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。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。
和晶体管不一样,MOS管的参数中没有直接给出管压降,而是给出导通电阻Rds(on),SI2301的导通电阻在Dd=3.6A时是85mΩ,在Id=2A时是115mΩ,这样可算出它的管压降在3.6A和2A时分别为0.306V和0.23V。
我昨天有幸拜读了xueflyer写的MOS管的那点事儿(点这里),这篇教程制作得非常好,让人一目了然,加深了对MOS管的理解。但该教程中关于MOS管的导通电压方面还讲得不够清楚,教程中讲到用于信号控制的MOS管的导通电压为5v左右,只要导通就行,不需要完全导通时没讲清楚。相信不少新手都还会有疑问,为什么这里导通电压Vgs只要5v左右,为什么不需要完全导通?在这里我借花献佛,根据MOS管资料来为大家图文解析一下,先看一个用于信号控制的小功率N沟道MOS管2N7000,如下图
大家看到了吧,Rds(on)是MOS管导通时,D极和S极之间的内生电阻,它的存在会产生压降,所以越小越好。D极与S极间电流Id最大时完全导通。在图中可以看到Vgs=10v完全导通,电阻Rds=5欧左右,电流Id=500mA(最大,完全导通),产生压降Vds=2.5v。而Vgs=4.5v时,Id=75mA(不是最大,没完全导通),Rds=5.3欧左右,虽然没完全导通,但产生的压降Vds=0.4v最小,比Vgs=10v产生的压降小得多。对于信号控制(控制DS极导通接地实现高低平)来说只要电压,不需要电流(为什么?这里是信号和电源的区别,基础很重要,这里不做解释,不懂的请先恶补一下基础),所以只要求MOS管导通时产生的压降越小越好,可以使D极的电压直接被拉为接近0v,因此首选Vgs=4.5v左右,而不选10v。有些用于信号控制的MOS管如2N7002K,Vgs为10V和4.5V时产生的压降差不多,可以根据情况选择10v或者4.5v左右的导通电压。因此对信号控制来说,原则上是选择导通时产生的压降越小越好。
那么对于使用在电源控制方面,既需要电压也需要电流的大功率MOS管来说,就需要完全导通,那么导通电压是多少呢?我们再来看一个大功率N沟道MOS管AO1428A,如下图
从图中可以看出Vgs为10v和4.5v时,Id为12.4A,都达到最大,都可完全导通。但10v比4.5v的导通电阻小,产生压降小(大约差0.7v),并且10v的开关速度快,损失的能量少,开关效率高,所以首选10v。
至于P沟道MOS管,跟N沟道的差不多,这时不做解析了,它用在信号控制方面的很少,主要是用在电源控制如AO4425,G极电压必须低于S极10V以上,也就是Vgs《-10v,才能完全导通(Rds= 9 mΩ左右)。如下图
总结:信号控制使用的MOS管,只要电压,不需要电流,要求导通时产生的压降Vds最小,首选Vgs=4.5v左右,对信号控制来说,原则上是选择导通时产生的压降越小越好。电源控制使用的MOS管,既要电压也要电流,要求完全导通,要求Id最大,产生的压降Vds最小,首选Vgs=10v左右。
如何把Mos管导通时电压降控制在最小
在用FDS6890A型号N-mos,用作开关,漏极加10伏电压,栅极加0到5伏方波控制导通闭合,但是测量源极电压时候只有0到8伏的方波输出。
怎么提高Mos管效率,或者是用一些高级点的电路?
首先要了解MOS管的工作原理。MOS管与一般晶体三极管是不同的。它是电压控制元件,它是栅极电压控制的是S-D极间的体电阻。在栅极施加不同的电压,源-漏极之间就会有电阻的变化,这就是MOS管的工作原理。栅极电压对应在器件S-D极的电阻变化曲线可以查器件手册。根据MOS管的这个特性,既可以选择将MOS管作放大器工作,也可以选择作为开关工作。
根据以上原理分析,在你的问题中,如果要使MOS管作在开关状态,就要对栅极施加足够的电压,它才能充分起到开关作用。你在栅极施加的电压只有5V(对于单管而言我认为栅极电压低了,一般应该在12V左右比较好),这个电压下MOS管的夹断电阻依然比较大,所以输出只有8V。
评论
查看更多