一、前言
MOS作為一種非常常見的分立器件,它具有開關(guān)、放大、調(diào)壓等作用。MOSFET是電壓控制的管子,通常,MOS管損耗比三極管小,導通后壓降理論上為0。MOS管為電壓驅(qū)動型,只需要給電壓即可,意思是即便串入一個100K的電阻,只要電壓夠,MOS管還是能夠?qū)ā?/p>
MOS的溝道形成是通過在柵極和源極之間施加電壓,在絕緣層下方形成電場,吸引P型半導體中的電子向上移動,形成導電溝道。當增大Vgs電壓時,電場強度增強,導電溝道加深,導電能力增強。在源極和漏極之間施加電壓Vds時,溝道中的電子開始流動形成電流。漏極電流會隨著Vds的增大而增大,呈線性關(guān)系。MOS管常用于信號切換或放大,以及電路的開關(guān)和放大功能。它們在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,如電機控制、電源開關(guān)等。
二、MOS管的主要參數(shù)
1、ID:最大漏源電流。是指場效應(yīng)管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。場效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過ID。
2、IDM:最大脈沖漏源電流。此參數(shù)會隨結(jié)溫度的上升而有所減額。
3、VGS:最大柵源電壓。
4、RDS(on):在特定的VGS(一般為10V)、結(jié)溫及漏極電流的條件下,MOSFET導通時漏源間的最大阻抗。它是一個非常重要的參數(shù),決定了MOSFET導通時的消耗功率。此參數(shù)一般會隨結(jié)溫度的上升而有所增大。故應(yīng)以此參數(shù)在最高工作結(jié)溫條件下的值作為損耗及壓降計算。
5、V(BR)DSS:漏源擊穿電壓。是指柵源電壓VGS為0時,場效應(yīng)管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數(shù),加在場效應(yīng)管上的工作電壓必須小于V(BR)DSS。它具有正溫度特性。
6、VGS(th):開啟電壓(閥值電壓)。當外加柵極控制電壓VGS超過VGS(th)時,漏區(qū)和源區(qū)的表面反型層形成了連接的溝道。此參數(shù)一般會隨結(jié)溫度的上升而有所降低。
7、PD:最大耗散功率。是指場效應(yīng)管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,場效應(yīng)管實際功耗應(yīng)小于PDSM并留有一定余量。此參數(shù)一般會隨結(jié)溫度的上升而有所減額。
8、Tj:最大工作結(jié)溫。通常為150℃或175℃,器件設(shè)計的工作條件下須確應(yīng)避免超過這個溫度,并留有一定裕量。
三、選擇MOS管時需考慮的關(guān)鍵要素
1、功率需求
首先,要根據(jù)應(yīng)用場景的功率需求確定MOS管的耐壓和最大電流。高功率需求的應(yīng)用需要選擇能夠承受大功率的MOS管,而低功率應(yīng)用則可以選擇小功率的MOS管。同時,不同功率等級的MOS管價格也會有所不同,因此在實際選型時還需要結(jié)合成本預算進行權(quán)衡。
2、工作電壓和電流容量
選擇MOS管時,要確保其最大工作電壓和電流容量能夠滿足電路的需求,根據(jù)電路的工作電壓和電流要求,選擇適合的MOS管,以確保其正常工作且不會受到損壞。
3、開關(guān)速度
MOS管的開關(guān)速度對電路性能有重要影響,對于高速電路,需要選擇開關(guān)速度較快的MOS管,而對于低速電路,則可以選擇開關(guān)速度較慢的MOS管,需要注意的是,開關(guān)速度越快,MOS管的價格往往也會越高。
4、結(jié)構(gòu)類型
MOS管主要有N溝道型、P溝道型和混合MOS等形式,根據(jù)場效應(yīng)原理的不同,又分為耗盡型和增強型,在選擇時,需要考慮電路的具體需求,如電壓極性、控制方式等,以選擇適合的結(jié)構(gòu)類型。
5、重要參數(shù)
除了上述要素外,還需要考慮MOS管的導通電阻、漏電流、輸入電容等參數(shù)。這些參數(shù)將直接影響電路的性能和效率,因此在選型時也需要予以重視。
綜上所述,選擇合適的MOS管產(chǎn)品需要綜合考慮功率需求、開關(guān)速度、工作電壓和電流容量、結(jié)構(gòu)類型以及其他相關(guān)參數(shù)。在實際選型過程中,可以參考MOS管的規(guī)格書和性能曲線來進行比較和評估,也可以向供應(yīng)商咨詢以獲取更多關(guān)于MOS管的信息和建議。
四、MOS管的常見應(yīng)用
1、放大器
MOS管可用于放大器中,通過調(diào)節(jié)柵極電壓來控制電流增益,這在放大音頻信號和射頻信號等方面非常有用。
2、模擬開關(guān)
MOS管還可以作為模擬開關(guān),通過調(diào)節(jié)柵極電壓來控制通斷狀態(tài),實現(xiàn)模擬信號的開關(guān)和選擇。
3、開關(guān)
MOS管常用作開關(guān),通過調(diào)節(jié)柵極電壓來控制通斷狀態(tài),在數(shù)字電路、電源管理、電機驅(qū)動等方面有廣泛的應(yīng)用。
4、數(shù)字邏輯
在數(shù)字電路中,MOS管被廣泛用于邏輯門和存儲器單元等。
5、電源管理
MOS管可用于電源管理電路中的電源開關(guān)、電源選擇和電源調(diào)節(jié)等。
6、DC-DC轉(zhuǎn)換器
在DC-DC轉(zhuǎn)換器中,MOS管用于能量轉(zhuǎn)換和電壓調(diào)節(jié)。
7、車載逆變器
在車載逆變器中,MOS管用于控制電路的開關(guān),實現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換,利用其開關(guān)速度快、損耗小、可靠性高等優(yōu)點。
審核編輯:劉清
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原文標題:選型技巧 | 如何給電路選擇最合適的MOS產(chǎn)品?
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