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    區(qū)別大不同!ON狀態(tài)下,MOSFET與三極管有何區(qū)別?

    發(fā)布時間:2015-01-28 責(zé)任編輯:echolady

    【導(dǎo)讀】在場效晶體管里,MOSFET在模擬電路和數(shù)字電路中可以說是應(yīng)用最為廣泛的。三極管作為雙極型晶體管,它的主要功能是控制電流流動,將較小的信號放大成為幅值較高的信號。但是這兩者之間雖然都是晶體管,但是在ON狀態(tài)時,MOSFET和三極管有其根本的區(qū)別。

    MOSFET和三極管,在ON 狀態(tài)時,MOSFET通常用Rds,三極管通常用飽和Vce。那么是否存在能夠反過來的情況,三極管用飽和Rce,而MOSFET用飽和Vds呢?

    三極管ON狀態(tài)時工作于飽和區(qū),導(dǎo)通電流Ice主要由Ib與Vce決定,由于三極管的基極驅(qū)動電流Ib一般不能保持恒定,因而Ice就不能簡單的僅由Vce來決定,即不能采用飽和Rce來表示(因Rce會變化)。由于飽和狀態(tài)下Vce較小,所以三極管一般用飽和Vce表示。

    MOS管在ON狀態(tài)時工作于線性區(qū)(相當(dāng)于三極管的飽和區(qū)),與三極管相似,電流Ids由Vgs和Vds決定,但MOS管的驅(qū)動電壓Vgs一般可保持不變,因而Ids可僅受Vds影響,即在Vgs固定的情況下,導(dǎo)通阻抗Rds基本保持不變,所以MOS管采用Rds方式。

    電流可以雙向流過 MOSFET的D和S ,正是MOSFET這個突出的優(yōu)點,讓同步整流中沒有DCM的概念,能量可以從輸入傳遞到輸出,也可以從輸出返還給輸入。能實現(xiàn)能量雙向流動。

    接下來我們往深入一點來進行討論,第一點、MOS的D和S既然可以互換,那為什么又定義DS呢?

    對于IC內(nèi)部的MOS管,制造時肯定是完全對稱的,定義D和S的目的是為了討論電流流向和計算的時候方便。

    第二點、既然定義D和S,它們到底有何區(qū)別呢?

    對于功率MOS,有時候會因為特殊的應(yīng)用,比如耐壓或者別的目的,在NMOS的D端做一個輕摻雜區(qū)耐壓,此時D,S會有不同。

    第三點、D和S互換之后,MOS表現(xiàn)出來的特性,跟原來有何不同呢?比如Vth、彌勒效應(yīng)、寄生電容、導(dǎo)通電阻、擊穿電壓Vds。

    DS互換后,當(dāng)Vgs=0時,只要Vds>0.7V管子也可以導(dǎo)通,而換之前不能。當(dāng)Vgs>Vth時,反型層溝道已形成,互換后兩者特性相同。

    D和S的確定

    我們只是說電流可以從D--to--S ,也可以從S----to---D。但是并不意味著:D和S 這兩個端子的名字可以互換。

    DS溝道的寬度是靠GS電壓控制的。當(dāng)G固定了,誰是S就唯一確定了。

    如果將上面確定為S端的,認(rèn)為是D。

    將原來是D的認(rèn)為是S ,并且給G和這個S施加電壓,結(jié)果溝道并不變化,仍然是關(guān)閉的。

    當(dāng)Vgs沒有到達(dá)Vth之前,通過驅(qū)動電阻R對Cgs充電,這個階段的模型就是簡單的RC充電過程。

    當(dāng)Vgs充到Vth之后,DS導(dǎo)電溝道開始開啟,Vd開始劇烈下降。按照I=C*dV/dt ,寄生電容Cgd有電流流過 方向:G -->D 。按照G接點KCL Igd電流將分流IR,大部分驅(qū)動電流轉(zhuǎn)向Igd,留下小部分繼續(xù)流到Cgs。因此,Vgs出現(xiàn)較平坦變化的一小段。這就是miler平臺。

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