路则利用两个晶体管分别控制MOS管的导通和截止状态,适用于高电压应用场合。
除了基本的驱动电路外,还有一些高级的驱动技术可以提高三极管和MOS管的性能和可靠性。
例如,软启动技术可以通过逐渐增加栅极电压的方式来避免器件损坏;过热保护技术可以通过监测温度并及时关闭电源来保护器件免受过热损害;过流保护技术可以通过监测电流并及时关闭电源来防止器件因过流而损坏。
总之,三极管和MOS管的驱动电路是电子电路中不可或缺的一部分。
通过合理的设计和优化驱动电路,可以提高器件的性能和可靠性,从而更好地满足各种应用场景的需求。
Power MOSFET IC的结构与电气特性1
Power MOSFET IC的结构与电气特性Power MOSFET IC(以下简称为MOSFET)广泛应用在各种电源电路与汽车等领域,虽然最近几年MOSFET在高速切换(switching)与低ON阻抗化有相当的进展,不过一般认为未来MOSFET势必会朝高性能方向发展,因此本文要介绍MOSFET IC的构造、电气特性,以及今后技术发展动向。
MOSFET IC的构造图1是N channel Power MOSFET IC的断面构造,本MOSFET的gate与source之间,亦即gate pad的周围设有可以防止静电破坏的保护二极管,因此它又称为body diode。
马达驱动电路与断电电源供应器(UPS)等DC-AC转换inverter等应用的场合,保护二极管可以充分发挥它的特性。
图1 Power MOSFET IC的构造图2是MOSFET的结构分类,由图可知MOSFET结构上可以分成纵型与横型两种type;纵型type还分成平板(planer)结构与沟槽(trench)结构两种。
表1是上述结构特征与主要用途一览。
因此从应用面观之纵型与沟槽结构的MOSFET,两者的低容量化特性已经没有太大差异。
如上所述纵型结构的MOSFET具备高耐压、低ON阻抗、大电流等特征,所以适合当作switching组件使用。
‧横型构造横型构造最大缺点是不易符合高耐压/低ON阻抗等要求,不过它低容量特性尤其是逆传达容量(归返容量)C rss非常小。
如图2(b)所示,gate与source之间的容量被field plate遮蔽(shield),因此结构上非常有利。
不过横型构造的cell面积很大,单位面积的ON阻抗比纵型构造大,因此一般认为不适合switching组件使用,只能当作要求高速/高频等高频增幅器常用的输出控制组件(device)。
‧今后发展动向横型构造比较适用于低耐压switching组件,主要应用例如驱逐CPU core的VR(Voltage Regulator)等等。
场效应管开关电路 实例
场效应管开关电路实例
场效应管是一种能够实现高速开关的半导体器件,常用于开关电路中。
下面以一个简单的场效应管开关电路为例进行介绍。
该电路由场效应管、电阻和电源组成。
其中,场效应管的控制端与电源相连,输出端接有电阻和电源,电阻与电源端正极相连。
当电源通电时,场效应管的控制端得到高电平控制,场效应管导通,此时电阻和电源形成一条通路,电流从电源正极进入电阻,再从电阻出口进入场效应管,最后回到电源负极。
当控制端获得低电平控制时,场效应管关闭,电阻与电源不再连通,电流无法通过电阻和场效应管。
因此,通过改变控制端的电平即可实现电路的开关功能。
这种场效应管开关电路可以广泛应用于各种电气设备中,例如电子电路、电力电路等。
MOSFET驱动电路设计参考
MOSFET驱动电路设计参考MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)驱动电路是控制MOSFET开关的电路,它提供适当的电流和电压来确保MOSFET能够在正确的时间和条件下完全关闭和打开。
MOSFET驱动电路设计需要考虑到反馈和保护机制、功耗和效率以及电流和电压需求等因素。
以下是一些MOSFET驱动电路设计的参考。
1.电流放大器驱动电路:电流放大器是一种被广泛使用的MOSFET驱动电路设计,它通过升压变压器和反馈电路来将电流放大,并且能够提供足够的电流来驱动MOSFET。
这种电路设计具有简单、可靠和成本低廉的特点。
2.隔离式驱动电路:隔离式驱动电路是一种通过电流隔离器将控制电路与MOSFET隔离开来的设计。
通过隔离电路,可以阻止外部电路中的噪声、干扰和电压峰值对MOSFET的影响。
这种驱动电路设计适用于需要高耐受性和抗干扰性的应用。
3.模拟驱动电路:模拟驱动电路利用可变电流源来控制MOSFET。
这种设计需要一个与控制信号相对应的电压源,以确保MOSFET的开启和关闭速度与输入信号相匹配。
模拟驱动电路适用于需要快速响应和高精确度的应用,如音频放大器和直流直流变换器。
4.逻辑驱动电路:逻辑驱动电路是一种基于逻辑门电路的设计,通过逻辑门来控制MOSFET的开关。
逻辑驱动电路具有简单、易实现和低功耗的特点,适用于数字电路中的应用。
在设计MOSFET驱动电路时,还需要考虑以下几个关键因素:1.电流和电压需求:根据MOSFET的规格和应用需求,确保设计的驱动电路能够提供足够的电流和电压来使MOSFET达到预期的工作状态。
2.反馈和保护机制:添加适当的反馈和保护电路,如电流限制器和短路保护器,以确保MOSFET在超载、短路或其他异常情况下得到保护。
3.功耗和效率:通过优化电路设计和选择高效的元件来降低功耗,提高效率。
例如,可以选择低电阻的电源和高效的驱动器。
4.温度控制和散热设计:合理布局电路和选择散热器,以降低MOSFET的工作温度,提高可靠性和稳定性。
两种常见的MOSFET驱动电路设计
两种常见的MOSFET驱动电路设计MOSFET驱动电路是一种常见的电路设计,用于控制和驱动MOSFET晶体管的工作。
MOSFET驱动电路的设计能够确保MOSFET的开关速度,其选择和设计影响到整个电路的性能和可靠性。
以下是两种常见的MOSFET驱动电路设计。
1.单级放大器驱动电路单级放大器驱动电路是一种简单而常见的MOSFET驱动电路设计。
它包含一个放大器和一个偏置电源电路。
其输入端连接到信号源,输出端连接到MOSFET的门极。
当输入信号施加到放大器时,放大器将信号放大至足够高的电压,以控制MOSFET的开关。
单级放大器驱动电路的优点是简单,易于设计和实现。
然而,它可能存在驱动能力不足的问题。
因此,在应用中通常需要考虑额外的电流放大器或放大器级联来增加驱动能力。
2.高侧驱动电路高侧驱动电路是另一种常见的MOSFET驱动电路设计。
高侧驱动电路用于控制高侧(负载连接在电源正极的一侧)MOSFET。
它需要一个额外的电源电路和驱动电路来实现。
高侧驱动电路通常包含一个电源电路,用于提供MOSFET的驱动电压。
该电源电路可以是一个开关电源或线性调节电源。
驱动电路通常由电流源、驱动变压器和栅极驱动电路组成。
电流源用于提供驱动电路所需的电流,驱动变压器用于隔离输入信号源和MOSFET,以减小信号干扰和保护信号源。
高侧驱动电路的优点是能够驱动高侧MOSFET,使其能够正常工作。
然而,高侧驱动电路的设计复杂,需要考虑保护电路和故障检测电路,以确保其可靠性和安全性。
除了以上两种常见的MOSFET驱动电路设计,还有其他一些特殊应用的驱动电路,例如三相桥式驱动电路、半桥和全桥驱动电路等。
这些电路设计根据具体应用需求和性能要求可能有所不同,但基本的驱动原理和设计方法是相似的。
总之,MOSFET驱动电路设计是一项重要而复杂的工作,旨在保证MOSFET工作的可靠性和性能。
根据具体的应用需求和性能要求,选择合适的驱动电路设计,并考虑保护措施和故障检测电路,以确保电路的可靠性和安全性。
MOSFET管经典驱动电路设计大全
MOSFET管经典驱动电路设计大全1.简单的驱动电路最简单的MOSFET驱动电路是使用普通的NPN晶体管作为驱动器。
这种电路只需要一个晶体管和几个电阻。
晶体管的基极通过一个电阻连接到控制信号源,并且其发射极通过一个电阻连接到地。
MOSFET的栅极通过一个电阻与晶体管的集电极相连。
当驱动信号施加在基极时,晶体管将导通,从而允许电流流过栅极电阻,最终控制MOSFET的导通。
2.共射极驱动电路共射极驱动电路使用一个普通的NPN晶体管作为驱动器,并且具有共射极配置。
这种电路可以提供较高的驱动电流,并且对于驱动大功率的MOSFET特别有效。
MOSFET的栅极连接到驱动晶体管的集电极,并且通过一个电阻与源极相连。
此电路还可以通过添加一个二极管来保护MOSFET免受反向电压的损坏。
3.升压驱动电路升压驱动电路是一种通过升压来改善MOSFET开关速度和效率的驱动电路。
这种电路使用一个电感器、一个开关和一个脉冲宽度调制(PWM)控制器来提供短暂的高电压脉冲。
这种高电压脉冲可以快速地开启和关闭MOSFET,从而提高其开关速度和效率。
4.高低侧驱动电路高低侧驱动电路是一种使用驱动器来同时控制高侧和低侧MOSFET的开关的电路。
该电路利用一个半桥驱动器,包括两个晶体管和一个PWM控制器。
其中一个晶体管驱动高侧MOSFET,另一个晶体管驱动低侧MOSFET。
PWM控制器可以调整两个晶体管的开关频率和占空比,从而控制MOSFET 的导通和关断。
以上是一些常见的MOSFET管经典驱动电路设计。
每种电路都有其适用的场景和优缺点。
在设计时,需要根据具体应用的需求来选择合适的驱动电路,并确保合理的功率传输和电流控制。
MOSFET用作开关时的特性与计算方法
4.9功率型MOSFET用作开关(THE POWER MOSFET USED AS A SWITCH)4.9.1概论(Introduction)虽然场效应电晶体(field-effect transistor FET)应用于电路设计上己有许多年了,而近年来功率型金属氧化半导体场效应电晶体(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor MOSFET),也己成功地制造出来,并在商业上大量的应用于功率电子的设计上。
而此MOSFET的功能需求,更超越了其它的功率组件,工作频率可达20kHz以上,一般都工作于100-200kHz,而不需像双极式功率电晶体有诸般经验上的限制。
当然,如果我们设计转换器工作于100 kHz频率下,比工作于20kHz的频率会有更多的优点,最重要的优点就是能减少体积大小与重量,功率型MOSFET提供设计者一种高速度,高功率,高电压,与高增益的组件,且几乎没有储存时间,没有热跑脱与被抑制的崩溃特性,由于不同的制造厂商会使用不同的技术来制造功率型的FET,因此就会有不同的名称,如HEXFET,VMOS,TMOS 等,此乃成为每一公司特有的注册商标。
虽然结构上会有所改变而增强了某些功能,但是所有的MOSFETs基本的工作原理都是相同的,事实上对某些应用上来说,使用特有型式的MOSFET有时亦会较使用其它型式来得适切引人些。
4.9.2基本MOSFET的定义(Basic MOSFET Definitions)MOSFET的电路符号示于图4-16中,此为N通道的MOSFET,在图4-16中另一个为NPN双极式电晶体,可互相参考比较其符号之不同,当然亦有P通道的MOSFET,其电路符号中的箭头方向刚好与N通道相反,在图4-16的这二个电路符号,双极式电晶体的集极,基极,与射极端,就相对于MOSFET的漏极,栅极与源极端。
虽然此二者组件都称为电晶体,可是我们必须明了,双极式组件与MOSFET,在结构上与操作原理上还是有明显的不同。
功率场效应晶体管(MOSFET)原理及其驱动
功率场效应晶体管(MOSFET)原理功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管,是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。
由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。
但因为其电流、热容量小,耐压低,一般只适用于小功率电力电子装置。
一、电力场效应管的结构和工作原理电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道可分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型和增强型之分。
在电力电子装置中,主要应用N沟道增强型。
电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同,但结构有很大区别。
小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件,导电沟道平行于芯片表面,横向导电。
电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力。
按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。
电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。
N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图,如图1(a)所示。
电气符号,如图1(b)所示。
电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。
当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止。
如果在栅极和源极之间加一正向电压U GS,并且使U GS大于或等于管子的开启电压U T,则管子开通,在漏、源极间流过电流I D。
U GS超过U T越大,导电能力越强,漏极电流越大。
二、电力场效应管的静态特性和主要参数Power MOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性,与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。
{{分页}}1、静态特性(1)输出特性输出特性即是漏极的伏安特性。
MOS驱动电路设计
高速MOS 驱动电路设计和应用指南简介MOSFET 是Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor的首字母缩写,它在电子工业高频、高效率开关应用中是一种重要的元件。
或许人们会感到不可思议,但是FET 是在1930 年,大约比双极晶体管早20 年被发明出来。
第一个信号电平FET 晶体管制成于二十世纪60 年代末期,而功率MOSFET 是在二十世纪80 年代开始被运用的。
如今,成千上万的MOSFET 晶体管集成在现代电子元件,从微型的到“离散”功率晶体管。
本课题的研究重点是在各种开关模型功率转换应用中栅极驱动对功率MOSFET 的要求。
场效应晶体管技术双极晶体管和场效应晶体管有着相同的工作原理。
从根本上说,,两种类型晶体管均是电荷控制元件,即它们的输出电流和控制极半导体内的电荷量成比例。
当这些器件被用作开关时,两者必须和低阻抗源极的拉电流和灌电流分开,用以为控制极电荷提供快速的注入和释放。
从这点看,MOS-FET 在不断的开关,当速度可以和双极晶体管相比拟时,它被驱动的将十分的‘激烈' 。
理论上讲,双极晶体管和MOSFET 的开关速度是基本相同的,这取决与载流子穿过半导体所需的时间。
在功率器件的典型值为20 ~ 200皮秒,但这个时间和器件的尺寸大小有关。
与双极结型晶体管相比,MOSFET 在数字技术应用和功率应用上的普及和发展得益于它的两个优点。
优点之一就是在高频率开关应用中MOSFET 使用比较方便。
MOSFET 更加容易被驱动,这是因为它的控制极和电流传导区是隔离开的,因此不需要一个持续的电流来控制。
一旦MOSFET 导通后,它的驱动电流几乎为0。
另外,在MOSFET 中,控制电荷的积累和存留时间也大大的减小了。
这基本解决了设计中导通电压降(和多余的控制电荷成反比)和关断时间之间的矛盾。
因此,MOSFET 技术以其更加简单的、高效的驱动电路使它比晶体管设备具有更大的经济效益。
基于变压器隔离的功率MOSFET驱动电路参数设计
基于变压器隔离的功率MOSFET驱动电路参数设计廖鸿飞;梁奇峰;彭建宇【摘要】介绍了基于单电容变压器隔离及双电容变压器隔离的功率MOSFET驱动电路,并对驱动电路中各元器件的参数设计进行了详细的论述。
进一步对所提出的设计方法进行了实验验证,实验结果表明该设计方法是合理有效的,驱动波形平滑无振荡,并且有较快的上升时间。
%This paper introduces the power MOSFET driver circuit based on the single capacitor and dual capacitors transformer isolation, then analyzes the circuit and discusses the parameter design for the driver components in detail. Experiment designs for the isolation driver circuit has verified the parameter design method is feasible. The test result shows the diver waveform has a short rise time, smooth and no oscillation.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2012(029)003【总页数】3页(P31-32,51)【关键词】隔离驱动;驱动变压器;功率MOSFET【作者】廖鸿飞;梁奇峰;彭建宇【作者单位】中山火炬职业技术学院,广东中山528400;中山火炬职业技术学院,广东中山528400;中山火炬职业技术学院,广东中山528400【正文语种】中文【中图分类】TM461;TN860 引言功率场效应晶体管(功率MOSFET)是一种单极型电压控制器件,没有少数载流子的存储效应,具有开关速度快,开关频率高,输入阻抗高等优点,因此在开关电源装置中得到了广泛的应用[1-2]。
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POWER MOSFET 驱动电路应用实例
1.主要参数及特性
MOSFET是由电压控制型器件,输入栅极电压VG控制着漏极电流ID,即
一定条件下,漏极电流ID取决于栅极电压VG。
极限参数有:最大漏源电压VDS、最大栅源电压VGS、最大漏极电流ID,最大功耗PD。
在使用中不能超过极限值,否则会损坏器件。
主要电特性有:开启电压VGS(Th);栅极电压为零时的IDSS电流;在一定的VGS条件下的导通电阻RDS(ON)。
2.基于开关电源IC3843驱动电路
HS70N06VGS一般3.1V就可以完全开启,也有很低的导通电阻RDS(ON),像3843这类内部带图腾柱驱动电路的IC一般都可以很轻松的驱动它.栅极电阻的选择范围也比较大,一般可以从几欧到几百欧.
3.基于MCU图腾驱动电路
MCU的工作电压都比较低(一般都在5.5V以下),不能直接驱动HS80N75或者说驱动能力很差.所以我们一般选择增加外部图腾驱动电路.
4.基于逆变器输出驱动电路
5.基于HID安定器全桥驱动电路
6.基于DCBL马达驱动电路
在这种通电方式里,每瞬间均有三只MOSFET通电.每60o换相一次,每次有一个MOSFET换相,每个MOSFET通电180o.
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!。