MOS管開關(guān)中的電源
信息來源：本站 日期：2017-04-26
MOS又分為兩種，一種為耗盡型（DepletionMOS），另一種為增強(qiáng)型（EnhancementMOS）。這兩種型態(tài)的構(gòu)造沒有太大的差異，僅僅耗盡型MOS一開始在Drain-Source的通道上就有載子，所以即便在VGS為零的情況下，耗盡型MOS仍可以導(dǎo)通的。而增強(qiáng)型MOS則有必要在其VGS大於某一特定值才華導(dǎo)通。
開關(guān)電源中的MOS管 現(xiàn)在讓咱們考慮開關(guān)電源運(yùn)用，以及這種運(yùn)用如何需要從一個(gè)不一樣的視點(diǎn)來審視數(shù)據(jù)手冊(cè)。從界說上而言，這種運(yùn)用需要MOS管守時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷。一起，稀有十種拓?fù)淇捎糜陂_關(guān)電源，這兒考慮一個(gè)簡(jiǎn)略的比方。DC-DC電源中常用的根柢降壓轉(zhuǎn)換器依托兩個(gè)MOS管來施行開關(guān)功用（圖2），這些開關(guān)更換在電感里存儲(chǔ)能量，然后把能量釋放給負(fù)載?，F(xiàn)在，計(jì)劃人員常常挑選數(shù)百kHz甚至1 MHz以上的頻率，因?yàn)轭l率越高，磁性元件可以更小更輕。
MOS即MOSFET全稱金屬氧化膜絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管，有門極Gate,源極Source,漏極Drain.通過給Gate加電壓發(fā)作電場(chǎng)操控S/D之間的溝道電子或許空穴密度（或許說溝道寬度）來改動(dòng)S/D之間的阻抗。這是一種簡(jiǎn)略好用，挨近志趣的電壓操控電流源電晶體它具以下特征:開關(guān)速度快、高頻率性能好，輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)秀、無二次擊穿疑問、全作業(yè)區(qū)寬、作業(yè)線性度高等等，其最首要的利益便是可以削減體積巨細(xì)與重量，提供給計(jì)劃者一種高速度、高功率、高電壓、與高增益的元件。在各類中小功率開關(guān)電路中運(yùn)用極為廣泛。
柵極電荷和導(dǎo)通阻抗之所以首要，是因?yàn)槎叨紝?duì)電源的功率有直接的影響。對(duì)功率有影響的損耗首要分為兩種方法--傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗。輸出電容也有利于傳統(tǒng)的降壓轉(zhuǎn)換器（有時(shí)又稱為硬開關(guān)轉(zhuǎn)換器），不過要素不一樣。因?yàn)槊總€(gè)硬開關(guān)周期存儲(chǔ)在輸出電容中的能量會(huì)扔掉，反之在諧振轉(zhuǎn)換器中能量重復(fù)循環(huán)。因而，低輸出電容對(duì)于同步降壓調(diào)節(jié)器的低邊開關(guān)格外首要。
低輸出電容（COSS）值對(duì)這兩類轉(zhuǎn)換器都大有優(yōu)點(diǎn)。諧振轉(zhuǎn)換器中的諧振電路首要由變壓器的漏電感與COSS挑選。此外，在兩個(gè)MOS管關(guān)斷的死區(qū)時(shí)間內(nèi)，諧振電路有必要讓COSS完全放電。
柵極電荷是發(fā)作開關(guān)損耗的首要要素。柵極電荷單位為納庫侖（nc），是MOS管柵極充電放電所需的能量。柵極電荷和導(dǎo)通阻抗RDS（ON） 在半導(dǎo)體計(jì)劃和制造技術(shù)中彼此有關(guān)，一般來說，器件的柵極電荷值較低，其導(dǎo)通阻抗參數(shù)就稍高。關(guān)電源中第二首要的MOS管參數(shù)包含輸出電容、閾值電壓、柵極阻抗和雪崩能量。某些格外的拓?fù)湟矔?huì)改動(dòng)不一樣MOS管參數(shù)的有關(guān)質(zhì)量，例如，可以把傳統(tǒng)的同步降壓轉(zhuǎn)換器與諧振轉(zhuǎn)換器做對(duì)比。諧振轉(zhuǎn)換器只在VDS （漏源電壓）或ID （漏極電流）過零時(shí)才進(jìn)行MOS管開關(guān)，然后可把開關(guān)損耗降至最低。這些技術(shù)被變成軟開關(guān)或零電壓開關(guān)（ZVS）或零電流開關(guān)（ZCS）技術(shù)。因?yàn)殚_關(guān)損耗被最小化，RDS（ON） 在這類拓?fù)渲酗@得更加首要。
顯著，電源計(jì)劃恰當(dāng)凌亂，而且也沒有一個(gè)簡(jiǎn)略的公式可用于MOS管的評(píng)估。但咱們無妨考慮一些關(guān)鍵的參數(shù)，以及這些參數(shù)為何至關(guān)首要。傳統(tǒng)上，許多電源計(jì)劃人員都選用一個(gè)概括質(zhì)量因數(shù)（柵極電荷QG ×導(dǎo)通阻抗RDS（ON））來評(píng)估MOS管或?qū)χM(jìn)行等級(jí)差異。
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