場效應(yīng)管與雙極型晶體管比,它的體積小,重量輕,壽命長等優(yōu)點,而且輸入回路的內(nèi)阻特別高,噪聲低、熱穩(wěn)定性好(因為幾乎只利用多子導(dǎo)電)、防輻射能力強以及省電等優(yōu)點,幾乎場效應(yīng)管占據(jù)的絕大部分市場。有利就有弊,而場效應(yīng)管的放大倍數(shù)要小于雙極型晶體管的放大倍數(shù)(原因后續(xù)詳解)。根據(jù)制作主要工藝主要分為結(jié)型場效應(yīng)管(Junction Field Effect Transistor,JFET)和絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS管),下面來具體來看這兩種管子。場效應(yīng)管(FET)基礎(chǔ)知識:名稱,場效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor 縮寫(FET)),簡稱場效應(yīng)管。結(jié)型場效應(yīng)管(junction FET-JFET),金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管 (metal-oxide semiconductor FET,簡稱MOS-FET),由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,也稱為單極型晶體管,屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。與之對應(yīng)的是由兩種載流子參與導(dǎo)電的雙極型晶體管,三極管(BJT),屬于電流控制型半導(dǎo)體器件。場效應(yīng)管可通過控制柵極電壓來調(diào)節(jié)輸出電流,具有較好的線性特性。功耗低場效應(yīng)管廠商
場效應(yīng)管注意事項:為了防止場效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿,要求一切測試儀器、工作臺、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時,先焊源極;在連入電路之前,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時,應(yīng)以適當?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當然,如果能采用先進的氣熱型電烙鐵,焊接場效應(yīng)管是比較方便的,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時,一定不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場效應(yīng)管時必須注意。功耗低場效應(yīng)管廠商場效應(yīng)管具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、線性度好、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點,使其在各種電路中表現(xiàn)出色。
對于開關(guān)頻率小于100kHz的信號一般取(400~500)kHz載波頻率較好,變壓器選用較高磁導(dǎo)如5K、7K等高頻環(huán)形磁芯,其原邊磁化電感小于約1毫亨左右為好。這種驅(qū)動電路只適合于信號頻率小于100kHz的場合,因信號頻率相對載波頻率太高的話,相對延時太多,且所需驅(qū)動功率增大,UC3724和UC3725芯片發(fā)熱溫升較高,故100kHz以上開關(guān)頻率只對較小極電容的MOSFET才可以。對于1kVA左右開關(guān)頻率小于100kHz的場合,它是一種良好的驅(qū)動電路。該電路具有以下特點:單電源工作,控制信號與驅(qū)動實現(xiàn)隔離,結(jié)構(gòu)簡單尺寸較小,尤其適用于占空比變化不確定或信號頻率也變化的場合。
電壓和電流的選擇。額定電壓越大,器件的成本就越高。根據(jù)實踐經(jīng)驗,額定電壓應(yīng)當大于干線電壓或總線電壓。這樣才能提供足夠的保護,使MOSFET不 會失效。就選擇MOSFET而言,必須確定漏極至源極間可能承受的較大電壓,即較大VDS。設(shè)計工程師需要考慮的其他安全因素包括由開關(guān)電子設(shè)備(如電機 或變壓器)誘發(fā)的電壓瞬變。不同應(yīng)用的額定電壓也有所不同;通常,便攜式設(shè)備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應(yīng)用為450~600V。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOSFET處于穩(wěn)態(tài),此時電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的較大電流,只需直接選擇能承受這個較大電流的器件便可。避免將場效應(yīng)管的柵極與其它電極短路,以免損壞器件。同時,注意防止靜電對場效應(yīng)管造成損害。
MOS管的工作原理,在開關(guān)電源中常用MOS管的漏極開路電路,如圖2漏極原封不動地接負載,叫開路漏極,開路漏極電路中不管負載接多高的電壓,都能夠接通和關(guān)斷負載電流。是理想的模擬開關(guān)器件。這就是MOS管做開關(guān)器件的原理。當然MOS管做開關(guān)使用的電路形式比較多了。NMOS管的開路漏極電路,在開關(guān)電源應(yīng)用方面,這種應(yīng)用需要MOS管定期導(dǎo)通和關(guān)斷。比如,DC-DC電源中常用的基本降壓轉(zhuǎn)換器依賴兩個MOS管來執(zhí)行開關(guān)功能,這些開關(guān)交替在電感里存儲能量,然后把能量釋放給負載。我們常選擇數(shù)百kHz乃至1MHz以上的頻率,因為頻率越高,磁性元件可以更小更輕。在正常工作期間,MOS管只相當于一個導(dǎo)體。因此,我們電路或者電源設(shè)計人員較關(guān)心的是MOS的較小傳導(dǎo)損耗。選擇場效應(yīng)管時,應(yīng)考慮其耐壓、耐流等參數(shù),以確保其在工作環(huán)境中能夠穩(wěn)定可靠地運行。中山氧化物場效應(yīng)管規(guī)格
IGBT結(jié)合了場效應(yīng)管和雙極晶體管的優(yōu)點,適用于高電壓和高頻率的場合。功耗低場效應(yīng)管廠商
當滿足 MOS 管的導(dǎo)通條件時,MOS 管的 D 極和 S 極會導(dǎo)通,這個時候體二極管是截止狀態(tài)。因為 MOS 管導(dǎo)通內(nèi)阻很小,不足以使寄生二極管導(dǎo)通。MOS管的導(dǎo)通條件,PMOS增強型管:UG-US<0 , 且 |UG-US|>|UGSTH| , UGSTH是開啟電壓;NMOS增強型管:UG-US>0,且 |UG-US|>|UGSTH| ,UGSTH是開啟電壓;PMOS導(dǎo)通是在G和S之間加G負S正電壓。NMOS相反。MOS管工作狀態(tài),MOSFET 不同于三極管,因為某些型號封裝內(nèi)有并聯(lián)二極管,所以其 D 和 S 極是不能反接的,且 N 管必須由 D 流向 S,P 管必須由 S 流向 D。功耗低場效應(yīng)管廠商