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    8. 耗盡型mos管符號,原理,用途介紹
      • 發(fā)布時(shí)間:2024-05-22 19:05:49
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      耗盡型mos管符號,原理,用途介紹
      MOS管分為結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)因有兩個(gè)PN結(jié)而得名,絕緣柵型場效應(yīng)管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。但按導(dǎo)電方式來劃分,場效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。
      不同之處:結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型,絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的,也有增強(qiáng)型的。
      耗盡型:即在0柵偏壓時(shí)就能夠?qū)щ姷钠骷褪钦f耗盡型MOS管在G端( Gate )不加電壓時(shí)就有導(dǎo)電溝道存在。
      增強(qiáng)型:即在0柵偏壓時(shí)是不導(dǎo)電的器件,只有當(dāng)柵極電壓的大于其閾值電壓時(shí)才能出現(xiàn)導(dǎo)電溝道的場效應(yīng)管,也就是說增強(qiáng)型MOS管只有在開啟后,才會出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。
      工作原理:
      耗盡型:當(dāng)VGS=0時(shí)即形成溝道,加上正確的VGS時(shí),能使多數(shù)載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉(zhuǎn)向截止。即:耗盡型MOS管的VGS (柵極電壓)可以用正、零負(fù)電壓控制導(dǎo)通。
      增強(qiáng)型:當(dāng)VGS=0時(shí)管子是呈截止?fàn)顟B(tài),加上正確的VGS后,多數(shù)載流子被吸引到柵極,從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子,形成導(dǎo)電溝道。即:增強(qiáng)型MOS管必須使得VGS>VGS (th) (柵極閾值電壓)能導(dǎo)通。
      耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)
      ①以低摻雜的P型硅片為襯底
      ②利用擴(kuò)散工藝制作兩個(gè)高摻雜的N+區(qū),并引出兩個(gè)電極,分別為源極s,漏極d
      ③在半導(dǎo)體上制作一層SiO2絕緣層,在SiO2上制作一層金屬鋁,引出電極,作為柵極g
      ④在SiO2絕緣層中摻入大量正離子,那么即使Ugs=0,在正離子作用下,P襯底的表面會有電子匯聚,也會形成反型層,造成漏-源之間存在導(dǎo)電溝道。
      ⑤只要在d-s之間加電壓,就會產(chǎn)生漏極電流。 (Ugs>Ugs(off))
      ⑥Ugs為正時(shí),反型層變寬,導(dǎo)電溝道電阻降低
      ⑦當(dāng)Ugs從零減小到一定值時(shí),反型層消失,漏-源之間的導(dǎo)電溝道消失,此時(shí)Ugs稱為夾斷電壓Ugs(off)
      ⑧Ugs可以在正、負(fù)值得一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對id的控制,且任然保持柵-源之間的絕緣電阻。
      耗盡型mos管
      兩類耗盡型MOS管
      通過導(dǎo)電溝道所帶電荷判斷(箭頭所指的就是N溝道)
      導(dǎo)電溝道為N則為N溝道耗盡型MOS管
      導(dǎo)電溝道為P則為P溝道耗盡型MOS管
      耗盡型mos管
      耗盡型功率MOS管用途
      固態(tài)繼電器
      如圖所示,耗盡型MOSFET在實(shí)現(xiàn)以固態(tài)繼電器(SSR)取代機(jī)械繼電器(EMR)的負(fù)載開關(guān)方面表現(xiàn)出色。固態(tài)繼電器的主要優(yōu)點(diǎn)是不受磁場影響,由于沒有機(jī)械觸點(diǎn)而具有更高的可靠性,并且節(jié)省了PCB占用空間。醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動化、測量和測試設(shè)備以及消費(fèi)電子等應(yīng)用都廣泛使用固態(tài)繼電器。
      耗盡型mos管
      開關(guān)型電源的啟動電路 - SMPS
      SMPS傳統(tǒng)啟動電路方法是通過功率電阻和齊納二極管。在這種方法中,即使在啟動階段之后,功率電阻也會持續(xù)消耗功率,這導(dǎo)致PCB上的熱量過高,工作效率低下,以及SMPS輸入工作電壓范圍受到限制。可以采用基于耗盡型MOSFET的方法來替代,如圖所示。
      耗盡型MOSFET提供PWM IC所需的初始電流以啟動運(yùn)作。在啟動階段之后,輔助繞組將生成PWM IC所需的功率。在正常運(yùn)行期間,耗盡型MOSFET由于靜態(tài)電流較低,因而所消耗的功率最少。
      這種方法的主要優(yōu)勢是在啟動序列操作之后的功耗理論值為零,從而提高了整體效率。此外,所占用的PCB面積更小,并可實(shí)現(xiàn)寬泛的直流輸入電壓范圍,這對許多應(yīng)用(如太陽能逆變器)是至關(guān)重要的。
      耗盡型mos管
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