mos管门级驱动电阻计算.
mos管导通电阻公式

mos管导通电阻公式(实用版)目录1.MOS 管的概述2.MOS 管导通电阻的定义3.MOS 管导通电阻的计算公式4.MOS 管导通电阻的特性5.结论正文一、MOS 管的概述MOS 管,全称为金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种广泛应用于集成电路和半导体器件中的电子元件。
它具有高输入阻抗、低噪声和低功耗等特点,在数字电路和模拟电路中都有着重要的应用。
二、MOS 管导通电阻的定义MOS 管导通电阻是指在 MOS 管的导通状态下,源极和漏极之间的电阻。
它是 MOS 管性能的重要参数,直接影响到 MOS 管的工作效率和电路的性能。
三、MOS 管导通电阻的计算公式MOS 管导通电阻的计算公式较为复杂,一般需要根据 MOS 管的具体结构和工作条件进行计算。
在理想情况下,MOS 管的导通电阻可以近似计算为:Rdson = 1/[(W/L) ×μnCox]其中,W/L 为宽长比,μn 为电子迁移率,Cox 为单位面积栅氧层电容。
四、MOS 管导通电阻的特性MOS 管导通电阻的特性主要表现在以下几个方面:1.随着W/L的增大,导通电阻会减小,这有利于提高MOS管的导通能力。
2.随着电子迁移率的增大,导通电阻会减小,这有利于提高 MOS 管的工作速度。
3.随着栅氧层电容的增大,导通电阻会增大,这会影响到 MOS 管的功耗和效率。
五、结论MOS 管导通电阻是评价 MOS 管性能的重要参数,其计算公式和特性对于设计和应用 MOS 管具有重要意义。
MOS管参数详解及驱动电阻选择

MOS管参数解释MOS管介绍在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,一般都要考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等因素。
MOSFET管是FET的一种,可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管,所以通常提到的就是这两种。
这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
在MOS管内部,漏极和源极之间会寄生一个二极管。
这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要,并且只在单个的MOS管中存在此二极管,在集成电路芯片内部通常是没有的。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免。
MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到一定电压(如4V或10V, 其他电压,看手册)就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,因而在DS间流过电流的同时,两端还会有电压,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。
选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。
现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧,几十毫欧左右MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。
MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。
通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。
mos管的阻抗公式

mos管的阻抗公式摘要:1.MOS 管的基本概念2.MOS 管的阻抗公式3.MOS 管阻抗公式的应用正文:一、MOS 管的基本概念MOS 管,全称为金属- 氧化物- 半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种常见的半导体器件。
它具有三个端子,分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。
MOS 管根据导电沟道的类型可以分为nMOS 和pMOS 两种,分别代表n 型和p 型导电沟道。
二、MOS 管的阻抗公式MOS 管的阻抗公式描述了MOS 管的输入阻抗(源极到栅极之间的阻抗)与栅极电压之间的关系。
阻抗公式如下:Z_dson(Vgs) = (1/2πC_ox * (W/L)) * ln((Vgs - Vth)^2 + (Id - 1/2 *μ_n * C_ox * (W/L))^2) / (Vgs - Vth)其中,Z_dson(Vgs) 表示MOS 管的动态阻抗,Vgs 表示栅极电压,Vth 表示阈值电压,Id 表示漏极电流,μ_n 表示电子迁移率,C_ox 表示栅氧化层电容,W 表示栅极宽度,L 表示栅极长度。
三、MOS 管阻抗公式的应用MOS 管阻抗公式在实际应用中有很多作用,例如:1.分析MOS 管的输入特性:通过改变栅极电压,可以观察MOS 管的输入阻抗如何随着栅极电压的变化而变化。
这对于理解MOS 管的工作原理以及设计电路时选择合适的器件参数具有重要意义。
2.设计MOS 管放大电路:在MOS 管放大电路中,阻抗公式可以帮助我们计算电路的电压增益、输入和输出阻抗等重要参数。
3.优化MOS 管电路性能:通过调整MOS 管的阻抗,可以改善电路的性能,例如提高电路的稳定性、减小功耗等。
MOS管参数详解及驱动电阻选择

MOS管参数解释MOS管介绍在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,一般都要考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等因素。
MOSFET管是FET的一种,可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管,所以通常提到的就是这两种。
这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
在MOS),MOSMOSNMOSPMOS然PMOSMOS不管是M OSMOSMOS管驱动MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。
但是,我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。
对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。
选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。
而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大(4V或10V其他电压,看手册)。
如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。
很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
Mosfet参数含义说明Features:Vds:DS击穿电压.当Vgs=0V时,MOS的DS所能承受的最大电压Rds(on):DS的导通电阻.当Vgs=10V时,MOS的DS之间的电阻Id:最大DS电流.会随温度的升高而降低Vgs: 最大GS电压.一般为:-20V~+20VIdm: 最大脉冲DS电流.会随温度的升高而降低,体现一个抗冲击能力,跟脉冲时间也有关系Pd: 最大耗散功率Tj:Tstg:Iar:Ear:Eas:BVdss:Idss:Igss:gfs:Qg:Qgs:Qgd:Tr:Tf:Ciss:Coss:Crss:二是MOS管C4是由U GSMOS管输入电容(Ciss )、跨接电容(Crss)、输出电容(Coss)和栅源电容、栅漏电容、漏源电容间的关系如下:3MOS管的开通过程开始减小,图4是存储电荷高或低的两种二极管电流、电压波形。
mos管的阻抗公式

mos管的阻抗公式摘要:I.引言- 介绍MOS管的基本概念- 说明阻抗公式的重要性II.MOS管阻抗公式- 定义MOS管的阻抗- 公式推导- 公式解释III.影响阻抗的因素- 沟道长度- 电场强度- 半导体材料IV.阻抗公式应用- 设计MOS管电路- 分析MOS管性能V.结论- 总结阻抗公式的重要性- 强调在实际应用中考虑影响因素正文:I.引言MOS管(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种广泛应用于现代电子设备的半导体器件。
在电路设计和分析中,了解MOS管的阻抗公式具有重要意义。
本篇文章将详细介绍MOS管的阻抗公式,并讨论影响阻抗的因素及其在实际应用中的意义。
II.MOS管阻抗公式阻抗是表示电路对交流信号的阻力大小的物理量。
对于MOS管,其阻抗Z可以表示为:Z = ρ * L / (w * e)其中,ρ是半导体材料的电阻率,L是沟道长度,w是MOS管的宽度和厚度,e是电子电荷。
1.沟道长度L:沟道长度对阻抗的影响非常显著。
当沟道长度减小时,由于电场强度增加,电子在沟道中的速度降低,从而导致阻抗降低。
2.电场强度:电场强度与电压成正比,与沟道长度成反比。
当电压增加或沟道长度减小时,电场强度增加,从而阻抗降低。
3.半导体材料:不同的半导体材料具有不同的电阻率,这直接影响到MOS 管的阻抗。
例如,硅材料的阻抗要高于锗材料。
III.影响阻抗的因素实际应用中,设计MOS管电路和分析MOS管性能时,需要考虑阻抗公式中的各个因素。
以下是一些建议:1.在设计MOS管电路时,要根据实际需求选择合适的沟道长度、宽度和厚度,以满足性能要求。
2.在分析MOS管性能时,要考虑半导体材料的特性,以便更准确地评估器件的性能。
IV.阻抗公式应用阻抗公式在MOS管电路设计和性能分析中具有重要作用。
通过计算阻抗,可以评估不同设计参数对MOS管性能的影响,从而优化电路设计。
此外,阻抗公式还可以用于预测MOS管在实际应用中的性能,为器件选型提供依据。
mos管门级驱动电阻计算.

关于MOSFET 驱动电阻的选择VCCOCgsL 为PCB 走线电感,根据他人经验其值为直走线 1nH/mm ,考虑其他走线因素,取 L=Length+1O (nH ),其中 Length 单位取 mm 。
Rg 为栅极驱动电阻,设驱动信号为12V 峰值的方波。
Cgs 为MOSFET 栅源极电容,不同的管子及不同的驱动电压时会不一样, 这儿取1nF VL+VRg+VCgs=12V令驱动电流Id := C t VCgs(t)得到关于Cgs 上的驱动电压微分方程:2L C f 2VCgs(t) C t VCgs(t) R VCgs(t) Vdr 0这是个3阶系统,当其极点为3个不同实根时是个过阻尼震荡,有两个相同实根时是 临界阻尼震荡,当有虚根时是欠阻尼震荡,此时会在 MOSFET 栅极产生上下震荡的波形, 这是我们不希望看到的,因此栅极电阻Rg 阻值的选择要使其工作在临界阻尼和过阻尼状态,考虑到参数误差实际上都是工作在过阻尼状态。
I C根据以上得到2 C Rg ,因此根据走线长度可以得到 Rg 最小取值范围。
分别考虑 20m 长 m 和 70mm 长的走线: L20=30nH ,L70=80nH , J 则 Rg20=8.94Q,Rg70=17.89Q ,以下分别是电压电流波形:等效驱动电路:12VRg用拉普拉斯变换得到变换函数:G :=VdrL CS S 2RgS L可以看到当Rg 比较小时驱动电压上冲会比较咼,震荡比较多, L 越大越明显,此时 会对MOSFET 及其他器件性能产生影响。
但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当此外也要看到,当L 比较小时, 此时驱动电流的峰值比较大,而一般 IC 的驱动电流输出能力都是有一定 限制的,当实际驱动电流达到IC 输 出的最大值时,此时IC 输出相当于 一个恒流源,对Cgs 线性充电,驱动 电压波形的上升率会变慢。
电流曲线 就可能如左图所示(此时由于电流不 变,电感不起作用)。
MOS管参数详解及驱动电阻选择

MOS管参数解释MOS管介绍在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,一般都要考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等因素。
MOSFET管是FET的一种,可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管,所以通常提到的就是这两种。
这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
在MOS管内部,漏极和源极之间会寄生一个二极管。
这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要,并且只在单个的MOS管中存在此二极管,在集成电路芯片内部通常是没有的。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免。
MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到一定电压(如4V或10V, 其他电压,看手册)就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,因而在DS间流过电流的同时,两端还会有电压,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。
选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。
现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧,几十毫欧左右MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。
MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。
通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。
MOS管参数详解及驱动电阻选择

MOS管参数详解及驱动电阻选择MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是一种常见的电子器件,广泛应用于电路中的开关和放大功能。
MOS管的性能参数对于电路设计至关重要,而驱动电阻的选择对于保证MOS管的正常工作也非常重要。
本文将详细介绍MOS管的参数及驱动电阻的选择。
首先,我们来介绍一些常见的MOS管参数。
1. 导通电阻(Rds(on)):指的是MOS管在导通状态下的电阻值。
导通电阻越小,表示MOS管在导通状态下的损耗越小,效率越高。
2. 截止电压(Vth):指的是MOS管在截止状态下的门源电压。
当门源电压小于截止电压时,MOS管处于截止状态,不导通电流。
3. 饱和电流(Idss):指的是MOS管在饱和状态下的最大漏极电流。
当漏极电流小于饱和电流时,MOS管处于饱和状态。
4. 最大漏源电压(Vds(max)):指的是MOS管可以承受的最大漏源电压。
超过这个电压,MOS管可能会被损坏。
5. 开关时间(ton/off):指的是MOS管从截止状态到导通状态(ton)以及从导通状态到截止状态(toff)的时间。
开关时间越短,表示MOS管的开关速度越快。
了解了这些参数之后,接下来我们来讨论驱动电阻的选择。
驱动电阻通常是指用来驱动MOS管的门极电流的电阻。
选择适当的驱动电阻可以保证MOS管的正常工作。
驱动电阻的选择要考虑以下几个方面:1.驱动电流需求:根据MOS管的参数手册,了解MOS管的门极最大电流要求。
然后根据该电流要求选择驱动电阻,确保能够提供足够的驱动电流。
2.驱动速度:驱动电阻的大小直接影响到MOS管的开关速度。
较小的驱动电阻能够提供更大的电流,从而加快MOS管的开关速度。
但是过小的驱动电阻可能会增加功耗和热量。
3.稳定性:驱动电阻的稳定性也是一个重要考虑因素。
选择具有良好温度稳定性和线性特性的电阻,以确保驱动电流的稳定性。
4.功耗:驱动电阻的功耗也需要考虑。
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Q
L
Rg
Cgs
DR IVE
VC C
12V
驱动电压:
驱动电流:
可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高,震荡比较多,L越大越明显,此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。
但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。
此外也要看到,当L比较小时,
此时驱动电流的峰值比较大,而一般
IC的驱动电流输出能力都是有一定
限制的,当实际驱动电流达到IC输
出的最大值时,此时IC输出相当于
一个恒流源,对Cgs线性充电,驱动
电压波形的上升率会变慢。
电流曲线
就可能如左图所示(此时由于电流不
变,电感不起作用)。
这样可能会对
IC的可靠性产生影响,电压波形上升
段可能会产生一个小的台阶或毛刺。
TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80
可以看到L 对上升时间的影响比较小,主要还是Rg 影响比较大。
上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算,通常上升时间小于导通时间的二十分之一时,MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题,因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值
也就确定了 Rg 140Ton_min
Cgs
,一般Rg 在取值范围内越小越好,但是考虑EMI 的话可以
适当取大。
以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择,在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小,这也是Rsink<Rsource 的原因。
通常为了保证快速泻放,在Rg 上可以并联一个二极管。
当泻放电阻过小,由于走线电感的原因也会引起谐振(因此有些应用中也会在这个二极管上串一个小电阻),但是由于二极管的反向电流不导通,此时Rg 又参与反向谐振回路,因此可以抑制反向谐振的尖峰。
这个二极管通常使用高频小信号管1N4148。
实际使用中还要考虑MOSFET 栅漏极还有个电容Cgd 的影响,MOSFET ON 时Rg 还要对Cgd 充电,会改变电压上升斜率,OFF 时VCC 会通过Cgd 向Cgs 充电,此时必须保证Cgs 上的电荷快速放掉,否则会导致MOSFET 的异常导通。
Q
Rg
Cg s
VC C
Cg d
3。