基于漏极导通区特性理解MOSFET开关过程(精)
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。
MOS管原理非常详细

MOS管原理非常详细金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是一种重要的电子器件,广泛应用于集成电路和功率电子设备中。
它具有高度的控制性能和低功耗特性,因此在现代电子技术中占有重要地位。
本文将从MOSFET的基本结构、工作原理和应用等方面详细介绍MOSFET。
1.MOSFET基本结构MOSFET通常由一个PN结和一个MIS结构组成。
PN结由n型或p型半导体形成的两个不同掺杂区域组成,可以分为源区、漏区和栅区。
MIS结是由金属-氧化物-半导体三层组成的结构,在栅区上部有一层绝缘层,常用的是二氧化硅。
MIS结中的金属电极称为栅电极,MOSFET的控制信号通过栅电极加电压来控制。
2.MOSFET工作原理当栅电极施加一个正电压时,新的自由载流子将从栅区进入半导体区,形成一个导电通道。
这个导电通道连接了源极和漏极,当源极施加正向电压时,电流可以从源极流向漏极。
这时,MOSFET被称为处于增强状态。
反之,当栅电极施加负电压时,将形成一个势垒,使导电通道断开,电流无法流过。
这时,MOSFET被称为处于阻断状态。
因此,MOSFET的导电特性由栅电压决定,即栅极电压与源极电压之间的压差。
3.MOSFET类型根据PN结的类型,MOSFET可以分为两类:n型MOSFET(NMOS)和p型MOSFET(PMOS)。
NMOS的源漏区掺入n型硅,栅极施加正压时导通,PMOS则是源漏区掺入p型硅,栅极施加负压时导通。
另外,还有一种类型的MOSFET是双极性MOSFET(CMOS),它由NMOS和PMOS组成,可以实现更高的性能和更低的功耗。
4.MOSFET应用MOSFET广泛应用于各种电子设备中,其中最重要的应用之一是集成电路。
MOSFET的小尺寸和低功耗特性使其成为现代集成电路中的主要构建模块。
另外,MOSFET的高频特性和功率特性使其在通信和射频领域得到广泛应用。
此外,MOSFET还常用于功率电子器件中,如电源开关设备和功率放大器等。
MOSFET开关的动态过程分析

FET管是由一大群小FET在硅片上并联的大规模集成功率开关。
每个小FET叫胞,每个胞的电流并不大,只有百毫安级。
设计师采用蚂蚁捍树的办法;多多的数量FET并联;达到开关大电流。
也就是同样大小硅片和耐压下;胞越多;允许电流越大。
益于多胞结构;FET的寄生二极管拥有了耐受电压击穿的能力。
即所谓的雪崩耐量。
在数据表中;以EAR(可重复雪崩耐量)和EAS(单次雪崩耐量)表示。
它表征了FET抗电压(过压)冲击的能力。
因此;许多小功率反激电源可以不用RCD吸收,FET自己吸收就够了。
用在过压比较严重的场合,这点要千万注意!大的雪崩耐受力;能提高系统的可靠性!FET的这个能力和电压;终身不会改变!每个胞的原理结构如图示红色指示的是FET开关的沟道,蓝色的是寄生的体二极管。
下面是Drain极(漏极)上面是Sourse 极(源极)。
平时;FET是关断的。
当栅上加正压时;在邻近栅的位置;会吸引许多电子。
这样;邻近的P型半导体就变成了N型;形成了连接两个N区的通道(N沟道),FET就通了。
显然;FET的耐压越高;沟道越长;电阻越大。
这就是高压FET的RDSON大的原因所以;功率FET,常被等效为:场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管.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. 有3个极性,栅极,漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件.具有输入电阻高、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.按结构场效应管分为:结型场效应(简称JFET)、绝缘栅场效应(简称MOSFET)两大类按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种.按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
常用mos管开关电路

常用mos管开关电路一、引言MOS管(MOSFET)是一种常用的电子器件,在电子电路中起着重要的作用。
它具有低导通电阻和高阻断电阻的特点,被广泛应用于各种开关电路中。
本文主要介绍常用的几种MOS管开关电路。
二、MOS管的基本工作原理MOS管是一种基于金属-氧化物-半导体结构的三电极器件,由栅极(G)、源极(S)和漏极(D)组成。
通过控制栅极与源极之间的电压,可以控制漏极和源极之间的导通情况。
当栅极与源极之间的电压小于阈值电压时,MOS管处于导通状态,电流可以流过;当栅极与源极之间的电压超过阈值电压时,MOS管处于截止状态,电流无法流过。
三、开关电路中的常用MOS管1. 单N沟道MOS管(NMOS)单N沟道MOS管是最为常见的一种MOS管。
在开关电路中,当栅极与源极之间的电压高于阈值电压时,漏极和源极之间转变为低导通电阻,实现导通;当栅极与源极之间的电压低于阈值电压时,漏极和源极之间的电阻增大,实现截止。
2. 单P沟道MOS管(PMOS)单P沟道MOS管与单N沟道MOS管相反,当栅极与源极之间电压低于阈值电压时,漏极和源极之间转变为低导通电阻,实现导通;当栅极与源极之间电压高于阈值电压时,实现截止。
3. N沟道与P沟道MOS管混合使用在一些特殊的开关电路中,可以通过N沟道和P沟道MOS管的混合使用实现更复杂的功能。
如N沟道MOS管和P沟道MOS管串联使用,可以实现更好的电压控制特性;N沟道MOS管和P沟道MOS管并联使用,可以实现更高的电流控制特性。
四、常见的MOS管开关电路应用1. 开关电源在开关电源中,常用MOS管作为开关元件,通过控制其导通和截止状态,实现整个电源的开关控制。
由于MOS管具有低导通电阻和高截止电阻,可以提高开关电源的效率和稳定性。
2. DC-DC变换器DC-DC变换器是一种常用的电源转换电路,广泛应用于各种电子设备中。
MOS管作为DC-DC变换器的主要开关元件,通过控制其导通和截止状态,实现电能的高效转换。
缓启动电路分析

定,因此栅极 Vgs 电压也恒定不变,见图 3 中的 B-C,此时MOSFET处于相对稳定的恒流区,工作于放大器 的状态 开通前,Vgd 的电压为 Vgs-Vds,为负压,进入米勒平台,Vgd 的负电压绝对值不断下降,过 0 后转为 正电压 驱动电路的电流绝大部分流过 CGD,以扫除米勒电容的电荷,因此栅极的电压基本维持不变 Vds 电压降低到很低的值后,米勒电容的电荷基本上被扫除,即图 3 中的 C 点,于是,栅极的电压在驱动电流的 充电下又开始升高,如图 3 中的 C-D,使MOSFET进一步完全导通 C-D 为可变电阻区,相应的 Vgs 电压对应着一定的 Vds 电压 Vgs 电压达到最大值,Vds 电压达到最小 值,由于 Id 电流为 ID 恒定,因此 Vds 的电压即为 ID 和MOSFET的导通电阻的乘积
公式中 MOS 管的反馈电容 Crss,输入电容 Ciss 和输出电容 Coss 的数值在 MOS 管的手册上可以查到。 电容充放电快慢决定 MOS 管开通和关断的快慢,Vgs 首先给 Cgs 充电,随着 Vgs 的上升,使得 MOS 管 从截止区进入恒流区(?)。进入恒流区(?)后,Ids 电流增大,但是 Vds 电压不变。随着 Vgs 的持续增大,MOS 管进入米勒平台区,在米勒平台区,Vgs 维持不变,电荷都给 Cgd 充电,Ids 不变,Vds 持续降低。在米勒平 台后期,MOS 管 Vds 非常小,MOS 进入了饱和导通期。为确保 MOS 管状态间转换是线性的和可预知的, 外接电容 C2 并联在 Cgd 上,如果外接电容 C2 比 MOS 管内部栅漏电容 Cgd 大很多,就会减小 MOS 管内部 非线性栅漏电容 Cgd 在状态间转换时的作用,另外可以达到增大米勒平台时间,减缓电压下降的速度的目 的。外接电容 C2 被用来作为积分器对 MOS 管的开关特性进行精确控制。控制了漏极电压线性度就能精确控 制冲击电流。 电路描述: 图 5 所示为基于 MOS 管的自启动有源冲击电流限制法电路。MOS 管 Q1 放在 DC/DC 电源模块的负电压 输入端,在上电瞬间,DC/DC 电源模块的第 1 脚电平和第 4 脚一样,然后控制电路按一定的速率将它降到负
MOSFET的基本原理

MOSFET的基本原理MOSFET是金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)的简称,是一种主要用作放大器和开关的半导体器件。
它通过改变栅极电势来控制电流流经源和漏极之间的路径。
MOSFET的基本原理涉及其物理结构、工作原理和关键参数。
首先,MOSFET的物理结构包括源极、漏极、栅极和绝缘层等部分。
源极和漏极之间有一段半导体材料,被称为沟道。
沟道的导电性可以被栅极电势控制。
在沟道上覆盖了一层绝缘层,通常是二氧化硅。
绝缘层上覆盖了一个金属栅极,它与沟道之间的绝缘层形成了金属-绝缘体-半导体结构。
其次,MOSFET的工作原理基于栅极电势对沟道的控制。
当栅极电压低于临界电压时,沟道中的电子无法受到栅极场效应的控制,导致沟道完全截断。
这种情况下,MOSFET处于关闭状态,没有电流流过源漏极。
当栅极电压高于临界电压时,栅电场会吸引并聚集在沟道区域的异性载流子(电子或空穴),形成导电通道。
这种情况下,MOSFET处于导通状态,允许电流从源极流向漏极。
MOSFET的关键参数包括栅氧化层厚度、绝缘层与沟道之间的电容、漏电流、漏极电流饱和区的转导、栅极电流以及漏极电流与栅极电势的关系等。
栅氧化层厚度决定了栅极与沟道之间的耦合强度。
绝缘层与沟道之间的电容决定了栅极电势对沟道的控制效果。
漏电流指的是栅极电势变化时通过绝缘层漏到漏极的电流。
转导则是漏极电流与栅极电压之间的关系,用于衡量MOSFET的放大功能。
栅极电流是指MOSFET处于导通状态时从栅极流出或流入的电流。
漏极电流与栅极电势之间的关系用于描述MOSFET开关的特性。
最后,MOSFET的应用十分广泛。
在放大器方面,MOSFET可以作为电压放大器、电流放大器和功率放大器。
在开关方面,MOSFET可以用于开关电源、逻辑电路、计算机内存和各种数字电路。
由于MOSFET具有高输入电阻、低功耗、高可靠性和体积小的特点,因此被广泛应用于集成电路和微电子器件中。
mosfet管导通过程分析PPT解读
MOSFET管导通过程
当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时,Vgs 的电压逐渐升高时,MOSFET的开通轨迹A-B-CD如图中的路线所示。
MOSFET管导通过程 开通前,Vgd的电压为Vgs-Vds,为负压。 进入米勒平台,Vgd的负电压绝对值不断下降, 过0后转为正电压。驱动电路的电流绝大部分流 过CGD,以扫除米勒电容的电荷,因此栅极的电 压基本维持不变。 Vds电压降低到很低的值后,米勒电容的电荷基 本上被扫除,即图中的C点,于是,栅极的电压 在驱动电流的充电下又开始升高,如图中的C-D ,使MOSFET进一步完全导通。
又起到隔离的作用
Thank yFET管在H桥中
MOSFET管特性曲线
三极管有三个工作区:截止区、放大区和饱和 区,MOSFET对应是关断区、恒流区和可变电阻 区。注意:MOSFET恒流区有时也称饱和区或放 大区。
MOSFET管导通过程
开关过程中,功率MOSFET动态的经过是关断区 、恒流区和可变电阻区的过程。
MOSFET管导通过程
C-D为可变电阻区,相应的Vgs电压对应着一定的 Vds电压。Vgs电压达到最大值,Vds电压达到最 小值,由于Id电流为ID恒定,因此Vds的电压即 为ID和MOSFET的导通电阻的乘积。
MOSFET管导通过程
给功率MOSFET加上理想开通信号,则开通过程 关键波形如左图所示,关断过程如右图所示。
MOSFET管导通过程
功率MOSFET硬开关过程中开关损耗大,开通时 主要发生在t1~ t3期间,关断时主要发生在t3~ t4。期间,且随着开关频率的提高而线性增长。
占总损耗 17.6% 7.3% 比例
16.1% 58.8%
不同参数对启动过程的影响
MOSFET教程
MOSFET教程MOSFET是Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor的缩写,是一种常用的电子器件。
它是一种由金属-氧化物-半导体结构组成的场效应晶体管,它的特点是高频特性好、占用面积小、输入电阻高、工作电压低等。
MOSFET广泛应用于各种电子设备和电路中,如功率放大、开关、逻辑门等。
MOSFET的结构由P型或N型半导体基片构成,其中夹着一层非晶态或多晶态氧化铝或氮化硅形成的绝缘层。
绝缘层上覆盖有金属结构作为栅极,这个金属结构是通过一两个小孔与下面的半导体相连接。
这样,当栅极电压改变时,可以通过改变栅电压控制半导体中的电流。
MOSFET有四个主要电极:栅极(Gate),漏极(Drain),源极(Source),和衬底(Substrate)。
栅极用于控制器件的导通和截止,漏极和源极用于连接外部电路的通路,衬底则提供基片极性。
根据栅极电压与漏极电压之间的关系,MOSFET可以分为三种工作区:截止区、线性区和饱和区。
当栅极电压低于阈值电压时,MOSFET处于截止区。
此时,MOSFET的导通能力非常小,几乎没有漏极电流。
这种特性使得MOSFET在开关电路中特别有用。
当栅极电压在阈值电压和漏极电压之间时,MOSFET处于线性区。
此时,MOSFET的电流与栅极电压成正比,使得MOSFET可以在放大器电路和线性增强器中使用。
当栅极电压高于漏极电压时,MOSFET处于饱和区。
在饱和区,MOSFET的电流几乎不受栅极电压的影响,因此可以作为开关电路中的高电流驱动器使用。
在实际应用中,选择正确的MOSFET非常重要。
根据应用需求,可以选择不同类型的MOSFET,如N沟道MOSFET和P沟道MOSFET。
此外,还可以选择不同的封装形式,如DIP、SMD或TO-220等。
在使用MOSFET时,还需要考虑一些特殊的电路设计技巧。
例如,在开关电路中,要合理选择电阻分压电路、滤波电容或磁珠等来保护MOSFET免受过大电压或电流的侵害。
MOSFET的参数讲解
MOSFET的参数讲解MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种重要的电子器件,具有广泛的应用。
它的参数有很多,包括导通电阻(Rdson)、漏极电流(Id)、栅极电压(Vgs)、栅极源极电压(Vgs-th)等,下面将详细讲解这些参数。
首先是导通电阻(Rdson),也称为开通电阻。
它是MOSFET导通时的电阻,通常用来衡量MOSFET的导通能力。
较小的导通电阻表示较好的导通性能,因为更小的电阻意味着低功耗和高效率。
导通电阻与MOSFET的尺寸、材料以及工作电流等因素有关。
漏极电流(Id)是指从漏极到源极的电流。
它是MOSFET工作时的主要电流,控制着MOSFET的导通能力。
较小的漏极电流表示较好的关断状态,因为关断状态下漏极电流应尽可能接近于零。
漏极电流大小取决于工作电压和工作温度。
栅极电压(Vgs)是应用在栅极和源极之间的电压,用来控制MOSFET 的导通和关断。
较大的栅极电压可以将MOSFET导通,而较小的栅极电压则将MOSFET关断。
栅极电压通常是从0V到正电压范围内。
栅极源极电压(Vgs-th)是指在栅极电压下,MOSFET开始导通的临界电压。
当栅极源极电压小于或等于Vgs-th时,MOSFET处于关断状态;当栅极源极电压大于Vgs-th时,MOSFET开始导通。
这个参数决定了MOSFET的导通阈值。
除了以上参数,还有一些其他重要的MOSFET参数,包括栅极电容(Cgs、Cgd、Cgs)、漏极电容(Cds、Cdg)和开关时间(tON、tOFF)。
栅极电容是指在不同电压下,栅极和源极之间的电容。
它对于MOSFET的高频响应和开关速度具有重要影响。
较小的栅极电容通常意味着更快的开关速度和更高的工作频率。
漏极电容是指在不同电压下,漏极和源极之间的电容。
它对于MOSFET的高频响应和开关速度同样具有重要影响。
较小的漏极电容有助于提高开关速度和降低功耗。
开关时间是指MOSFET从关断到导通或从导通到关断所需的时间。
MOSFET特性参数的理解
MOSFET特性参数的理解MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的半导体器件,在现代电子器件中发挥着重要的作用。
MOSFET特性参数是描述MOSFET性能的重要指标,对于设计和应用MOSFET电路具有重要意义。
首先,阈值电压是指在MOSFET工作时需要施加到栅极上的电压才能使其导通的临界电压。
阈值电压主要决定了MOSFET的导通能力和驱动能力。
较低的阈值电压可以实现更低的开启电压,但可能会导致功耗增加。
其次,漏极电流是在断开栅极电压时,从源极到漏极的电流。
漏极电流决定了MOSFET的关断能力和功耗。
较小的漏极电流可以降低功耗,但也可能导致开启电流降低。
开启电压是指在MOSFET导通的条件下,所需的栅极电压水平。
开启电压经常用来衡量MOSFET的开关速度和驱动能力。
较低的开启电压可以实现更快的开启速度和更好的驱动能力,但可能会增加功耗。
导通电阻是指在MOSFET导通时,从漏极到源极的电阻。
导通电阻是影响MOSFET导通能力和功耗的关键参数。
较小的导通电阻可以实现更高的导通能力和更低的功耗。
通道电流是指从源极到漏极的电流,也是MOSFET的输出电流。
通道电流决定了MOSFET的承载能力和输出能力。
较高的通道电流可以实现更大的承载能力和输出能力,但可能会导致功耗增加。
最后,漏极电源电流是指在MOSFET开启时,从漏极流入漏极电源的电流。
漏极电源电流是决定MOSFET关断能力的重要参数。
较小的漏极电源电流可以降低关断能力,但也会改善功耗性能。
综上所述,MOSFET特性参数是描述MOSFET性能的重要指标,涉及到其导通能力、关断能力、驱动能力、输出能力、承载能力和功耗等方面。
理解这些参数对于正确选择和应用MOSFET电路具有重要意义。
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基于漏极导通区特性理解MOSFET开关
过程
基于漏极导通区特性理解MOSFET开关过程
类别:模拟技术
本文先介绍了基于功率MOSFET的栅极电荷特性的开关过程;然后介绍了一种更直观明析的理解功率MOSFET开关过程的方法:基于功率MOSFET的导通区特性的开关过程,并详细阐述了其开关过程。
开关过程中,功率MOSFET动态的经过是关断区、恒流区和可变电阻区的过程。
在跨越恒流区时,功率MOSFET漏极的电流和栅极电压以跨导为正比例系列,线性增加。
米勒平台区对应着最大的负载电流。
可变电阻区功率MOSFET漏极减小到额定的值。
MOSFET 的栅极电荷特性与开关过程尽管MOSFET在开关电源、电机控制等一些电子系统中得到广泛的应用,但是许多电子工程师并没有十分清楚的理解MOSFET开关过程,以及MOSFET在开关过程中所处的状态。
一般来说,电子工程师通常基于栅极电荷理解MOSFET的开通的过程,如图1所示。
此图在MOSFET数据表中可以查到。
图1 AOT460栅极电荷特性 MOSFET的D和S极加电压为VDD,当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时,输入电容Ciss充电,G和S极电压Vgs 线性上升并到达门槛电压VGS(th),Vgs上升到VGS(th)之前漏极电流Id≈0A,没有漏极电流流过,Vds的电压保持VDD不变。
当Vgs到达VGS(th)时,漏极开始流过电流Id,然后Vgs继续上升,Id也逐渐上升,Vds仍然保持VDD。
当Vgs到达米勒平台电压VGS(pl)时,Id也上升到负载电流最大值ID,Vds的电压开始从VDD下降。
米勒平台期间,Id电流维持ID,Vds电压不断降低。
米勒平台结束时刻,Id电流仍然维持ID,Vds电压降低到一个较低的值。
米勒平台结束后,Id电流仍然维持ID,Vds电压继续降低,但此时降低的斜率很小,因此降低的幅度也很小,最后稳定在Vds=Id×Rds(on)。
因此通常可以认为米勒平台结束后MOSFET基本上已经导通。
对于上述的过程,理解难点在于为什么在米勒平台区,Vgs的电压恒定?驱动电路仍然对栅极提供驱动电流,仍然对栅极电容充电,为什么栅极的电压不上升?而且栅极电荷特性对于形象的理解MOSFET的开通过程并不直观。
因此,下面将基于漏极导通特性理解MOSFET 开通过程。
MOSFET的漏极导通特性与开关过程MOSFET的漏极导通特性如图2所示。
MOSFET与三极管一样,当MOSFET应用于放大电路时,通常要使用此曲线研究其放大特性。
只是三极管使用的基极电流、集电极电流和放大倍数,而MOSFET使用栅极电压、漏极电流和跨导。
图2 AOT460的漏极导通特性三极管有三个工作区:截止区、放大区和饱和区,MOSFET对应是关断区、恒流区和可变电阻区。
注意:MOSFET恒流区有时也称饱和区或放大区。
当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时,Vgs的电压逐渐升高时,MOSFET的开通轨迹A-B-C-D如图3中的路线所示。
图3 AOT460的开通轨迹开通前,MOSFET起始工作点位于图3的右下
角A点,AOT460的VDD电压为48V,Vgs的电压逐渐升高,Id电流为0,Vgs的电压达到VGS(th),Id电流从0开始逐渐增大。
A-B就是Vgs的电压从VGS(th)增加到VGS(pl)的过程。
从A到B点的过程中,可以非常直观的发现,此过程
工作于MOSFET的恒流区,也就是Vgs电压和Id电流自动找平衡的过程,即
Vgs电压的变化伴随着Id电流相应的变化,其变化关系就是MOSFET的跨
导:,跨导可以在MOSFET数据表中查到。
当Id电流达到负载的最大允许电流ID时,此时对应的栅级电压。
由于此时Id电流恒定,因此栅极Vgs电压也恒
定不变,见图3中的B-C,此时MOSFET处于相对稳定的恒流区,工作于放大器的状态。
开通前,Vgd的电压为Vgs-Vds,为负压,进入米勒平台,Vgd的负
电压绝对值不断下降,过0后转为正电压。
驱动电路的电流绝大部分流过CGD,以扫除米勒电容的电荷,因此栅极的电压基本维持不变。
Vds电压降低到很低的值后,米勒电容的电荷基本上被扫除,即图3中的C点,于是,栅极的电压在驱动电流的充电下又开始升高,如图3中的C-D,使MOSFET进一步完全导通。
C-D为可变电阻区,相应的Vgs电压对应着一定的Vds电压。
Vgs电压达到最大值,Vds电压达到最小值,由于Id电流为ID恒定,因此Vds的电压
即为ID和MOSFET的导通电阻的乘积。
结论基于MOSFET的漏极导通特性曲线可以直观的理解MOSFET开通时,跨越关断区、恒流区和可变电阻区的过程。
米勒平台即为恒流区,MOSFET工作于放大状态,Id电流为Vgs电压和跨导乘积。
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