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MOSFET栅极应用电路汇总(驱动、加速、保护、自举等等)
阅读: 15640 |  回复: 273 楼层直达

2015/04/16 14:26:57
1
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

MOSFET是一种常见的电压型控制器件,具有开关速度快、高频性能、输入阻抗高、噪声小、驱动功率小、动态范围大、安全工作区域(SOA)等一系列的优点,因此被广泛的应用于开关电源、电机控制、电动工具等各行各业。栅极做为MOSFET本身较薄弱的环节,如果电路设计不当,容易造成器件甚至系统的失效,因此发这个帖子将栅极常见的电路整理出来供大家参考讨论,也欢迎大家提出自己的观点。

MOSFET栅极电路常见的作用有以下几点。

1:去除电路耦合进去的噪音,提高系统的可靠性。

2:加速MOSFET的导通,降低导通损耗。

3:加速MOSFET的关断,降低关断损耗。

4:降低MOSFET DI/DT,保护MOSFET同时抑制EMI干扰。

5:保护栅极,防止异常高压条件下栅极击穿。

6:增加驱动能力,在较小的信号下,可以驱动MOSFET。

上面是我能想到的栅极电路的作用。欢迎大家将自己想到的也补充进来,下来我会将相应的电路也贴上来,供大家讨论。

2015/04/17 12:59:25
2
xf880604baoji
电源币:1046 | 积分:12 主题帖:66 | 回复帖:1070
LV10
司令
欢迎楼主继续
2015/10/09 18:30:38
79
陌路绝途
电源币:118 | 积分:0 主题帖:120 | 回复帖:532
LV8
师长
对于IC内部驱动能力不足的问题我们也可以采用下面的方法来解决。
2015/10/09 18:33:54
80
得意的小女生
电源币:30 | 积分:0 主题帖:87 | 回复帖:316
LV8
师长
栅极做为MOSFET本身较薄弱的环节,如果电路设计不当,容易造成器件甚至系统的失效
2015/10/09 21:39:29
82
dakjncdc
电源币:35 | 积分:0 主题帖:42 | 回复帖:255
LV7
旅长
对于IC内部驱动能力不足的问题我们也可以采用下面的方法来解决。
2015/12/04 11:13:01
90
iroddert
电源币:80 | 积分:3 主题帖:3 | 回复帖:54
LV4
连长
**此帖已被管理员删除**
2015/12/04 12:58:05
93
不一样的平凡
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:71
LV5
营长
MOSFET栅极电路常见的作用有去除电路耦合进去的噪音,提高系统的可靠性、加速MOSFET的导通,降低导通损耗、加速MOSFET的关断,降低关断损耗、降低MOSFET DI/DT,保护MOSFET同时抑制EMI干扰。

 

2015/10/09 20:34:59
81
得意的小女生
电源币:30 | 积分:0 主题帖:87 | 回复帖:316
LV8
师长
对于IC内部驱动能力不足的问题我们也可以采用下面的方法来解决。
2016/02/05 10:14:00
109
gdhe342
电源币:86 | 积分:0 主题帖:67 | 回复帖:257
LV7
旅长
过去数年中硅技术的改进已经将MOSFET的内阻和功率半导体的发热量降低到了相当低的水平,以至封装限制了器件性能的提高。
2016/02/05 10:54:21
110
ytrte345
电源币:64 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:13
LV2
班长
所谓封装就是给MOSFET芯片加一个外壳,这个外壳具有支撑、保护、冷却的作用,同时还为芯片提供电气连接和隔离,以便MOSFET器件与其它元件构成完整的电路。
2016/07/03 23:06:15
244
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
导通模式的变换器与连续,通常瞬态响应输出端的电压较高
2016/06/06 14:46:35
217
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
参数中,最重要的是漏源电压 VDS是和开启状态下的漏源阻抗RDS(ON)
2015/04/17 14:33:16
3
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

首先说一下电源IC直接驱动,下图是我们最常用的直接驱动方式,在这类方式中,我们由于驱动电路未做过多处理,因此我们进行PCB  LAYOUT时要尽量进行优化。如缩短ICMOSFET的栅极走线长度,增加走线宽度,尽量将Rg放置在离MOSFET栅极较进的位置,从而达到减少寄生电感,消除噪音的目的。

当然另一个问题我们得考虑,那就是PWM  CONTROLLER的驱动能力,当MOSFET较大时,IC驱动能力较小时,会出现驱动过慢,开关损耗过大甚至不能驱动的问题,这点我们在设计时需要注意。

2015/04/17 14:54:00
4
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

当然,对于IC内部驱动能力不足的问题我们也可以采用下面的方法来解决。

这种增加驱动能力的方式不仅增加了导通时间,还可以加速关断时间,同时对控制毛刺及功率损耗由一定的效果。当然这个我们在LAYOUT时要尽量将这两个管子放的离MOSFET栅极较近的位置。这样做的好处还有减少了寄生电感,提高了电路的抗干扰性。

2015/04/17 15:34:40
5
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

如果我们单单要增加MOSFET的关断速度,那么我们可以采用下面的方式来进行。

关断电流比较大时,能使MOSFET输入电容放电速度更快,从而降低关断损耗。大的放电电流可以通过选择低输出阻抗的MOSFET或N沟道的负的截止的电压器件来实现,最常用的就是加加速二极管。

栅极关断时,电流在电阻上产生的压降大于二极管导通压降时,这时二极管会导通,从而将电阻进行旁路,导通后,随着电流的减小,二极管在电路中的作用越来越小,该电路作用会显著的减小MOSFET关断的延迟时间。

当然这个电路有一定的缺点,那就是栅极的电流仍然需要留过IC内部的输出驱动阻抗,这有什么办法解决呢?

2015/04/17 16:04:00
6
关中人
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:14
LV2
班长
楼主继续
2015/08/06 13:42:45
66
q若不弃永相惜q
电源币:40 | 积分:0 主题帖:63 | 回复帖:348
LV7
旅长
关断电流比较大时,能使MOSFET输入电容放电速度更快,从而降低关断损耗。
2016/02/15 13:04:38
173
wingzhn
电源币:84 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:72
LV4
连长
为进一步增加原胞密度,也可以采用挖槽工艺。通常称为TRENCH(沟槽)MOSFET。
2016/06/06 14:48:43
218
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
VDS是器件在断开状态下漏极和源极所能承受的最大电压
2015/08/06 21:03:26
68
几代人的成功
电源币:2 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:103
LV5
营长
当然这个电路有一定的缺点,那就是栅极的电流仍然需要留过IC内部的输出驱动阻抗,这有什么办法解决呢?
2016/02/05 11:12:01
113
zhangmkind
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:14
LV3
排长
MOSFET有了4钟类型:P沟道增强型,P沟道耗尽型,N沟道增强型,N沟道耗尽型
2016/06/07 12:29:16
228
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
因为MOSFET电容值是依赖于电压值的,当电压降低时电容升高
2016/07/03 22:32:06
238
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
数值与得到的纹波电流和电压所需要电感和电容是相符
2015/05/06 16:39:45
38
k8882002
电源币:6 | 积分:0 主题帖:43 | 回复帖:384
LV7
旅长
讲得很详细,很好理解,二极管有什么要求吗?需要快速二极管吗?
2015/10/09 22:46:26
84
冰山一
电源币:2 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:162
LV5
营长
增加走线宽度,尽量将Rg放置在离MOSFET栅极较进的位置,从而达到减少寄生电感,消除噪音的目的。
2016/05/15 17:38:52
209
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,而是由于制造工艺限制产生的
2016/05/17 10:44:33
213
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
齐纳二极管VR1需要在故障后进行更换。
2016/07/03 22:43:23
240
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
选择这些元件,在正常工作期间光耦器提供供电。
2016/07/03 23:16:36
246
gdhe342
电源币:86 | 积分:0 主题帖:67 | 回复帖:257
LV7
旅长
同步整流管压降由MOSFET的导通电阻电流决定,不是由平均电流电压决定
2015/06/07 21:36:43
50
万法归宗
电源币:239 | 积分:20 主题帖:33 | 回复帖:233
LV6
团长
栅极关断时,电流在电阻上产生的压降大于二极管导通压降时,这时二极管会导通。这个有点意思
2016/06/07 14:10:56
229
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
实际半导体上栅源电压在开启状态下只有6.25 V
2016/08/01 21:31:17
250
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
mosfet的线性调整率和负载调整率可以在±2%以内
2015/06/06 10:43:27
45
k8882002
电源币:6 | 积分:0 主题帖:43 | 回复帖:384
LV7
旅长
图中的R2电阻一般做什么用的,我看过电路都是这边加个小电阻来侦测电流的。
2016/01/13 13:36:59
95
不一样的平凡
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:71
LV5
营长
栅极做为MOSFET本身较薄弱的环节,如果电路设计不当,容易造成器件甚至系统的失效。
2016/02/05 10:58:27
111
lurong5462
电源币:84 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:17
LV3
排长
芯片的材料、工艺是MOSFET性能品质的决定性因素,MOSFET厂商自然注重芯片内核结构、密度以及工艺的改进,以提高MOSFET的性能。
2016/02/15 13:05:07
174
wingzhn
电源币:84 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:72
LV4
连长
将沟槽结构作了一个简单图示。沟槽结构的沟道是纵向的,所以其占有面积比横向沟道为小。
2016/06/06 14:51:41
219
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
RDS(ON) 是器件在给定栅源电压以及结温这两个条件下最大的开启阻抗
2015/07/20 19:05:26
57
tanb006
电源币:624 | 积分:29 主题帖:199 | 回复帖:913
LV10
司令

请教,所说的:“要尽量将这两个管子放的离MOSFET栅极较近的位置”是指多少具体距离?

比如5厘米内算不算较近?

通常我在设计的时候需要绕过好几个零件,才能到达MOS,

走线弯弯曲曲和笔直的走线有没有影响?

2016/12/07 19:45:59
272
伈佑
电源币:20 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:21
LV2
班长

看你驱动信号的强弱,不过5cm一般来讲还是太远了

2017/03/17 09:17:16
273
聂默
电源币:5 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:7
LV4
连长

推挽电路的确可以增加管子的驱动能力,只是自己在仿真及实际应用中,感觉效果一般,不知道那个地方没有设计好。如图。

基极电流为50mA,8050和8055最大电流为1.5A,利用推挽结构增大输出电流;根据8050datasheet而言,50mA基极电流可得到1.5A集电极电流;

然而仿真波形中,可看出MOS管的充放电电流(与脉冲变压器左侧电流波形一致)最大800mA,并且还只是在放电阶段;充电阶段电流峰值为400mA;

如下图所示;

2015/05/06 16:37:50
37
k8882002
电源币:6 | 积分:0 主题帖:43 | 回复帖:384
LV7
旅长
Rg这个怎么取值?取多大值合适?
2015/06/07 21:34:59
49
万法归宗
电源币:239 | 积分:20 主题帖:33 | 回复帖:233
LV6
团长
LAYOUT的优化内容。不仅仅包括缩短ICMOSFET的栅极走线长度,增加走线宽度,尽量将Rg放置在离MOSFET栅极较进的位置这些,主要是正对EMC
2015/07/16 09:51:36
56
buer1209
电源币:76 | 积分:0 主题帖:94 | 回复帖:465
LV7
旅长
学习了  这种处理方式需要考虑PCB布局  这样才能实现稳定驱动
2015/12/04 11:13:14
91
iroddert
电源币:80 | 积分:3 主题帖:3 | 回复帖:54
LV4
连长
增加走线宽度,尽量将Rg放置在离MOSFET栅极较进的位置,从而达到减少寄生电感,消除噪音的目的。
2016/02/04 22:31:54
99
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
直接利用双极型晶体管的CB高耐压特性,大幅提高功率管的耐电压能力直到700V高压,这保证了功率管的安全
2016/02/06 10:11:17
159
zhenjor55
电源币:44 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:25
LV3
排长
开关管导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定使可靠导通
2016/06/07 14:12:03
230
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
二极管作为双极器件,它受到电荷储存的影响
2015/04/20 09:05:38
7
gzy830515
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:12
LV2
班长
多谢楼主,内容应该还没完吧,看到的都是驱动电路,能否将栅极保护电路也加进来。
2016/02/04 22:36:42
100
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
芯片内部还提供了完善的防过载、防饱和功能,可实时防范过载、变压器饱和、输出短路等异常状况,提高了电源可靠性。
2016/02/05 11:13:13
114
zhangmkind
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:14
LV3
排长
金属—氧化层—半导体结构MOSFET在结构上以一个金属—氧化层—半导体的电容为核心。
2016/06/06 14:59:29
220
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
限于所用的散热装置,大多数工程师所能接受的典型功率消耗要小于20W
2016/02/15 13:10:30
175
wingzhn
电源币:84 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:72
LV4
连长
为降低JFET电阻,很早就采用了一种工艺,即增加所夹沟道中的掺杂浓度,以求减小JFET的沟道电阻
2015/04/20 13:27:54
8
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

多谢各位关注,刚刚开贴,从简单到复杂,先粗略整理发上来,后续内容还会比较多,先看看各位大侠的观点,等帖子最终完成后会将帖子内容及各位的讨论整理成文档供大家参考。

后续会加入保护电路的,基本每两个工作日会保证一次更新,欢迎大家将自己栅极驱动、加速、保护、自举等的相关电路也上传上来,共同学习进步。

2015/04/21 08:28:41
9
001pp
电源币:93 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:72
LV5
营长
麻烦楼主介绍下自举电路,最近在做逆变器刚好要用,谢谢
2015/04/21 11:23:12
11
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令
后续会添加自举应用,感谢营长关注
2016/06/07 14:15:09
231
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
如果电压超过漏源极限电压将导致器件处在雪崩状态
2016/07/03 22:53:34
242
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
影响是环路增益交叉频率特别低,交叉频率由负载决定。
2016/03/02 14:54:13
185
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
要使增强型N沟道MOSFET工作,要在G、S之间加正电压VGS及在D、S之间加正电压VDS,则产生正向工作电流ID。
2015/04/21 09:27:26
10
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

再来谈以下PNP加速关断电路

PNP加速关断电路是目前应用最多的电路,在加速三级管的作用下可以实现瞬间的栅源短路,从而达到最短的放电时间,之所以加二极管一方面是保护三级管基极,另一方面是为导通电流提供回路及偏置,该电路的优点为可以近似达到推拉的效果加速效果明显,缺点为栅极由于经过两个PN节,不能是栅极真正的达到0伏。

2015/07/20 19:07:00
58
tanb006
电源币:624 | 积分:29 主题帖:199 | 回复帖:913
LV10
司令

其实低于1V的情况都已经关闭了。

0.几V的电压也没啥关系的。

2015/04/22 09:25:10
12
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

当源极输出为高电压的情况先,我们需要采用偏置电路达到电路工作的目的,既我们以源极为参考点,搭建偏置电路,驱动电压在两个电压之间波动,驱动电压偏差由低电压提供,如下图所示。

当然,这个图有点问题,不知道有没有哪位大侠看出来?欢迎指正

2015/04/22 09:32:14
13
001pp
电源币:93 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:72
LV5
营长
楼主,能否传个实际的逆变器自举电路参考下,非常感谢
2015/04/23 09:19:22
15
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

营长你好,上传一个实际的自举逆变图,供参考。

2015/06/07 21:43:50
53
万法归宗
电源币:239 | 积分:20 主题帖:33 | 回复帖:233
LV6
团长
一直以来感觉电源设计的基础点还是模电。开关芯片只是其中很小一部分。阻容和二极管在电源中的应用才是重点
2016/02/05 17:20:18
137
zhenjor55
电源币:44 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:25
LV3
排长
栅极氧化层的介电常数增加后,栅极的厚度便能增加而维持一样的电容大小。而较厚的栅极氧化层又可以降低电子透过穿隧效应穿过氧化层的机率,进而降低漏电流。
2016/06/07 14:18:46
232
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
器件非重复关断所能承受的能量来定义的
2016/04/05 13:10:48
206
gxg1122
电源币:109 | 积分:6 主题帖:54 | 回复帖:419
LV8
师长
设计中的EMI 及滤波器,这些就会使用阻容、二极管、电感等应用
2015/08/05 14:47:51
64
陌路绝途
电源币:118 | 积分:0 主题帖:120 | 回复帖:532
LV8
师长
增加驱动能力,在较小的信号下,可以驱动MOSFET。
2015/12/03 15:05:56
89
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
保护栅极,防止异常高压条件下栅极击穿。
2016/02/04 22:39:02
101
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
对于双极性功率开关而言,需要考虑存储时间对开关损耗的影响,开关频率通常设置在70KHz以下。
2016/02/05 16:47:59
135
yogong2000
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:65
LV4
连长
当栅极电容随著MOSFET尺寸变小而减少,同样大小的芯片上可容纳更多晶体管时,连接这些晶体管的金属导线间产生的寄生电容效应就开始主宰逻辑门的切换速度。
2016/02/05 17:39:47
138
zhenjor55
电源币:44 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:25
LV3
排长
理论上MOSFET的栅极应该尽可能选择电性良好的导体,多晶硅在经过重掺杂之后的导电性可以用在MOSFET的栅极上,但是并非完美的选择。
2016/05/15 18:01:47
210
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻在几十毫欧左右,几毫欧的也有。
2016/02/05 11:29:04
115
truim333
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LV8
师长
当一个电压施加在MOS电容的两端时,半导体的电荷分布也会跟著改变。考虑一个P型的半导体(空穴浓度为NA)形成的MOS电容
2016/07/03 22:44:20
241
opingss88
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LV7
旅长
选取的数值应保证在最小的情况下提供电流能够饱和
2016/02/05 16:41:22
134
yogong2000
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LV4
连长
为了维持同样的性能,MOSFET的临界电压也必须降低,但是这也造成了MOSFET越来越难以完全关闭。
2016/02/05 17:10:27
136
yogong2000
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LV4
连长
当芯片上的晶体管数量大幅增加后,有一个无法避免的问题也跟著发生了,那就是芯片的发热量也大幅增加。
2016/02/05 21:14:25
146
fordfiash
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LV7
旅长
对垂直结构的MOSFET来说,元件的面积和其能容纳的电流成大约成正比,垒晶层厚度则和其崩溃电压成正比。
2016/03/02 14:57:44
186
fordfiash
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LV7
旅长
若先不接VGS,在D与S极之间加一正电压VDS,漏极D与衬底之间的PN结处于反向,因此漏源之间不能导电。
2016/07/03 22:54:15
243
fordfiash
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LV7
旅长
交叉频率可以落入环路增益中MOSFET起作用频率范围。
2016/08/06 13:52:00
268
truim333
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LV8
师长
控制电路的供电电压,是MOSFET的栅极驱动电压
2016/02/05 22:01:37
148
yogong2000
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LV4
连长
栅源极间加正电压UGS,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面
2016/02/05 22:04:57
149
yogong2000
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LV4
连长
当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。
2016/02/06 13:52:06
166
menteowy
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LV3
排长
当输入电压在(VDD-Vthn)和(VSS+Vthp)时,PMOS与NMOS都导通,而输入小于(VSS+Vthp)时,只有NMOS导通,输入大于(VDD-Vthn)时只有PMOS导通。
2016/08/02 22:53:39
257
gdhe342
电源币:86 | 积分:0 主题帖:67 | 回复帖:257
LV7
旅长
全桥式开关,四颗高压MOSFET将直流电转换为交流电
2016/07/04 13:22:50
248
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
未集成FET的产品可使用N沟道MOSFET作为外部元件,能够调节电流
2016/05/17 10:45:00
214
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
测试允许对电路板进行安全无损的初始上电,而不需要过压保护电路。
2016/06/06 15:11:49
221
黑夜公爵
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LV9
军长
栅源电压, VGS, 给出在栅极和源极之间允许加的最大电压
2015/04/22 14:28:00
14
cjw318
电源币:77 | 积分:30 主题帖:11 | 回复帖:322
LV7
旅长

问题就是“驱动电源”需要悬浮,要以MOS的源极共“地”。

2015/04/27 10:05:07
19
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令
旅长厉害,稍后将正确的图纸上传供大家参考。
2016/02/05 21:30:46
147
pertwangzy
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:11
LV3
排长
漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。
2015/04/27 17:05:05
21
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

这个是正确的图纸。供各位参考

2015/11/27 10:45:42
88
dianzigou666
电源币:0 | 积分:8 主题帖:1 | 回复帖:12
LV2
班长
请问这是BUCK不加自举的MOS驱动电路吗
2016/03/02 16:08:50
197
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
MOSFET的尺寸变小意味著栅极面积减少,如此可以降低等效的栅极电容。
2017/03/17 09:32:45
274
聂默
电源币:5 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:7
LV4
连长

您好!请教一个问题;

(1)我也设计了一个Buck电路,并绘制PCB;利用自举原理驱动;测试时,发现2kw以下正常;

2kW时发生栅氧击穿,然而我的栅源极之间实现并有稳压二极管,应当不会超过MOS管的栅源最大

电压,这是为何?该怎么处理呢?我在MOS管失效分析的帖子中,并没有找到相关的详细阐述;

(2)关于自举的问题;仅仅单测Buck电路时,自举供电正常;然而当引入软开关后,发现主功率管和

辅助功率管的栅源波形都变得很差;于是,用差分探头检测了一下自举电容两端电压,波形较差;

为了改善栅源波形,采用了15V隔离电源并联在自举电容两端,以提供稳定的VBS电压;然而测试表明,

即使添加隔离电源,VBS波形依然会变得很差;这就出现问题了!!!为什么隔离电源并联上之后,输出却不是

稳定的15V呢?是怎么被影响的呢??

2016/02/05 23:01:53
156
zhenjor55
电源币:44 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:25
LV3
排长
MOSFET开关能传输的信号会受到其栅极—源极、栅极—漏极,以及漏极到源极的电压限制,如果超过了电压的上限可能会导致MOSFET烧毁。
2016/03/02 15:06:11
187
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
如果在栅极G与源极S之间加一电压VGS。此时可以将栅极与衬底看作电容器的两个极板,而氧化物绝缘层作为电容器的介质。
2015/07/20 19:08:32
59
tanb006
电源币:624 | 积分:29 主题帖:199 | 回复帖:913
LV10
司令

下面的二极管什么意思?

电流是从哪走的啊。。。。。

表示没看懂。

2016/02/15 13:19:43
176
wingzhn
电源币:84 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:72
LV4
连长
在双极型晶体管中(晶闸管也一样),有少数载流子注入基区来调节体内电阻,所以硅片电阻率的提高对内阻的增加影响较小。
2016/05/16 12:46:32
211
tmpeger
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LV8
师长
启动时,整流后的直流高压加在漏极引脚上,MOSFET起初处于关断状态
2015/04/23 15:52:08
16
lophyer
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV2
班长
请问楼主针对变压器驱动MOS相关电路应该注意什么,尽可能说的细致些哦。。。。。。
2015/04/24 23:23:24
17
关中人
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:14
LV2
班长
比较分散,这种基础性的资料建议楼主整理成下载保本,整理全面点,对初学者很有益处
2016/02/04 22:46:07
102
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
独特的功率管驱动特性与高耐压偏置技术,内部集成功率管采用斜坡电流驱动,驱动电流随输出功率增加而增加。
2016/07/03 23:06:52
245
truim333
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LV8
师长
连续导通模式表现良好的轻载或者空载时变得稳定
2015/04/30 15:09:09
26
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令
变压器驱动在后面25楼会有简单介绍,先大致将有关驱动的知识点都发出来,最终也会整理成可下载的PDF文档供大家参考。多谢关注
2016/03/02 16:28:08
198
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
栅极电容反而变得较大,但是和减少的通道电阻相比,获得的好处仍然多过坏处,而MOSFET在尺寸缩小后的切换速度也会因为上面两个因素加总而变快。
2016/08/06 11:20:15
266
gdhe342
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LV7
旅长
在同步整流应用限制了同步整流MOSFET的栅极驱动电压
2015/05/05 17:16:28
31
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令

1:变压器绝缘要做好。

2:减少漏感。

3;确保不出现直流分量,防止磁饱和。

4:注意磁复位时间。

2016/02/05 22:18:34
150
yogong2000
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:65
LV4
连长
值得一提的是采用平面式结构的功率MOSFET也并非不存在,这类元件主要用在高级的音响放大器中。
2016/02/06 14:00:29
167
yogong2000
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:65
LV4
连长
在大部分的输入电压下,PMOS与NMOS皆同时导通,如果任一边的导通电阻上升,则另一边的导通电阻就会下降,所以开关的电阻几乎可以保持定值,减少信号失真。
2016/08/03 11:09:46
262
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
形成cell的断路现象,有赖旁路二极管(Bypass diode)以避免回路断路
2016/06/06 15:14:29
222
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
一旦超过这个电压值,即使在极短的时间内也会对栅极氧化层产生永久性损害
2016/08/02 12:53:24
251
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
部份电阻降低,称为接面的传导度调变,这是mosfet电阻变化的原因
2015/04/26 20:30:21
18
皇甫仁和
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LV5
营长
欢迎楼主继续,我现在也在一块的工作,IGBT的驱动电路硬件设计。
2015/04/27 10:06:47
20
semipower_X1
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LV10
司令

多谢连长关注,回头我会持续更新。

能否将您的心得及驱动相关资料上传供大家学习呢,先代表大伙谢谢你了

2015/04/27 23:12:36
23
皇甫仁和
电源币:63 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:122
LV5
营长
我现在是在公司实习,主要做IGBT的驱动硬件部分,公司的驱动注重于保护,还有就是变门极驱动(不同的IGBT它的门级驱动电阻不一样)刚到公司一个月。
2016/03/02 15:11:48
188
gdhe342
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LV7
旅长
感应的负电荷和P型衬底中的多数载流子(空穴)的极性相反,所以称为“反型层”,这反型层有可能将漏与源的两N型区连接起来形成导电沟道。
2016/07/03 23:17:30
247
gdhe342
电源币:86 | 积分:0 主题帖:67 | 回复帖:257
LV7
旅长
MOSFET导通的栅源电压实质变压器次级绕组电压。
2016/08/04 14:43:48
264
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
能以外部双极结晶体管(BJT)来提供精确的PWM调光,典型PWM调光频率是0.1到3 kHz
2016/08/06 11:32:13
267
gdhe342
电源币:86 | 积分:0 主题帖:67 | 回复帖:257
LV7
旅长
mos完全集成的启动电路减低了电压电流并减小了过冲
2016/02/05 17:44:12
139
zhenjor55
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LV3
排长
要降低MOSFET的临界电压就变得比较困难。而且如果想要同时降低PMOS和NMOS的临界电压,将需要两种不同的金属分别做其栅极材料。
2016/02/06 13:50:10
165
menteowy
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:15
LV3
排长
CMOS开关将PMOS与NMOS的源极与漏极分别连接在一起,而基极的接法则和NMOS与PMOS的传统接法相同。
2016/02/06 14:09:00
168
hdfre9876
电源币:64 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:13
LV3
排长
Power MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。
2016/02/06 14:11:42
169
hdfre9876
电源币:64 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:13
LV3
排长
IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。
2016/02/06 15:56:27
172
yogong2000
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:65
LV4
连长
该驱动电路的缺点是需要双电源,且由于R的取值不能过大,否则会使V1深度饱和,影响关断速度,所以R上会有一定的损耗。
2016/05/17 10:49:42
215
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
在降压式转换器中,输出电压必须始终低于输入电压。
2016/08/02 23:12:39
258
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
太阳能逆变器讲求要高效能,其中的关键开关元件MOSFET必须是高效率才可以应用于此场合
2016/02/15 13:20:17
177
wingzhn
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LV4
连长
IGBT是绝缘栅双极型晶体管的简称,IGBT虽然结构与MOSFET相似,但却是一种双极型器件。它也是采用少数载流子的注入来降低其体电阻的。
2016/06/06 15:24:48
223
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
脉冲峰值, IDM,功率MOS 器件总的来说都有很强的峰流通过能力
2016/05/16 12:47:56
212
tmpeger
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LV8
师长
连接在漏极和控制引脚间的高压电流源对控制电容充电
2015/04/27 17:13:38
22
tomkingwang
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LV4
连长

请楼主回复分享下PMOS的驱动电路,关断,及对应的如NMOS设计参数

2015/04/29 08:12:45
24
001pp
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LV5
营长
马克下
2015/04/30 20:46:56
28
皇甫仁和
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LV5
营长
应该经常使用的是NMOS吧!PMOS用的多么?
2015/06/06 10:47:12
46
k8882002
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LV7
旅长
我平时比较经常用NMOS管,PMOS管用的比较少,大多是用来控制电源开关的。
2016/02/04 22:55:14
103
opingss88
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LV7
旅长
反向偏置发射结,加速Ic电流的下降速度,扩展了有效的安全工作区,开关管承受反向的CB电压
2016/02/05 11:33:15
116
truim333
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LV8
师长
MOS电容的特性决定了MOSFET的操作特性,但是一个完整的MOSFET结构还需要一个提供多数载流子的源极以及接受这些多数载流子的漏极。
2016/03/02 15:13:58
189
gdhe342
电源币:86 | 积分:0 主题帖:67 | 回复帖:257
LV7
旅长
当电压太低时,感应出来的负电荷较少,它将被P型衬底中的空穴中和,因此在这种情况时,漏源之间仍然无电流。
2016/06/06 15:28:01
224
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
衬底温度越高,能耗散的总耗散功率越低。
2016/02/15 13:25:42
178
iroddert
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LV4
连长
如果N-沟道MOSFET中的P基区向体内伸出较长形成一个P柱。则当漏源之间加上电压时,其电场分布就会发生根本的变化。
2016/08/02 14:13:21
252
tmpeger
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LV8
师长

高压的MOSFET,漏极的基材层主宰了导通电阻的关键部份

2016/08/06 13:54:06
269
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
防止输出MOSFET在放电充电周期以前重新导通
2016/02/06 13:31:46
162
tingch223
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LV4
连长
PMOS做开关时,其基极接至电路里电位最高的地方,通常是电源。
2016/08/02 22:16:32
256
opingss88
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LV7
旅长
设计MOSFET时,要让崩溃电压增加一倍,Rds会增为原来五倍,如此将增加大量的导通损耗。
2016/07/03 22:16:56
236
黑夜公爵
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LV9
军长
电压正端与光耦器三极管的集电极之间用一个二极管
2017/04/12 17:53:17
276
天马行空110
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LV2
班长
NMOS内部的多数载流子是电子,而PMOS是空穴。
相对来说,电子的携带电荷的能力是空穴的2倍左右,即,在同样面积的芯片上,NMOS可承受的电流ID是PMOS的2倍,
故,业界大量使用的NMOS。
当然,不知道NMOS的制程是否优于PMOS,这点需要高人解答
2016/02/06 09:59:44
157
truim333
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LV8
师长
由于MOSFET存在结电容,关断时其漏源两端电压的突然上升将会通过结电容在栅源两端产生干扰电压。
2016/02/06 14:53:31
170
yogong2000
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LV4
连长
由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上,工作频率可达20kHz。
2016/02/06 10:13:42
160
peingdd
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LV3
排长
关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断
2016/02/06 15:24:24
171
yogong2000
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LV4
连长
常用的互补驱动电路的关断回路阻抗小,关断速度较快,但它不能提供负压,故其抗干扰性较差。
2016/02/15 13:36:22
179
iroddert
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LV4
连长
MOSFET常常用在频率较高的场合。开关损耗在频率提高时愈来愈占主要位置。降低栅电荷,可有效降低开关损耗。
2016/03/02 16:30:13
199
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
由于MOSFET栅极氧化层的厚度也不断减少,所以栅极电压的上限也随之变少,以免过大的电压造成栅极氧化层崩溃。
2015/04/30 14:33:30
25
semipower_X1
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LV10
司令

为了满足安全隔离的要求或者提供高端浮动栅极驱动经常会采用变压器驱动。这种驱动将驱动控制和MOSFET进行了隔离,可以应用到低压及高压电路中去,如下图所示

变压器驱动说白了就是隔离驱动,当然现在也有专门的驱动IC可以解决,但变压器驱动有自己的特点使得很多人一直在坚持用。

图中耦合电容的作用是为磁化的磁芯提供复位电压,如果没有这个电容,会出现磁饱和。

与电容串联的电阻的作用是为了防止占空比突然变化形成LC的震荡,因此加这个电阻进行缓解。

2015/04/30 20:43:03
27
皇甫仁和
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LV5
营长

后面加了一个PNP的三极管,加快关断速度

2015/05/04 09:23:29
29
semipower_X1
电源币:53 | 积分:21 主题帖:12 | 回复帖:24
LV10
司令
多谢连长,欢迎分享更多的资料,大家一起学习进步。
2015/05/04 13:36:42
30
禅悦行
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:12
LV2
班长
不错的基础知识,只是比较分散,看起来比较费劲。
2016/02/06 13:29:36
161
tingch223
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LV4
连长
栅极电压继续升高,则NMOS能通过的电流就更大。NMOS做开关时操作在线性区,因为源极与漏极的电压在开关为导通时会趋向一致。
2016/07/03 22:32:56
239
tmpeger
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LV8
师长
输出电容具有一零点,可对滤波器一极点进行补偿
2016/08/02 14:17:53
253
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
IGBT内的BJT是双极元件,可帮助降低大幅的导通电阻
2015/05/06 20:23:07
40
daniu189
电源币:52 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:26
LV4
连长
图中D2做什么用的,能否分析一下?
2015/06/06 10:49:35
47
k8882002
电源币:6 | 积分:0 主题帖:43 | 回复帖:384
LV7
旅长
是为了使Q1导通,不使变压器短路,从而让电流能从D2通过,不知道我这样理解对不对。
2016/02/05 11:41:12
117
etyfg1122
电源币:84 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:39
LV3
排长
当一个正电压施加在栅极上,带负电的电子就会被吸引至表面,形成通道
2016/02/05 17:50:03
140
pertwangzy
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:11
LV3
排长
多晶硅虽然在过去二十年是制造MOSFET栅极的标准,但也有若干缺点使得未来仍然有部份MOSFET可能使用金属栅极。
2016/02/05 19:25:35
142
pertwangzy
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:11
LV3
排长
耗尽型MOSFET在制造过程中改变掺杂到通道的杂质浓度,使得这种MOSFET的栅极就算没有加电压,通道仍然存在。
2016/08/04 15:03:54
265
fordfiash
电源币:0 | 积分:3 主题帖:66 | 回复帖:255
LV7
旅长
三端可调节输出MOSFET有助于满足特定电流设置要求,可调节电阻能耗不到150 mW
2016/02/06 13:36:06
163
yogong2000
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:65
LV4
连长
栅极的电压比源极低、超过其临界电压时,PMOS开关会打开。
2016/02/15 13:45:52
180
iroddert
电源币:80 | 积分:3 主题帖:3 | 回复帖:54
LV4
连长
为了降低栅电荷,从减小电容的角度很容易理解在制造上应采取的措施。
2016/07/01 20:24:19
234
tmpeger
电源币:0 | 积分:3 主题帖:70 | 回复帖:309
LV8
师长
输出功率较小时将自动降低工作频率,从而实现了极低的待机功耗
2015/06/07 21:48:43
54
万法归宗
电源币:239 | 积分:20 主题帖:33 | 回复帖:233
LV6
团长
给三极管的集电极一个二极管的电压。感觉可以用电阻替代二极管
2016/03/02 15:15:46
190
truim333
电源币:49 | 积分:3 主题帖:77 | 回复帖:298
LV8
师长
当VGS增加到一定值时,其感应的负电荷把两个分离的N区沟通形成N沟道,这个临界电压称为开启电压
2016/08/02 17:24:23
255
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
高压MOSFET克服高电压会导致高阻抗的问题,在很高的崩溃电压之下,能保有低导通阻抗
2015/07/20 19:11:04
60
tanb006
电源币:624 | 积分:29 主题帖:199 | 回复帖:913
LV10
司令

我按图做了一个,可次级得到的波形是顶部斜的。

初级明明是平的方波,

次级为啥会是斜的呢?

2016/08/03 13:00:25
263
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
采用整流二极管,使用DC-DC Converter以提高效能将会是个趋势
2016/02/05 22:23:21
151
menteowy
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:15
LV3
排长
平面式的功率MOSFET在饱和区的特性比垂直结构的MOSFET更好。
2016/06/06 15:39:47
225
黑夜公爵
电源币:575 | 积分:10 主题帖:138 | 回复帖:631
LV9
军长
当比较绝缘封装和非绝缘封装型号的热阻时必须特别小心
2017/03/17 09:57:22
275
聂默
电源币:5 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:7
LV4
连长

这个脉冲变压器驱动的方法,我尝试过;感觉栅源驱动波形较差;

虽然添加了推挽电路,但是上升沿与下降沿的陡峭性不够好;不过,如果采用27楼皇甫楼主,可能对下降沿有所改善。

电路结构和仿真分别如下图所示,有些改善:只是2V到0V的变化曲线依然不够好;

只是前面我还有一个问题:我需要将0-5V的PWM波转换成0-16V之后,驱动MOS;所以需要在脉冲变压器左侧的推挽电路前面加一级电平转换电路;

电平转换电路采用2N3904和上拉电阻组成;推挽电路由8050和8550构成;

但信号经过电平转换电路后,占空比发生改变,这是一个很缠人的问题;然而查看2N3904的数据手册,发现其基极和发射极之间的寄生电容并不大;其工作频率也可以很高,远大于200khz;

2015/06/08 14:32:24
55
k_menlow
电源币:161 | 积分:0 主题帖:26 | 回复帖:111
LV5
营长
变压器驱动是增加了隔离性,但是体积也相应增加了,跟电感并联的电阻主要有什么用,在这是做假负载?
2016/02/05 20:36:10
143
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260
LV7
旅长
同样驱动能力的NMOS通常比PMOS所占用的面积小,因此如果只在逻辑门的设计上使用NMOS的话也能缩小芯片面积。
2016/03/02 16:37:09
200
opingss88
电源币:42 | 积分:8 主题帖:72 | 回复帖:260