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MOS管:主要参数和重要特性

发布时间:2022/1/24 21:29:00

来源:http://www.szinter.com.cn/news759179.html

众所周知,晶体管分为双极性晶体管和单极性晶体管,其中:

双极性晶体管:三极管 NPN管和PNP管;

单极性晶体管:场效应管(MOSFET和JFET);

MOS管相对三极管具有:速度快、输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、容易集成等优点。

下面总结下其主要参数与重要特性,只有比较好的理解了其参数和特性才能设计出稳健可靠的电路。

主要参数静态特性参数

BVDSS:漏源击穿电压,为正温度系数

BVGS:栅源击穿电压

VGS(th):阈值电压,为负温度系数

VSD:体二极管正向电压

RDS(on):导通电阻

RGS:栅源电阻,栅源之间电压与栅极电流之比

IDSS:零栅压漏极电流,正温度系数

IGSS:栅源漏电流,特定的栅源电压下流过栅极的电流

动态特性参数

Ciss输入电容,漏源短接,交流信号测得的栅极和源极之间的电容。

Ciss=Cgs+Cgd,输入电容充电到阈值电压时器件开启,放电到一定值器件关断,因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有直接影响;

Coss输出电容,栅源短接,交流信号测得漏极和源极之间的电容。

Coss=Cds+Cgd,对于软开关应用,可能引起电路谐振;

Crss反向传输电容,源极接地,测得漏极和栅极之间电容,等同于Cgd。

也叫做米勒电容,对于开关的上升和下降时间及其重要。

Td(on)导通延迟时间:栅源电压上升到10%栅极驱动电压时到漏电流升到规定电流的90%所经历的时间。

Td(off)关断延时时间:栅源电压下降到90%栅极驱动电压时到漏电流下降到规定电流的10%所经历的时间。

Tr:上升时间:漏极电流从10%上升到90%所经历的时间;

Tf:下降时间:漏极电流从90%下降到10%所经历的时间;

NF低频噪声系数:噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的,由于它的存在可以使放大器在没有信号输入时,输出端也会有不规格的电压电流变化。场效应管的噪声系数一般几个分贝,比双极性三极管的要小。

gm:跨导,如同三极管的β,衡量MOS管的放大能力标识之一;

小功率管gm可以做大,大功率管gm一般都很小;尤其做开关管用,小好。

电导是电阻的倒数,跨导是输出端电流的变量受输入端电压变化的比值;

所以跨导,可以控制漏源之间的电流大小。

重要特性

Ø 导通特性

导通的意义是作为开关,相当于开关闭合。Vgs满足一定条件就会导通。

Ø 损耗特性

导通后均有导通电阻存在,电流就会被电阻消耗能量,这部分叫做导通损耗;

小功率的管子导通电阻一般几毫欧几十毫欧,Vgs电压不一样电阻也不一样。

管子在导通和截止时,两端电压有个降落过程,电流有个上升过程,在这段时间内管子的损失是电压和电流的乘积,称之为开关损失;通常开关损失比导通损失大很多,频率越快,损失越大。缩短开关时间,降低开关频率均能减小开关损失。

Ø 寄生电容驱动特性

GS GD之间存在寄生电容,MOS管的驱动理论上是对电容的充放电;

对电容的充电需要一个电流,由于电容充电瞬间可以看成短路,所以瞬间电流会比较大,所以选型时需要注意抗冲击电流大小。

Ø 寄生二极管

漏极源极之间有个寄生二极管也叫做体二极管,在感性负载(马达继电器)应用中,主要用来保护回路。不过体二极管只在单个MOS管中,集成芯片中是没有的。

Ø 转移特性

场效应管的转移特性是指漏源电压固定时,栅源电压Vgs对漏极电流Id的控制特性;

Vertical D-MOS管2N7002特性;VDMOS的跨导(gm)线性度好。

电源用开关管特性。

-END-

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