雙極性晶體管:NPN和PNP管;
單極性晶體管:場效應管(MOSFET和JFET);
MOS管相對三極管具有速度快、輸入阻抗高、噪聲低、動態范圍大、功耗小、容易集成等優點。
下面總結下其主要參數與重要特性,只有比較好的理解了各種參數和特性才能設計出穩健可靠的電路。
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主要參數:
- 靜態特性參數
BVDSS:漏源擊穿電壓,為正溫度系數。
BVGS:柵源擊穿電壓
VGS(th):閾值電壓,為負溫度系數。
RDS(on):導通電阻;
RGS:柵源電阻,柵源之間電壓與柵極電流之比;
IDSS:零柵壓漏極電流,正溫度系數;
IGSS:柵源漏電流,特定的柵源電壓下流過柵極的電流;
- 動態特性參數
Ciss輸入電容,漏源短接,交流信號測得的柵極和源極之間的電容。
Ciss=Cgs+Cgd,輸入電容充電到閾值電壓時器件開啟,放電到一定值器件關斷,因此驅動電路和Ciss對器件的開啟和關斷延時有直接影響;
Coss輸出電容,柵源短接,交流信號測得漏極和源極之間的電容。
Coss=Cds+Cgd,對于軟開關應用,可能引起電路諧振;
Crss反向傳輸電容,源極接地,測得漏極和柵極之間電容,等同于Cgd。
也叫做米勒電容,對于開關的上升和下降時間及其重要。
Td(on)導通延遲時間:柵源電壓上升到10%柵極驅動電壓時到漏電流升到規定電流的90%所經歷的時間。
Td(off)關斷延時時間:柵源電壓下降到90%柵極驅動電壓時到漏電流下降到規定電流的10%所經歷的時間。
Tr:上升時間:漏極電流從10%上升到90%所經歷的時間;
Tf:下降時間:漏極電流從90%下降到10%所經歷的時間;
NF低頻噪聲系數:噪聲是由管子內部載流子運動的不規則性所引起的,由于它的存在可以使放大器在沒有信號輸入時,輸出端也會有不規格的電壓電流變化。場效應管的噪聲系數一般幾個分貝,比雙極性三極管的要小。
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重要特性:
- 導通特性
導通的意義是作為開關,相當于開關閉合。Vgs滿足一定條件就會導通。
- 損失特性
導通后均有導通電阻存在,電流就會被電阻消耗能量,這部分叫做導通損耗;
小功率的管子導通電阻一般幾毫歐幾十毫歐,Vgs電壓不一樣電阻也不一樣。
管子在導通和截止時,兩端電壓有個降落過程,電流有個上升過程,在這段時間內
管子的損失是電壓和電流的乘積,稱之為開關損失;通常開關損失比導通損失大很
多,頻率越快,損失越大。縮短開關時間,降低開關頻率均能減小開關損失。
- 寄生電容驅動特性
GS GD之間存在寄生電容,MOS管的驅動理論上是對電容的充放電;
對電容的充電需要一個電流,由于電容充電瞬間可以看成短路,所以瞬間電流會比
較大,所以選型時需要注意抗沖擊電流大小。
- 寄生二極管
漏極源極之間有個寄生二極管也叫做體二極管,在感性負載(馬達繼電器)應用
中,主要用來保護回路。不過體二極管只在單個MOS管中,集成芯片中是沒有的。
- 轉移特性
場效應管的轉移特性是指漏源電壓固定時,柵源電壓Vgs對漏極電流Id的控制特性;
Vertical D-MOS管2N7002的轉移特性;VDMOS的跨導(gm)線性度較好。
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