MOS管学习简介0.ppt

MOS管学习笔记主要内容MOS管的种类及结构结构（1）Vgs=0，没有导电沟道此时栅源短接，源区，衬底和漏区形成两个背靠背的PN结，无论Vds的极性怎样，其中总有一个PN结是反偏的，所以d,s之间没有形成导电沟道，MOS管处于截止状态。（2）Vgs≥VGS(th），出现N沟道栅源之间加正向电压由栅极指向P型衬底的电场将靠近栅极下方的空穴向下排斥形成耗尽层（3）输出特性曲线MOS的输出特性曲线是指在栅源电压Vgs>VGS(th）且恒定的情况下，漏极电流id与漏源电压Vds之间的关系，可以分为以下4段：b.过渡区随着Vds增大，漏极附近的沟道变薄，沟道电阻增大，曲线逐渐下弯。当Vds增大到Vdsat(饱和漏源电压)时，漏端处可动电子消失，此时沟道被夹断，如图AB段所示。线性区和过渡区统称为非饱和区。c.饱和区当Vds>Vdsat时，沟道夹断点向左移，漏极附近只剩下耗尽区，此时id几乎与Vds无关而保持idsat不变，曲线为水平直线，如图BC段所示。以Vgs为参考量，可以得到不同Vgs下，漏极电流id与漏源电压Vds之间的关系曲线族，即为MOS管的输出特性曲线。将各曲线的夹断点用虚线连接起来，虚线左侧为可变电阻区，右侧为饱和区。Vgs<VGS(th）时，称为截止区（4）转移特性漏源电压Vds一定的条件下，栅源电压Vgs对漏极电流id的控制特性。可根据输出特性曲线作出移特性曲线。例：作Vds=10V的一条转移特性曲线4种类型的MOSFET特性曲线小结MOS管的主要参数静态参数动态参数Td(on)：导通延迟时间。从有输入电压上升到10%开始到VDS（Vout）下降到其幅值90%的时间(如下图示)。如果电压超过漏源极限电压将导致器件处在雪崩状态EAS：单次脉冲雪崩击穿能量，说明MOSFET所能承受的最大雪崩击穿能量IAR：雪崩电流EAR：重复雪崩击穿能量MOS管的驱动POWERMOSFET等效模型POWERMOSFET寄生参数POWERMOSFET导通过程T1~T2：Vgs达到MOSFET开启电压，MOSFET进入线性区，Id缓慢上升，至T2时刻Id到达饱和或是负载最大电流。在此期间漏源极之间依然承受近乎全部电压Vdd。T2~T3：T2时刻Id达到饱和并维持稳定值，MOS管工作在饱和区，Vgs固定不变，电压Vds开始下降。此期间Cgs不再消耗电荷，VDD开始给Cgd提供放电电流。T3~T4：电压Vds下降到0V，VDD继续给Cgs充电，直至Vgs=VDD，MOSFET完成导通过程。Vgs的各个阶段的时间跨度同栅极消耗电荷成比例（因△Q=IG△T，而IG在此处为恒流源之输出）。T0~T2跨度代表了Ciss（VGS+CGD）所消耗的电荷，对应于器件规格书中提供的参数Qgs(GatetoSourceCharge)。T2~T3跨度代表了CGD（或称为米勒电容）消耗的电荷，对应于器件规格书中提供的参数Qds(GatetoDrain(“Miller”)Charge)。T3时刻前消耗的所有电荷就是驱动电压为Vdd、电流为Id的MOSFET所需要完全开通的最少电荷需求量。T3以后消耗的额外电荷并不表示驱动所必须的电荷，只表示驱动电路提供的多余电荷而已。驱动电量要求：△Qt0~t4=(t4－t0)IG=VG（CGS+CGD）+VDDCGD驱动电流要求：IG=△Qt0~t4/(t4－t0)≈△Qt0~t3/(t3－t0)≈Qg/(Td(on)+Tr)驱动功率要求：Pdrive=∫t4－t0vg(t)ig(t)≈VG△Q≈VG〔VG（CGS+CGD）+VDDCGD〕驱动电阻要求：RG=VG/IGPOWERMOSFET关断过程POWERMOSFET驱动保护POWERMOSFET驱动电阻的影响几种常见的MOSFET驱动电路隔离驱动电路（2）有隔离变压器互补驱动电路该电路比较适用于大于0.5的场合