MOSFET管开关电路基本知识总结
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用场效应管(mosfet)控制电源开关的电路工作原理嘿,朋友们!咱们今天来聊聊用场效应管(MOSFET)控制电源开关的电路工作原理。
这玩意儿听起来是不是有点高大上?其实啊,没那么玄乎!先来说说场效应管是啥。
它就像是电路里的一个“智能阀门”。
普通的阀门,要么开,要么关,简单粗暴。
可场效应管这个“智能阀门”就不一样啦,它能根据输入的信号,精准地控制电流的通过量,是不是很神奇?想象一下,电流就像水流,电源就是水源,而场效应管就是控制水流大小和开关的水闸。
当我们需要电流通过的时候,就好比打开水闸,让水哗哗地流;当不需要的时候,就把水闸关上,滴水不漏。
那它到底是怎么做到精准控制的呢?这就得从场效应管的结构说起啦。
它里面有个叫“栅极”的东西,这个栅极就像是水闸的控制杆。
给栅极加上不同的电压,就相当于转动控制杆,从而改变场效应管的导通程度。
比如说,当栅极电压较低时,场效应管就像一个半开的水闸,只有少量电流能通过;当栅极电压足够高时,它就完全打开,电流可以畅通无阻。
这是不是跟咱们调节水龙头的大小有点像?在控制电源开关的电路中,场效应管的作用可大了去了。
它能快速地开启和关闭电源,反应速度那叫一个快!就好比你在跑步比赛中,听到枪声瞬间起跑一样迅速。
而且啊,场效应管的功耗还特别低。
这意味着啥?意味着它在工作的时候不会像个“电老虎”一样,吃掉太多的能量,能给咱们省电呢!再比如说,咱们的手机、电脑里都有它的身影。
如果没有场效应管这么精准地控制电源开关,咱们的设备说不定一会儿就没电啦,那得多烦人呐!总之,用场效应管控制电源开关的电路工作原理,其实就是利用它的特殊结构和特性,实现对电流的精准控制。
它就像是电路世界里的一位超级英雄,默默地守护着电流的通行,为我们的电子设备稳定运行立下了汗马功劳。
您说,这场效应管是不是特别厉害?。
mos管开关软起动典型电路-回复Mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用于开关和放大器应用的晶体管。
而在许多应用中,软起动是确保设备安全运行的重要步骤。
本文将介绍使用mosfet的典型电路来实现软起动的过程。
首先,让我们了解mosfet管是如何工作的。
mosfet管有三个主要的引脚:源极,漏极和栅极。
其中源极和漏极之间存在一个导电的沟道,通过栅极的电场来控制这个沟道的导通程度。
当栅极电压较低时,沟道具有很高的电阻,导电性较差,从而阻止了电流的通过。
而当栅极电压升高时,沟道的电阻减小,导电性增强。
在开关应用中,mosfet可以通过不同的工作区域实现开关的功能。
两个常用的工作区域是截止区和饱和区。
在截止区,mosfet处于关闭状态,导通电流非常小。
而在饱和区,mosfet的电阻几乎为零,可以传递大电流。
在进行软起动时,我们需要一个控制电路来逐渐增加mosfet的电压,从而实现平稳起动的过程。
下面是一个典型的mosfet开关软起动电路:1. 首先,我们选择一个合适的mosfet管。
在选择管子时,需要考虑工作电压和电流的要求,并确保mosfet的特性满足我们的需求。
2. 接下来,我们将mosfet的源极和漏极连接到需要控制的设备。
例如,如果我们想控制一个电机,那么我们需要将电机的正极连接到mosfet的漏极,将电机的负极连接到mosfet的源极。
3. 然后,我们将一个电阻连接到mosfet的栅极和地之间,这个电阻被称为pull-down电阻。
它的作用是在启动过程中将栅极电位保持在低电平,确保mosfet关闭。
4. 我们还需要一个脉冲发生器或时钟电路来产生一个逐渐增加的电压信号。
这个信号将通过一个电阻连接到mosfet的栅极和源极之间。
这个电阻被称为pull-up电阻。
它的作用是逐渐增加栅极的电压,从而控制mosfet的导通。
5. 此外,我们还需要一个电容并联到pull-up电阻上。
这个电容的作用是滤波和延迟电压上升的速度,进一步确保平稳的软启动过程。
MOS管驱动电路总结MOS(金属氧化物半导体)管驱动电路是一种常见的功率电子器件,用于驱动高功率负载或控制功率器件的开关。
它通过电路中的MOS管(也称为MOSFET)来实现开关效果。
MOSFET驱动电路的设计与应用具有重要意义,下面是对MOS管驱动电路的总结。
一、MOS管的基本原理MOS管是一种具有与传统晶体管相似结构的半导体器件。
它的核心部分是氧化层上的金属层和半导体基区。
MOS管通过改变基区和导通层之间的电阻来实现开关效果。
MOS管具有低输入电阻、高输入阻抗、快速开关速度和较低的功耗等优势。
二、MOS管的驱动方式1.直流驱动:直流驱动方式是最简单的方式,只需将DC信号连接到MOS管的栅极,使其在正常工作区域内工作。
直流驱动方式适用于低频应用。
2.求幅驱动:幅度驱动方式是通过向MOS管的栅极施加一个脉宽调制信号来控制其导通和关闭状态。
脉宽调制信号的幅度决定了MOS管的开启程度,从而控制输出信号的幅度。
求幅驱动方式适用于一些需要调整信号幅度的应用。
3.双电源驱动:双电源驱动方式使用两个电源分别给MOS管的源极和栅极提供电压。
这种驱动方式可以保持MOS管在稳态工作区域内,避免其处于截止区或饱和区,从而提高工作效率。
三、MOS管驱动电路的设计要点1.选择适当的驱动电路结构和元件:常见的MOS管驱动电路结构包括共射极结构、共源结构和H桥结构。
不同结构适用于不同的应用场景。
此外,还需选择合适的电阻、电容和二极管等元件。
2.考虑驱动电源和信号电源的匹配:驱动电路的电源电压应与MOS管的额定电压匹配,以确保稳定可靠的工作。
此外,还需注意输入信号的频率和幅度与驱动电路的匹配性。
3.保护电路的设计:由于MOS管具有较高的功率特性,对驱动电路的保护显得尤为重要。
常见的保护电路包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等。
4.电流放大器的设计:为了提高MOS管的驱动能力,通常需要使用电流放大器来增大输出电流,从而驱动更大的负载。
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。
MOS管驱动电路详解要点MOS管驱动电路是一种用于控制场效应晶体管(MOSFET)开关特性的电路。
它的作用是提供适当的电流和电压信号,以控制MOSFET的导通和截止状态,并确保其工作在适当的工作区间内。
下面将详细介绍MOS管驱动电路的要点。
1.基本工作原理:MOS管驱动电路主要由脉冲发生器、信号处理电路和功率放大器组成。
脉冲发生器产生所需的控制信号,经过信号处理电路处理后,送至功率放大器进行增幅,并通过输出级将控制信号传递至MOSFET的栅极,从而控制其导通和截止。
2.输入信号处理:输入信号处理电路主要功能是对控制信号进行放大、滤波和保护等处理。
其中放大的目的是使输出信号的幅值达到足够的水平,以确保能够完全驱动MOSFET。
滤波则用于去除干扰信号,确保控制信号的稳定性。
保护功能主要是针对输入信号的过压、过流等异常情况进行保护,以防止损坏电路。
3.输出级设计:输出级是MOS管驱动电路中最为关键的部分,其主要任务是将控制信号传递至MOSFET栅极。
在输出级设计时,需要考虑输出阻抗、功率放大和响应速度等因素。
为了得到较低的输出阻抗,通常采用共射极放大器的结构。
同时,为了提高功率放大能力,可以使用功率放大器进行增强。
此外,响应速度也是一个重要的指标,需要保证驱动电路能够快速而准确地响应输入信号。
4.电源设计:电源设计在MOS管驱动电路中也非常重要。
MOSFET通常需要较高的电压供电,为了保证电路的稳定性和可靠性,通常需要提供独立的高压电源。
此外,还需要设计一些电源滤波电路,以去除电源中的杂波和噪声信号,以防止对驱动电路产生干扰。
5.保护措施:在MOS管驱动电路中,需要考虑到各种异常情况的保护措施。
例如,过压保护可以通过在输入端增加过压保护电路实现;过流保护可以通过在输出级增加过流检测电路实现;过温保护可以通过在电路中加入温度传感器以及相应的保护电路来实现。
这些保护措施的设计可以有效地保证整个驱动电路的安全稳定运行。
mos场效应管加速关断开关电路
MOS场效应管(MOSFET)加速关断开关电路是一种常见的电子开关电路,用于控制高功率负载的开关。
这种电路通常由MOSFET、电源、电阻、电容和其他辅助元件组成。
下面是一个典型的MOSFET加速关断开关电路:
1. 首先,将电源连接到MOSFET的源极和负载之间。
源极连接到负载的正极,负载的负极连接到电源的负极。
2. 将MOSFET的栅极连接到一个控制信号源,如微控制器或其他逻辑电路。
3. 在MOSFET的漏极和负载之间连接一个电阻,用于限制电流。
4. 在MOSFET的栅极和源极之间连接一个电容,用于提供瞬态稳定性。
工作原理:
当控制信号源将高电平信号发送到MOSFET的栅极时,MOSFET的通道会导通,允许电流从电源流向负载。
这时,MOSFET处于开启状态,负载可以正常工作。
当控制信号源将低电平信号发送到MOSFET的栅极时,MOSFET的通道会关闭,停止电流流动。
这时,MOSFET处于关闭状态,负载停止
工作。
在开关过程中,由于负载电感和电容的存在,电流和电压会出现瞬态变化。
电阻和电容的选择可以帮助减小这些瞬态变化,提供更稳定的开关操作。
总结:
MOS场效应管加速关断开关电路通过控制MOSFET的通道开闭状态来控制负载的开关。
这种电路在高功率负载控制和电源开关等场景中广泛应用。
功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(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UGS,并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT,则管子开通,在漏、源极间流过电流ID。
UGS超过UT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。
1、静态特性(1)输出特性输出特性即是漏极的伏安特性。
特性曲线,如图2(b)所示。
MOSFET管开关电路设计MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)是一种用于电路设计中的常见元件。
它们因其高性能和效率而广泛用于各种应用程序中,包括数字和模拟电路、自适应电路和功率电路等。
本文将讨论如何设计MOSFET开关电路。
MOSFET结构主要由氧化物层、金属故障码层、掺杂层(源/漏)和底座层(基底)组成。
当在MOSFET上加上正电压时,电子将在接近底部的N通道中移动,并形成一个导电路径。
这允许电流流过MOSFET,并将其用作开关。
MOSFET的核心特点是其门极电压的变化可以控制器件的导电性能,使其非常适合各种应用。
MOSFET的导通特性在MOSFET进行导通之前,必须提供足够的门极电压来打开MOSFET,并创建一个连接源和漏的导电通路。
在正常操作模式下,当MOSFET的门极电压升高时,电子将开始进入掺杂N通道,从而导致MOSFET开始导电。
当门极电压下降时,MOSFET会停止导电,并切换回非导电模式。
将MOSFET作为开关,可用于大部分电子电路设计。
设计MOSFET开关电路需要考虑以下几点:1. DC电源电压要使用MOSFET开关,必须提供足够的电源电压。
在选择MOSFET时,必须注意选择能承受电源电压的器件。
2. DC负载电流MOSFET的负载电流应低于其最大额定电流,以确保器件长时间正常工作。
同样,在使用MOSFET时,必须保证器件的最高工作DC电流在设备规范范围内。
3. 稳定电压电路稳定电压是在使用MOSFET时需要考虑的重要因素之一。
当电源电压或负载电流发生变化时,稳压器可保持输出电压稳定。
这有助于确保MOSFET的可靠性和生命周期运营能力。
4. 输出电容MOSFET输出电容会对电路性能产生显著的影响。
这是因为MOSFET的输出电容导致信号延迟变大,从而影响电路性能。
在设计MOSFET开关电路时,必须适当处理器件的输出电容,以确保其不会影响电路性能。
总结MOSFET开关电路是设计电子电路的重要技术之一。
双mos开关电路1. 引言双mos开关电路是一种常见的电路拓扑结构,主要由两个金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)组成。
它具有开关速度快、功耗低等优点,在许多应用领域都得到了广泛的应用。
2. MOSFET简介MOSFET是一种常见的场效应管,由金属氧化物半导体构成。
它由源极、漏极和栅极组成,栅极与通道之间由绝缘层隔开。
MOSFET利用外部电压控制通道上的电流,实现了电流的调控功能。
在双mos开关电路中,使用两个MOSFET来实现开关功能。
3. 双mos开关电路的结构双mos开关电路由两个MOSFET以及与其相关的电路元件组成。
下面将详细介绍它的结构。
3.1 MOSFET1MOSFET1是双mos开关电路中的一个MOSFET,它负责控制电路的导通和关断。
它的控制极(栅极)接受外部控制信号,通过控制信号的变化,可以控制MOSFET1的导通和关断。
3.2 MOSFET2MOSFET2是双mos开关电路中的另一个MOSFET,它与MOSFET1相互配合,共同实现电路的开关功能。
MOSFET2的控制极也接受外部控制信号,通过控制信号的变化,可以控制MOSFET2的导通和关断。
3.3 控制信号双mos开关电路的控制信号由外部输入,控制信号的高低电平可以分别控制MOSFET1和MOSFET2的导通和关断。
不同的控制信号组合可以实现不同的电路功能。
4. 双mos开关电路的工作原理双mos开关电路的工作原理是通过控制信号控制MOSFET的导通状态,从而控制电路的开关状态。
下面将详细介绍其工作原理。
4.1 开路状态当控制信号均为低电平时,MOSFET1和MOSFET2均处于关断状态。
此时,电路中没有流过的电流,电路呈现开路状态。
4.2 通路状态当控制信号中任意一个为高电平时,与之对应的MOSFET将处于导通状态。
此时,通过导通的MOSFET可以使电流流过电路,实现电路的通路状态。
4.3 开关状态当控制信号均为高电平时,MOSFET1和MOSFET2均处于导通状态。
一直以来模拟电路就学的不好,好不容易把三极管了解完了,就一直没敢碰MOSFET 了,没想到两年后还是会遇到,不过有一句话倒是很不错,就是技术这个东西不能太深入,否则你会发现其实都很简单.
(一)MOSFET 管的基本知识
MOSFET 是利用半导体表面的电场效应进行工作的,也称为表面场效应器件.它分为N 沟道和P 沟道两类,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种,所谓耗尽型就是当0GS V =时,存在导电沟道,0D I ≠,所谓增强型就是0GS V =时,没有导电沟道,即0D I =.
以上是N 沟道和P 沟道MOS 管的符号图,
其相关基本参数:
(1)
开启电压V th ,指栅源之间所加的电压, (2) 饱和漏电流I DSS ,指的是在V GS =0的情况下,当V DS >|V th |时的漏极电流称为饱和漏电流I DSS
(3)
最大漏源电压V DS (4) 最大栅源电压V GS
(5)直流输入电阻R GS
通常MOS管的漏极与源极与以互换,但有些产品出厂时已将源极与衬底连在一起,这时源极与漏极不能对调,使用时应该注意.下面以FDN336P的一些主要参数为例进行介绍:
上表指出其源极与漏极之间的电压差为20V,而且只能是S接正极,D 接负极,
栅极与源极之间的最大电压差为8V,可以反接.
源极最大电流为1.3A,由S->D流向,脉冲电流为10A
这是表示在0
V 时,V DS=-16V时的饱和漏电流,
GS
上图表示其开启电压为1.5V,并指出了其DS间导通电阻值.
(二)MOSFET做开关管的知识
一般来讲,三极管是电流驱动的,MOSFET是电压驱动的,因为我是用CPLD来驱动这个开关,所以选择了用MOSFET做,这样也可以节省系统功耗吧,在做开关管时有一个必须注意的事项就是输入和输入两端间的管压降问题,比如一个5V的电源,经过管子后可能变为了4.5V,这时候要考虑负载能不能接受了,我曾经遇到过这样的问题就是负载的最小工作电压就是5V了,经过管子后发现系统工作不起来,后来才想起来管子上占了一部分压降了,类似的问题还有在使用二极管的时候(尤其是做电压反接保护时)也要注意管子的压降问题
开关电路原则
a. BJT三极管Transistors只要发射极e 对电源短路就是电子开关用法
N管发射极E 对电源负极短路. (搭铁) 低边开关;b-e 正向电流饱和导通
P管发射极E 对电源正极短路. 高边开关;b-e 反向电流饱和导通
b. FET场效应管MOSFET只要源极S 对电源短路就是电子开关用法
N管源极S 对电源负极短路. (搭铁) 低边开关;栅-源正向电压导通
P管源极S 对电源正极短路. 高边开关;栅-源反向电压导通
总结:
低边开关用 NPN 管
高边开关用 PNP 管
三极管 b-e 必须有大于 C-E 饱和导通的电流
场效应管理论上栅-源有大于漏-源导通条件的电压就就OK
假如原来用NPN 三极管作ECU 氧传感器加热电源控制低边开关
则直接用N-Channel 场效应管代换;或看情况修改下拉或上拉电阻
基极--栅极
集电极--漏极
发射极--源极
上面是在一个论坛上摘抄的,语言通俗,很实用,
这是从方佩敏老师写的文章里摘抄的一个开关电路图,
用PMOSFET构成的电源自动切换开关
在需要电池供电的便携式设备中,有的电池充电是在系统充电,即充电时电池不用拔下来。
另外为了节省功耗,需要在插入墙上适配器电源时,系统自动切换为适配器供电,断开电池与负载的连接;如果拔掉适配器电源,系统自动切换为电池供电。
本电路用一个PMOSFET构成这种自动切换开关。
图中的V_BATT表示电池电压,VIN_AC表示适配器电压。
当插入适配器电源时,VIN_AC电压高于电池电压(否则适配器电源就不能对电池充电),Vgs>0,MOSFET截止,系统由适配器供电。
拔去适配器电源,则栅极电压为零,而与MOSFET封装在一体的施特基二极管使源极电压近似为电池电压,导致Vgs 小于Vgsth,MOSFET导通,从而系统由电池供电。
上面也是从网上摘抄的开关电路图.
总结以上知识,在选MOSFET开关时,首先选MOS管的VDS电压,和其VGS开启电压,再就是ID电流值是否满足系统需要,然后再考虑封装了,功耗了,价格了之类次要一些的因素了,以上是用P沟道MOS管做的例子,N沟道的其实也是基本上一样用的.。