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mos管与变压器吸收电路是什么作用?

219 2024-07-26 01:27 admin   手机版

一、mos管与变压器吸收电路是什么作用?

MOS即MOSFET全称金属氧化膜绝缘栅型场效应管,有门极Gate,源极Source,漏极Drain.通过给Gate加电压产生电场控制S/D之间的沟道电子或者空穴密度(或者说沟道宽度)来改变S/D之间的阻抗。这是一种简单好用,接近理想的电压控制电流源电晶体

它具以下特点:开关速度快、高频率性能好,输入阻抗高、驱动功率小、热稳定

性优良、无二次击穿问题、全工作区宽、工作线性度高等等,其最重要的优点

就是能够减少体积大小与重量,提供给设计者一种高速度、高功率、高电压、

与高增益的元件。在各類中小功率开关电路中应用极为广泛。

MOS又分为兩种,一种为耗尽型(Depletion MOS),另一种为增强型

(Enhancement MOS)。这兩种型态的结构没有太大的差異,只是耗尽型MOS一

开始在Drain-Source的通道上就有载子,所以即使在VGS为零的情况下,耗尽型

MOS仍可以导通的。而增强型MOS则必须在其VGS大於某一特定值才能导通。

二、mos管驱动变压器如何选择?

  mos管变压器驱动搞定方案的优点是延迟非常低,可以在很高的压差下工作。缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。初次级不少于20T,使初次级信号很好的耦合。高频信号选择铁氧体带气隙的磁芯,避免饱和。

  必须在源边电路加隔直电容,起到的作用是提供重新启动电压,如果没有该电容,变压器的磁化电压和占空比相关,变压器磁性可能饱和。

三、增强型mos管与耗尽型MOS管的区别?

Mos管增强型和耗尽型

增强型场效应管

所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。当栅极加有电压时,若0<VGS<VGS(th)时,通过栅极和衬底间形成的电容电场作用,将靠近栅极下方的P型半导体中的多子空穴向下方排斥,出现了一薄层负离子的耗尽层;同时将吸引其中的少子向表层运动,但数量有限,不足以形成导电沟道,将漏极和源极沟通,所以仍然不足以形成漏极电流ID。进一步增加VGS,当VGS>VGS(th)时( VGS(th)称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层。随着VGS的继续增加,ID将不断增加。在VGS=0V时ID=0,只有当VGS>VGS(th)后才会出现漏极电流,所以,这种MOS管称为增强型MOS管。VGS对漏极电流的控制关系可用iD=f(VGS(th))|VDS=const这一曲线描述,称为转移特性曲线,如下图

增强型场效应管工作原理

(1)N沟道增强型场效应管

N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极(漏极D、源极S)。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底,用符号B表示。栅源电压VGS的控制作用:当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。

N沟道增强型MOSFET的结构示意图,如下图所示。它是用一块掺杂浓度较低的P型硅片作为衬底,利用扩散工艺在衬底上扩散两个高掺杂浓度的N型区(用N+表示),并在此N型区上引出两个欧姆接触电极,分别称为源极(用S表示)和漏极(用D表示)。在源区、漏区之间的衬底表面覆盖一层二氧化硅(SiO2)绝缘层,在此绝缘层上沉积出金属铝层并引出电极作为栅极(用G表示)。从衬底引出一个欧姆接触电极称为衬底电极(用B表示)。由于栅极与其它电极之间是相互绝缘的,所以称它为绝缘栅型场效应管。

当栅极G和源极S之间不加任何电压,即UGS=0时,由于漏极和源极两个N+型区之间隔有P型衬底,相当于两个背靠背连接的PN结,它们之间的电阻高达1012W的数量级,也就是说D、S之间不具备导电的沟道,所以无论漏、源极之间加何种极性的电压,都不会产生漏极电流ID。

当将衬底B与源极S短接,在栅极G和源极S之间加正电压,即UGS﹥0时,如下图(a)所示,则在栅极与衬底之间产生一个由栅极指向衬底的电场。在这个电场的作用下,P衬底表面附近的空穴受到排斥将向下方运动,电子受电场的吸引向衬底表面运动,与衬底表面的空穴复合,形成了一层耗尽层。如果进一步提高UGS电压,使UGS达到某一电压UT时,P衬底表面层中空穴全部被排斥和耗尽,而自由电子大量地被吸引到表面层,由量变到质变,使表面层变成了自由电子为多子的N型层,称为“反型层”,如下图(b)所示。反型层将漏极D和源极S两个N+型区相连通,构成了漏、源极之间的N型导电沟道。把开始形成导电沟道所需的UGS值称为阈值电压或开启电压,用UT表示。显然,只有UGS﹥UT时才有沟道,而且UGS越大,沟道越厚,沟道的导通电阻越小,导电能力越强。这就是为什么把它称为增强型的缘故。

在UGS﹥UT的条件下,如果在漏极D和源极S之间加上正电压UDS,导电沟道就会有电流流通。漏极电流由漏区流向源区,因为沟道有一定的电阻,所以沿着沟道产生电压降,使沟道各点的电位沿沟道由漏区到源区逐渐减小,靠近漏区一端的电压UGD最小,其值为UGD=UGS-UDS,相应的沟道最薄;靠近源区一端的电压最大,等于UGS,相应的沟道最厚。这样就使得沟道厚度不再是均匀的,整个沟道呈倾斜状。随着UDS的增大,靠近漏区一端的沟道越来越薄。

当UDS增大到某一临界值,使UGD≤UT时,漏端的沟道消失,只剩下耗尽层,把这种情况称为沟道“预夹断”,如下图(a)所示。继续增大UDS(即UDS>UGS-UT),夹断点向源极方向移动,如下图(b)所示。尽管夹断点在移动,但沟道区(源极S到夹断点)的电压降保持不变,仍等于UGS-UT。因此,UDS多余部分电压[UDS-(UGS-UT)]全部降到夹断区上,在夹断区内形成较强的电场。这时电子沿沟道从源极流向夹断区,当电子到达夹断区边缘时,受夹断区强电场的作用,会很快的漂移到漏极.(插图对电导的影响)、

(2)P沟道增强型场效应管

P沟道增强型MOS管的结构示意图,通过光刻、扩散的方法或其他手段,在N型衬底(基片)上制作出两个掺杂的P区,分别引出电极(源极S和漏极D),同时在漏极与源极之间的SO绝缘层上制作金属,称为栅极G。

在正常工作时,P沟道增强型MOS管的衬底必须与源极相连,而漏心极对源极的电压Vds应为负值,以保证两个P区与衬底之间的PN结均为反偏。

耗尽型场效应管

耗尽型MOS场效应管,是在制造过程中,预先在SiO2绝缘层中掺入大量的正离子,因此,在UGS=0时,这些正离子产生的电场也能在P型衬底中“感应”出足够的电子,形成N型导电沟道。当UDS>0时,将产生较大的漏极电流ID。如果使UGS<0,则它将削弱正离子所形成的电场,使N沟道变窄,从而使ID减小。当UGS更负,达到某一数值时沟道消失,ID=0。使ID=0的UGS我们也称为夹断电压,仍用UP表示。UGS

耗尽型场效应管工作原理

(1)N沟道耗尽型场效应管

沟道耗尽型MOSFET的结构与增强型MOSFET结构类似,只有一点不同,就是N沟道耗尽型MOSFET在栅极电压uGS=0时,沟道已经存在。该N沟道是在制造过程中应用离子注入法预先在衬底的表面,在D、S之间制造的,称之为初始沟道。N沟道耗尽型MOSFET的结构和符号如图1.(a)所示,它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS=0时,这些正离子已经感应出反型层,形成了沟道。于是,只要有漏源电压,就有漏极电流存在。当VGS>0时,将使ID进一步增加。VGS<0时,随着VGS的减小漏极电流逐渐减小,直至ID=0。对应ID=0的VGS称为夹断电压,用符号VGS(off)表示,有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线 (插图)

由于耗尽型MOSFET在uGS=0时,漏源之间的沟道已经存在,所以只要加上uDS,就有iD流通。如果增加正向栅压uGS,栅极与衬底之间的电场将使沟道中感应更多的电子,沟道变厚,沟道的电导增大。

如果在栅极加负电压(即uGS<0=,就会在相对应的衬底表面感应出正电荷,这些正电荷抵消N沟道中的电子,从而在衬底表面产生一个耗尽层,使沟道变窄,沟道电导减小。当负栅压增大到某一电压Up时,耗尽区扩展到整个沟道,沟道完全被夹断(耗尽),这时即使uDS仍存在,也不会产生漏极电流,即iD=0。UP称为夹断电压或阈值电压,其值通常在–1V–10V之间N沟道耗尽型MOSFET的结构图和转移特性曲线分别如图所示。

(2)P沟道耗尽型场效应管

P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。

四、mos管尺寸与电容关系?

受制于mos管的生产工艺,mos管的尺寸越大,mos管的极间电容就越大。

五、mos管与igbt管区别?

场效应管主要有两种类型,分别是结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)。

MOS管即MOSFET,中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管,由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离,所以又叫绝缘栅场效应管。

MOSFET又可分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。有的MOSFET内部会有个二极管,这是体二极管,或者叫寄生二极管、续流二极管。

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由晶体三极管和MOS管组成的复合型半导体器件。

IGBT作为新型电子半导体器件,具有输入阻抗高,电压控制功耗低,控制电路简单,耐高压,承受电流大等特性,在各种电子电路中获得极广泛的应用。

IGBT的电路符号至今并未统一,画原理图时一般是借用三极管、MOS管的符号,这时可以从原理图上标注的型号来判断是IGBT还是MOS管。

同时还要注意IGBT有没有体二极管,图上没有标出并不表示一定没有,除非官方资料有特别说明,否则这个二极管都是存在的。

IGBT内部的体二极管并非寄生的,而是为了保护IGBT脆弱的反向耐压而特别设置的,又称为FWD(续流二极管)。

判断IGBT内部是否有体二极管也并不困难,可以用万用表测量IGBT的C极和E极,如果IGBT是好的,C、E两极测得电阻值无穷大,则说明IGBT没有体二极管。

IGBT非常适合应用于如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

六、mos管驱动变压器绕制方法?

MOS管驱动器变压器的绕组越接近磁心表面漏感越小,绕组匝数越少,越容易作到这点;另外磁心的电感系数越高、磁导率越高,导磁能力越好,漏感越小。所以大多驱动变压器、网络变压器都用高导材料来做。

另外在一个变压器中分布电容和漏感是两个矛盾的参数,但是通过绕制方法可以折中处理。对于上升沿的时间和下降沿的时间,磁心材料尤其是绕制工艺是非常关键的。

七、MOS管与晶体管相比,优点是?

MOS管与晶体管相比具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等优势。

MOS管,即金属(Metal)—氧化物(Oxide)—半导体(Semiconductor)场效应晶体管,是一种应用场效应原理工作的半导体器件;

它和普通双极型晶体管相比,MOS管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等优势,在开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等高频电源领域得到了越来越普遍的应用。

八、mos管与场效应管的区别?

一、主体不同

1、场效应:V型槽MOS场效应管。是继MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件。

2、MOS管:金属-氧化物-半导体型场效应管属于绝缘栅型。

二、特性不同

1、场效应:不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高(≥108W)、驱动电流小(左右0.1μA左右),还具有耐压高(最高可耐压1200V)、工作电流大(1.5A~100A)、输出功率高(1~250W)、跨导的线性好、开关速度快等优良特性。

2、MOS管:主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻(最高可达1015Ω)。

三、原理规则不同

1、场效应:将电子管与功率晶体管之优点集于一身,因此在电压放大器(电压放大倍数可达数千倍)、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。

2、MOS管:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。

mos管一般是金属(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。G:gate 栅极;S:source 源极;D:drain 漏极。MOS管的source(源极)和drain(耗尽层)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。

九、MOS管与双极型管的区别?

这个问题很大,简单说几点吧。

1、双极型晶体管与单极型晶体管(MOS管是其中一种)放大器的输入电阻差别很大,后者比前者要高好几个数量级。前者在放大时需要比较大的偏置电流,而后者对偏置电流的要求较低。因此,单极型晶体管电路特别适合对输出电阻很大的信号源的输出信号放大,比如无线麦克风里面,大量使用以单极型晶体管为输入端的放大电路。

2、从放大倍数来看,双极型晶体管组成的放大电路占优势,放大倍数大对于后期引入负反馈也比较有利。

3、如果你放大的是音频这种对频率响应要求很高的信号,最好使用双极型晶体管,因为它的声音听起来比较自然,单极型晶体管的频率响应要比双极型晶体管差一些,有点重金属效果,用它来听轻音乐什么就太什么了。

4、在使用中,如果输出电流很大,最好使用单极型晶体管,因为它有一种自我保护的特点,即电流增大、温度升高后,D-S之间的通态电阻会增大,这样就会限制漏源电流,达到一种热保护的效果。而晶体管的特点刚好相反,温度升高后,集电极电流更大。以前我的老师就说过,同样一个电路,如果晶体管烫得连手都捏不住了,三极管往往撑不了30秒,而MOS管也许工作得还好好的。

十、mos管封装与参数的关系?

mos管封主要有2种,一种是双列直插塑封,另一种为双列直插陶瓷封装,主要差別是陶瓷封装的使用温度允许125℃,比塑料高。

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