日期:2025-06-17 分類:產品知識 瀏覽:244 來源:
之前發表過一篇《為什么開關電源幾乎選增強型NMOS作為開關?》提到了實際應用中我們經常使用的是增強型的MOSFET。
那常常被忽略的耗盡型呢?就沒有其它作用了嗎?
我們先來了解耗盡型有什么不同。
功率MOSFET分為耗盡型(DM)和增強型(EM)兩種,兩者主要在于導電溝道的區別,兩者的控制方式不同。
耗盡型MOS管的G端在不施加電壓時就會有導電溝道的存在,增強型MOS管則相反,只有在開啟后,才會出現導電溝道,它的Vgs必須大于柵極閾值電壓才行。
耗盡型MOS管的Vgs(柵極電壓)則可以正、零、負電壓控制導通。若要使漏極和源極不導通,則需要在柵極處施加一定的負電壓,通常會把耗盡型MOSFET理解成一種“常閉開關”。
應用區別
與增強型MOS管不同,耗盡型MOS并不用于高頻應用。
除了線性的MOSFET以外,增強型器件并不能工作在線性型,然而,耗盡型器件卻具有擴展的FBSOA(正向偏置 安全工作去),因此能夠工作在線性型下。
耗盡型MOSFET產品一般可以應用在傳統的啟動電路、線性電壓調節器的浪涌保護、恒流源、高壓斜坡信號發生器、固態繼電器等應用中。
我們拿傳統的啟動電路和線性電壓調節器,兩者來簡單說明:
傳統的電阻式啟動電路
傳統的啟動電路多采用功率電阻直接給PWM控制IC供電,但是在電源啟動后,電阻會持續消耗功率,造成大量的損耗。我們上面提到了耗盡型MOSFEY屬于常閉器件,因此在待機零功耗的要求下,耗盡型MOSFET成為了不二之選。
傳統電阻式啟動電路
當柵-源電源Vgs=0V時,器件溝道自然開通,電路啟動后,通過耗盡型MOS管給PWM控制IC供電,電流再經過耗盡型MOS給C1充電,C1電壓持續上升,直至PWM IC開始進行工作。
之后,再由附加繞組給PWM控制IC供電,此時通過ASU端口將耗盡型MOS的柵極下拉至低電平,耗盡型MOS的柵-源極電壓Vgs大于其關斷電壓Vgs(off),隨后耗盡型MOS關斷,之后電路再無電流經過,不再產生功率損耗。
2.線性電壓調節器的浪涌保護
線性電壓調節器為小型模擬電路,CMOS IC 或其他任何需要低電流的負載提供電源,其輸入電壓Vin直接來自母線電壓。這可能會出現很大的電壓變化,包括由于應用環境造成的電壓尖峰。
耗盡型MOSFET在線性電壓調節器電路中實施浪涌保護,它采用源極跟隨器配置連接,而源極上的電壓將跟隨柵極上的電壓變化。耗盡型MOSFET的導通僅僅取決于柵極電壓,與漏極電壓無關。
這種配置一般是為了減少電壓瞬變,直到達到器件額定電壓Vds的耐受能力。這是基于耗盡型MOSFET具有寬泛的直流工作電壓范圍Vin,以及能夠借助低靜態電流去實現最小功耗。
這樣的保護功能能夠用于通信應用,以減少浪涌造成的瞬變影響,也可用于汽車或者航空電子應用,減少由電感負載引起的瞬變。
不過,耗盡型分N溝道和P溝道,在制造NMOS在SiO2絕緣層處摻有大量的Na+或者K+正離子,在制造PMOS里摻入了負離子,當Vgs=0時,正離子產生的電場可以在P型襯底中感應出足夠的電子,然后形成N型的導電溝道。
當Vgs>0時,將產生較大的ID(漏極電流);當Vgs<0時,它將削弱離子所形成的電場,使N溝道變窄,ID電流減少。
這使得在實際應用使用耗盡型MOS管時,當設備開機時可能會誤觸發MOS管,導致整機失效,不易被控制,這也就是為什么耗盡型MOSFET其應用極少的原因。
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