采用2个MOS场效应管构成的功率放大器
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双mos管并联电路-回复双MOS管并联电路是一种常见的电路拓扑结构,它由两个金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)组成,并且通过并联方式连接在一起。
这种电路结构在电子器件和电路设计中被广泛使用,因为它具有低导通电阻、高效率和良好的可靠性。
在本篇文章中,我们将一步一步地回答关于双MOS管并联电路的主题。
我们将首先介绍MOSFET的基本原理和结构,然后讨论双MOS管并联电路的工作原理、特点和应用。
一、MOSFET基本原理和结构1. MOSFET概述MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)是一种半导体器件,它通过在金属(M)、氧化物(O)和半导体(S)之间形成一个接触界面,实现对电流的控制。
2. MOSFET结构MOSFET的主要结构由沟道、栅极、源极和漏极组成。
沟道是一个具有特定的电流输运特性的区域,栅极用于控制沟道中的电流流动。
源极和漏极是与沟道相连的区域,它们之间的电势差将导致沟道中的电流流动。
二、双MOS管并联电路的工作原理1. 结构双MOS管并联电路由两个MOSFET管并联连接而成。
每个MOSFET管具有自己的栅极、源极和漏极。
两个MOSFET管的栅极和源极通过电压源或信号源连接,而漏极则通过衔接到负载电路。
2. 工作原理当输入信号作用于双MOS管并联电路的栅极时,它将使得栅极和源极之间形成电势差。
这个电势差将导致栅极和漏极之间的电势差改变,进而改变沟道中的电流。
3. 特点双MOS管并联电路的一个主要特点是具有较低的导通电阻。
由于有两个MOSFET管并联连接,它们共同承担了负载电路的电流,从而降低了整体电路的电阻。
这使得双MOS管并联电路能够提供更好的电流传输能力和较低的功耗。
三、双MOS管并联电路的应用1. 功率放大器双MOS管并联电路可以用作功率放大器,为输入信号提供较大的电流放大倍数。
它可以在许多电子设备中使用,包括音频放大器、扬声器和无线电频率放大器等。
2009年全国大学生电子设计竞赛G题低频功率放大器题解分享本主题由 soso 于 2009-10-30 16:47 解除置顶裸片初长成芯币4693 枚∙个人空间∙发短消息∙加为好友∙当前离线xu__changhua的全部文章楼主大中小发表于 2009-9-8 01:06 只看该作者2009年全国大学生电子设计竞赛G题低频功率放大器题解分享2009年全国大学生电子设计竞赛G题是一个设计功率放大器的题,主要考核学生模拟电子技术的基础技能,要求是一定要用场效应晶体管做末级放大,且电路增益要求很大,如5mV的输入要达到5W(8欧负载)的输出,算下来要1265倍,这么大倍数的放大器还要求噪声非常小,小到5mV,失真度1%,这题相对来说是比较难的。
此外,还要检测放大器的输出功率、电源供给功率以及效率,这部分稍微容易些,但是也不是那么轻易就能解决的。
先说说实现方案吧。
功率放大器实现方法有几类,低频的有甲、乙、甲乙、丁等几种。
甲类效率很低,约20%左右,但是其失真度可以做的非常小,如0.1%,效率没做评分要点,只是适当考虑,所以可以采用;乙类的只能有半周输出,失真度太大所以不能采用。
甲乙类是解决甲类的效率和乙类的失真度的综合途径,推荐采用;丙类肯定不用了,那是高频功率放大器专用的类型,这里是低频的(10Hz~50KHz),所以不能采用;丁类的(就是所谓的D类)采用H桥的开关方式工作,输入的信号要进行PWM(PWM是脉冲宽度调制),H桥输出后是一个开关量,要经过LC滤波转变为模拟量,再传送给扬声器。
这种方法效率极高,但是电路复杂,调试困难,且效率不做评分的主要依据,建议舍弃这种方案。
经过综合权衡考虑,宜采用甲乙类比较合适。
再说下电路组成结构该课题有三个主要部分构成,1:功率传输部分;2:电压放大部分(1265倍以上);3:信号测量部分功率传输部分没得选,课题已经规定了,一定得用场效应管,最好是P沟道和N沟道互补,这么大功率的场效应管要用V-MOS的,需要查场效应管资料来选型,尤其注意其源极电阻要小,这样才能发挥出优秀的转换效率,此外就是电压和电流的选型。
目录场效应管功率放大电路 (1)场效应管80W音频功率放大电路 (1)一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图 (2)100W的MOSFET功率放大器 (2)场效应管(MOSFET)组成的25W音频功率放大器电路图 (4)一种单电源供电的MOSFET功放电路 (6)100W的V-MOSFET功率放大器电路 (6)100W场效应管功率放大电路 (8)全对称MOSFET OCL功率放大器电路图 (9)场效应管功率放大电路如图所示电路是采用功率MOSFET管构成的功率放大器电路。
电路中差动第二级采用2SJ77***率MOSFET,电流镜像电路采用2SK214。
其工作电流为6mA,但电源电压较高(为±50V),晶体管会发热,因此要接人小型散热器。
场效应管80W音频功率放大电路一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图100W的MOSFET功率放大器电路图关于电路电容C8是阻止直流电压,如果从输入源的输入直流去耦电容。
如果畅通,将改变这个直流电压偏置值S后续阶段。
电阻R20限制输入电流到Q1 C7 -绕过任何输入的高频噪声。
晶体管Q1和Q2的形式输入差分对和Q9和Q10来源1毫安左右建成的恒流源电路。
预设R1用于调整放大器的输出电压。
电阻R3和R2设置放大器的增益。
第二差的阶段是由晶体管,第三季度和Q6,而晶体管Q4和Q5形式电流镜,这使得第二个差分对漏一个相同的电流。
这样做是为了提高线性度和增益。
Q7和Q8在AB 类模式运行的功率放大级的基础上。
预设R8可用于调整放大器的静态电流。
电容C3和电阻R19组成的网络,提高了高频率稳定度和防止振荡的机会。
F1和F2是安全的保险丝。
电路设置设置在中点R1开机前,然后慢慢调整为了得到一个最低电压(比50mV)输出。
下一步是成立的静态电流,并保持在最低电阻预设的R8和万用表连接跨标记点电路图X和Y的调整R8使万用表读取16.5mV对应50mA的静态电流。
V-MOS简介一般场效应管虽然输入阻抗较高,但输出端带负载的能力很低;一般大功率晶体管虽然能输出较大的功率,但由于输入阻抗较低,输入端需有较大的推动电流才能工作,因此还要设较复杂的推动级。
本文向读者推荐的这种VMOS管是一种功率场效应管,兼有上述两种管子的优点,在设计线路时,可使线路大为简化。
另外这种管子还有许多其它独特的优点。
这是近年(指80年代)来才发展起来的一种新型器件。
VMOS功率场效应管又叫V型槽金属氧化物半导体场效应管,用英文缩写字母可写成“VMOS FET”。
有关这种管子的结构原理及特性,本刊在1985年第4期上已有专文述及(下次再转贴),这里不说了。
仅说说这种管子在应用方面的特点,并给出几种应用电路例子,供使用参考。
与普通大功率晶体管相比较,VMOS功率场效应管有如下一些优点:(1)VMOS管具有很高的输入阻抗(10的8次方欧姆左右),其输入端能直接与CMOS、TTL集成电路和其它高阻抗器件连接。
(2)VMOS管在工作时的输入电流甚微(0.1μA以下),一般认为只要输入端有电压就可以驱动,因此对驱动器件的功率要求很低,属电压控制器件。
如从电流角度看,VMOS 管的电流放大系数高达10的9 次方。
所以单个VMOS管经常可用来代替由两三只普通晶体管组成的达林顿管(复合管)(3)VMOS管是多数载流子器件,没有普通晶体管所固有的少子存储效应。
适于高频高速工作。
例如:VMOS智能在4毫微秒(ns)内开关1A的电流。
这比普通晶体管快了10~200倍。
(4)VMOS管具有负的电流温度系数,即栅源电压不变的情况下,导通电流会随温度的上升而下降(普通晶体管正相反),因而VMOS管不存在由于二次击穿所引起管子损坏的现象,使它特别适于做大功率器件。
下面介绍几个应用电路:1.电源:串联型稳压电源所用调整管的功率不能满足要求时,通常是用几只晶体管并联起来使用,如图1所示。
一般需选用相同参数的管子来并联,否则很容易因电流分配不匀,而集中流入某一管,致使该管损坏。
逆变器功率管3DD15可以用场效应管直接代管吗?
3DD15是国产的大功率低频硅三极管,其功率为50W,Icm为5A,耐压值从几十伏到上百伏不等(譬如,3DD15D的耐压值为200V),这种管子在一些老式的稳压电源及逆变器电路中较常用,现在上述产品中很少使用这种管子。
由于3DD15的外形封装、引脚排列及驱动电路与MOS场效应管都不太一样,故一般不能直接用MOS场效应管代替3DD15。
▲ 两个3DD15构成的简易逆变升压电路。
由于3DD15为双极型三极管,属于电流驱动器件,而MOS场效应管为单极型电压驱动器件,它们的驱动电路不太一样,即使不考虑外形封装及引脚排列,直接用MOS场效应管代替上图中的两个3DD15三极管,电路将无法工作。
不过,像下图所示的这种采用IC作为振荡电路,外接功率管的逆变电路,若调整一下管子的引脚,亦可以用MOS场效应管代替3DD15。
▲ 用555电路构成的逆变升压电路。
上图中,555电路接成一个自激多谐振荡器,其③脚输出的振荡信号经3DD15放大后,驱动升压变压器的初级线圈,这样在变压器的次级输出的便是交流高压。
图中这个3DD15完全可以换成IRF3205这类N沟道大功率MOS场效应管,电路也不需要作什么调整,唯一需要注意的是IRF3205的引脚不要接错。
▲ 3DD15和IRF3205的外形。
上图中的IRF3205是现在逆变器电路中常用的大功率N沟道MOS 场效应管,其耐压值为55V,漏极电流可达110A。
这种场效应管不论是饱和压降还是高频开关性能皆显著优于3DD15这种低频硅三极管。
目录场效应管功率放大电路 (1)场效应管80W音频功率放大电路 (1)一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图 (2)100W的MOSFET功率放大器 (2)场效应管(MOSFET)组成的25W音频功率放大器电路图 (4)一种单电源供电的MOSFET功放电路 (6)100W的V-MOSFET功率放大器电路 (6)100W场效应管功率放大电路 (8)全对称MOSFET OCL功率放大器电路图 (9)场效应管功率放大电路如图所示电路是采用功率MOSFET管构成的功率放大器电路。
电路中差动第二级采用2SJ77***率MOSFET,电流镜像电路采用2SK214。
其工作电流为6mA,但电源电压较高(为±50V),晶体管会发热,因此要接人小型散热器。
场效应管80W音频功率放大电路图100W的MOSFET功率放大器电路图关于电路电容C8是阻止直流电压,如果从输入源的输入直流去耦电容。
如果畅通,将改变这个直流电压偏置值S后续阶段。
电阻R20限制输入电流到Q1 C7 -绕过任何输入的高频噪声。
晶体管Q1和Q2的形式输入差分对和Q9和Q10来源1毫安左右建成的恒流源电路。
预设R1用于调整放大器的输出电压。
电阻R3和R2设置放大器的增益。
第二差的阶段是由晶体管,第三季度和Q6,而晶体管Q4和Q5形式电流镜,这使得第二个差分对漏一个相同的电流。
这样做是为了提高线性度和增益。
Q7和Q8在AB 类模式运行的功率放大级的基础上。
预设R8可用于调整放大器的静态电流。
电容C3和电阻R19组成的网络,提高了高频率稳定度和防止振荡的机会。
F1和F2是安全的保险丝。
电路设置设置在中点R1开机前,然后慢慢调整为了得到一个最低电压(比50mV)输出。
下一步是成立的静态电流,并保持在最低电阻预设的R8和万用表连接跨标记点电路图X和Y的调整R8使万用表读取16.5mV对应50mA的静态电流。
注意事项质量好的印刷电路板组装的电路。
几种常用集成运算放大器的性能参数1.通用型运算放大器A741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是口前应用最为广泛的集成运算放大器。
卩通用型运算放大器就是以通用为LI的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广, 其性能指标能适合于一般性使用。
例2.高阻型运算放大器,IIB为儿皮安到儿十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF347 (四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
Q这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid> (109^1012)3.低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设讣的。
訂前常用的高精度、低温漂运算放大器有0P-07、0P-27、AD508及ill M0SFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器s,BWG>20MHzo PA715等,其SR二50〜70V/u在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG 一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。
常见的运放有LM318、5.低功耗型运算放大器W,可采用单节电池供电。
P A O U前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600 的供电电源为1. 5V,功耗为10 u山于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
本电路采用2个MOS 场效应管构成功率放大器,为甲乙类(AB
类)功率放大器,上面采用N 沟道增强型MOS 场效应管IRF130,下面采用P 沟道增强型MOS 场效应管IRF9130,IRF130和IRF9130是IR 公司生产的配对N 沟道和P 沟道器件,性能几乎是对称的。
为了克服交越失真,必须使输入信号避开场效应管的截止区,可
以给场效应管加入很小的静态偏置电流,使输入信号叠加在很小的静态偏置电流上,这样可以避开场效应管的截止区,使输出信号不失真。
增强型MOS 场效应管有个开启电压V T ,V GS 必须要大于V T ,该
场效应管才能进入放大区。
IRF130和IRF9130的V GS 最小值为2V ,设计时使2个场效应管栅极之间的电压在2V*2=4V ,或者为了减小直流电源的消耗,取比4V 稍小一点,也是可以的。
只要保持电压的分压比,电阻上的电流是不必考虑的,因为场效
应管的栅级输入阻抗是非常高的,栅级几乎不消耗电流,因此,分压
GND_0VOFF = 0v
电阻的阻值取常用的即可。
从单个场效应管看,这是源级跟随器,所以电压放大倍数为1。
功率放大器对输入电压范围是没有限制的,取决于场效应管的参数,IRF130和IRF9130的绝对最大V GS=±20V,就是说,输入电压范围±15V是没有问题的。
功率放大器根据输入电压,放大接近1倍,得到输出电压,由输出电压,根据负载,得到输出电流。
如果电源电压是±24V,减去2个场效应管的正常工作时的V DS,输出电压范围应该大于±22V,具体做一下实验,也是简单的事。
甲乙类放大器电路的主要特点如下所述:
(a).这种放大器同乙类放大器电路一样,也是用两只场效应管分别放大输入信号的正、负半周,但给两只场效应管加入了很小的静态偏置电流,以使场效应管刚刚进入放大区。
(b).由于给场效应管所加的静态直流偏置电流很小,所以在没有输入信号时放大器对直流电源的消耗比较小(比起甲类放大器要小得多),这样具有乙类放大器的省电优点,同时因加入的偏置电流克服了场效应管的截止区,对信号不存在失真,又具有甲类放大器没有非线性失真的优点。
所以,甲乙类放大器具有甲类和乙类放大器的优点,同时克服了这两种放大器的缺点。
正是由于甲乙类放大器无交越失真,又具有输出功率大和省电的优点,所以被得到广泛的应用。
当这种放大电路中的场效应管静态直流偏置电流太小或没有时,就成了乙类放大器,将产生交越失真。