㈠ 三極體和MOS管在做開關電源電路設計中如何區別及選用
分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極體的共發射極放大電路為例來說明一下三極體放大電路的基本原理。
我們把從基極B流至發射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發射極E的電流叫做集電極電流 Ic。這兩個電流的方向都是流出發射極的,所以發射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極體的放大作用就是:集電極電流受基極電流的控制(假設電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話),並且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關系:集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極體的放大倍數(β一般遠大於1,例如幾十,幾百)。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發射極之間,這就會引起基極電流Ib的變化,Ib的變化被放大後,導致了Ic很大的變化。三極體是電流控制型器件。
Mos管是金屬(metal)氧化物(oxid)半導體(semiconctor)場效應晶體管。或者稱是金屬絕緣體(insulator)半導體。MOS管的源(source)和漏(drain)是可以對調的,他們都是在P型backgate中形成的N型區。在多數情況下,這個兩個區是一樣的,即使兩端對調也不會影響器件的性能。這樣的器件被認為是對稱的。
當MOS電容的柵極(Gate)相對於襯底(BACKGATE)正偏置時發生的情況。穿過GATE DIELECTRIC的電場加強了,有更多的電子從襯底被拉了上來。同時,空穴被排斥出表面。隨著GATE電壓的升高,會出現表面的電子比空穴多的情況。由於過剩的電子,硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉被稱為inversion,反轉的硅層叫做溝道(channel)。隨著GATE電壓的持續不斷升高,越來越多的電子在表面積累,channel變成了強反轉。Channel形成時的電壓被稱為閾值電壓Vt。當GATE和BACKGATE之間的電壓差小於閾值電壓時,不會形成channel。所以MOS是電壓控制型器件。
(1)場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。
(2)場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。
(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。
(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。
(5)場效應晶體管具有較高輸入阻抗和低雜訊等優點,因而也被廣泛應用於開關電源及各種電子設備中。尤其用場效管做開關電源的功率驅動,可以獲得一般晶體管很難達到的性能。
(6)場效應管分成結型和絕緣柵型兩大類,其控制原理都是一樣的。
三極體BJT與場效應管FET的區別很多,簡單列出幾條:
1.三極體用電流控制,MOS管屬於電壓控制,BJT放大電流,FET將柵極電壓轉換為漏極電流。BJT第一參數是電流放大倍數β值,FET第一參數是跨導gm;
2.驅動能力:MOS管常用來電源開關管,以及大電流地方開關電路;
3.成本問題:三極體便宜,MOS管貴;
4.BJT線性較差,FET線性較好;
5.BJT雜訊較大,FET雜訊較小;
6.BJT極性只有NPN和PNP兩類,FET極性有N溝道、P溝道,還有耗盡型和增強型,所以FET選型和使用都比較復雜;
7.功耗問題:BJT輸入電阻小,消耗電流大,FET輸入電阻很大,幾乎不消耗電流;
實際上就是三極體比較便宜,用起來方便,常用在數字電路開關控制;MOS管用於高頻高速電路,大電流場合,以及對基極或漏極控制電流比較敏感的地方。
㈡ 請教,mos管如何設計開關電路
圖中電池的正電通過開關S1接到場效應管Q1的2腳源極,由於是一個P溝道管,它的1腳柵極通過R20電阻提供一個正電位電壓,所以不能通電,電壓不能繼續通過,3v穩壓IC輸入腳得不到電壓所以就不能工作不開機!這時,如果我們按下SW1開機按鍵時,正電通過按鍵、R11、R23、D4加到三極體Q2的基極,三極體Q2的基極得到一個正電位,三極體導通(前面講到三極體的時候已經講過),由於三極體的發射極直接接地,三極體Q2導通就相當於Q1的柵極直接接地,加在它上面的通過R20電阻的電壓就直接入了地,Q1的柵極就從高電位變為低電位,Q1導通電就從Q1同過加到3v穩壓IC的輸入腳,3v穩壓IC就是那個U1輸出3v的工作電壓vcc供給主控,主控通過復位清0,讀取固件程序檢測等一系列動作,輸處一個控制電壓到PWR_ON再通過R24、R13分壓送到Q2的基極,保持Q2一直處於導通狀態,即使你松開開機鍵斷開Q1的基極電壓,這時候有主控送來的控制電壓保持著,Q2也就一直能夠處於導通狀態,Q1就能源源不斷的給3v穩壓IC提供工作電壓!SW1還同時通過R11、R30兩個電阻的分壓,給主控PLAYON腳送去時間長短、次數不同的控制信號,主控通過固件鑒別是播放、暫停、開機、關機而輸出不同的結果給相應的控制點,以達到不同的工作狀態!
㈢ 請幫忙設計一個mos管開關電路
這里給一個參考的mos管開關電路,根據不同的電壓電流要求,更換相關元回器件的耐壓、最大電流答容忍、最大功耗限制參數即可:
帶軟開啟功能的MOS管電源開關電路
具體查看《帶軟開啟功能的MOS管電源開關電路》的說明介紹。
㈣ 用mos管設計一個小電壓控制大電壓大電流的開關電路有經驗的幫一下吧 急
這個你可以去參考開關電源電路,那些作為開關的場效應管大都是你想要的小電壓控制大電壓大電流的電路;
㈤ 想用mos管做一個電源的開關,電源電壓在+-10V(最低的是+-2.5)內,沒做過,想請教下怎麼做
SI2302N溝道SI2301P溝道
㈥ MOS開關電路
MOS開關電路圖電路圖如下:
AOD448是30V75A的管子,是用4.5V驅動的,偏高了點。
可以用,AO3416等管子,電壓用2.5V就能驅動。當電壓為2.5V時,只有26豪歐。電流2到3安沒問題。
也可以用IRF540N,1A條件下一點問題都沒有,當時做精密恆流源,可以控制到精度1mA。不過散熱很重要,要有足夠大的散熱片和小風扇。電壓有個3-5V就足夠了。高電平驅動(其實就相當於PWM)。
(6)mos管開關電路設計擴展閱讀:
MOS管開關電路:
1、P溝道MOS管開關電路
PMOS的特性,Vgs小於一定的值就會導通,適合用於源極接VCC時的情況(高端驅動)。需要注意的是,Vgs指的是柵極G與源極S的電壓,即柵極低於電源一定電壓就導通,而非相對於地的電壓。但是因為PMOS導通內阻比較大,所以只適用低功率的情況。大功率仍然使用N溝道MOS管。
2、N溝道mos管開關電路
NMOS的特性,Vgs大於一定的值就會導通,適合用於源極接地時的情況(低端驅動),只要柵極電壓大於參數手冊中給定的Vgs就可以了,漏極D接電源,源極S接地。需要注意的是Vgs指的是柵極G與源極S的壓差,所以當NMOS作為高端驅動時候,當漏極D與源極S導通時,漏極D與源極S電勢相等,那麼柵極G必須高於源極S與漏極D電壓,漏極D與源極S才能繼續導通。
㈦ mos管開關電路是怎樣工作的
■mos管開關電路中要用到MOS場效應管來代替開關,場效應管有三個極:源極S、漏極 D和柵極(回或叫控制極)G.
工作答原理是:在給源極和漏極 之間加上正確極性和大小的電壓(因為管型而異)後,再給G極和源極之間加上控制電壓,就會有相應大小的電流從源極流向漏極 ,如果信號電壓夠大,這個電路就能瞬間飽和而成為一個開關了。
㈧ Pmos管開關電路
下圖是兩種PMOS管經典開關電路應用:其中第一種NMOS管為高電平導通,低電平截斷,Drain端接後面電路的接地端;第二種為PMOS管典型開關電路,為高電平斷開,低電平導通,Drain端接後面電路的VCC端。
首先要進行MOSFET的選擇,MOSFET有兩大類型:N溝道和P溝道。在功率系統中,MOSFET可被看成電氣開關。當在N溝道MOSFET的柵極和源極間加上正電壓時,其開關導通。導通時,電流可經開關從漏極流向源極。漏極和源極之間存在一個內阻,稱為導通電阻RDS(ON)。必須清楚MOSFET的柵極是個高阻抗端,因此,總是要在柵極加上一個電壓。這就是後面介紹電路圖中柵極所接電阻至地。如果柵極為懸空,器件將不能按設計意圖工作,並可能在不恰當的時刻導通或關閉,導致系統產生潛在的功率損耗。當源極和柵極間的電壓為零時,開關關閉,而電流停止通過器件。雖然這時器件已經關閉,但仍然有微小電流存在,這稱之為漏電流,即IDSS。
第一步:選用N溝道還是P溝道
為設計選擇正確器件的第一步是決定採用N溝道還是P溝道MOSFET。在典型的功率應用中,當一個MOSFET接地,而負載連接到干線電壓上時,該MOSFET就構成了低壓側開關。在低壓側開關中,應採用N溝道MOSFET,這是出於對關閉或導通器件所需電壓的考慮。當MOSFET連接到匯流排及負載接地時,就要用高壓側開關。通常會在這個拓撲中採用PMOS管經典開關電路,這也是出於對電壓驅動的考慮。
第二步:確定額定電流
第二步是選擇MOSFET的額定電流。視電路結構而定,該額定電流應是負載在所有情況下能夠承受的最大電流。與電壓的情況相似,設計人員必須確保所選的MOSFET能承受這個額定電流,即使在系統產生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續模式和脈沖尖峰。該參數以FDN304P管DATASHEET為參考,參數如圖所示:
來看這個電路,控制信號PGC控制V4.2是否給P_GPRS供電。此電路中,源漏兩端沒有接反,R110與R113存在的意義在於R110控制柵極電流不至於過大,R113控制柵極的常態,將R113上拉為高,截至PMOS,同時也可以看作是對控制信號的上拉,當MCU內部管腳並沒有上拉時,即輸出為開漏時,並不能驅動PMOS關閉,此時,就需要外部電壓給予的上拉,所以電阻R113起到了兩個作用。R110可以更小,到100歐姆也可。
㈨ mos管開關電路設計
G極電壓根據MOS參數(開啟電壓),一般2-5V,要讓管子起到開關作用,必須給G極開關信號。詳情參考中國電子DIY之家詳細分析
㈩ 請高手指教,這兩個MOS管的電路應該怎麼設計
這里,兩個MOS管作為開關,N/P 溝道的管子都可以,只是你還需要給其配置驅動電路和散熱片裝置,簡單的用一個雙刀雙擲繼電器就是了