网站的关键词,定制网站前准备,网站搜索引擎怎样做,合肥网站seo费用电源小白入门学习3——电源系统常见元件选型MOS管、二极管、电感篇 MOS管二极管电感 书接上文#xff0c;上一期我们讲了电阻、电容选型中需要注意的事项#xff0c;下面我们接着来介绍MOS管和二极管。 MOS管 关于MOS管的基本原理和内部的一些结构#xff0c;PN结、半导体的… 电源小白入门学习3——电源系统常见元件选型MOS管、二极管、电感篇 MOS管二极管电感 书接上文上一期我们讲了电阻、电容选型中需要注意的事项下面我们接着来介绍MOS管和二极管。 MOS管 关于MOS管的基本原理和内部的一些结构PN结、半导体的相关知识这里我就不做介绍了大家可以自行上网学习这里给大家推荐 【丝滑讲解】清晰易懂MOS管增强/耗尽/夹断/沟道全部搞定 我们直接上干货。 MOS管分类
MOS管根据沟道的类型可分为N型和P型根据工作时沟道的有无可分为增强型和耗尽型 MOS管开启条件 对于增强型NMOS而言当Ugs大于Ugs(th)时N沟道形成源极和漏极之间导通MOS开启 对于耗尽型NMOS而言当Ugs小于Ugs(off)时N沟道关闭源极和漏极之间断开MOS关闭 对于增强型PMOS而言当Ugs小于Ugs(th)时P沟道开启源极和漏极之间导通MOS开启 对于耗尽型PMOS而言当Ugs大于Ugs(offf)时P沟道关闭源极和漏极之间断开MOS关闭 在MOS管沟道开启期间在漏极和源极之间给予一定电压沟道内会有电流流过继续增大电压电流趋向饱和。此时如果还需要增大电流则需要加大Ugs使沟道更加宽广以便流过更多的电流。 形成的沟道越宽导通电阻越小在门极上积累的电荷就越多Qg越大会导致MOS管的开关速度变慢门电极上的电荷移除需要时间开关损耗越大在高频工作状态下发热、能量损耗等问题就越严重。
NMOS与PMOS的使用场景
对于NMOS而言门极需要一个比源极更高的电压驱动这就要求我们在电路设计时需要额外的电路提供这个电压,而PMOS却不需要这么麻烦因此PMOS的驱动更为简单。从成本上来讲NMOS比PMOS成本更低性能上来说NMOS导通电阻更低能够提供较高的电流驱动在需要较高的开关速度和较低的开关损耗应用中NMOS性能更好
MOS管的开关损耗
MOS管的开关损耗是指在 MOS 管开关过程中因电荷注入和去除所造成的能量损耗。
当 MOS 管处于开通状态时由于在 MOS 管的导通区域注入了大量的载流子电子或空穴这些载流子在导体内移动时会产生热量。在 MOS 管切换到截止状态时由于导体内存储了大量的电荷当这些电荷被移除时也会产生能量损耗。
在 MOS 管高频开关电路中由于开关频率较高 MOS 管需要频繁地切换工作状态因此开关损耗就显得尤为重要。开关损耗会导致 MOS 管发热加剧降低 MOS 管的工作效率和寿命并可能影响电路的稳定性因此需要采取措施降低开关损耗。
MOS管的关键参数 源极-漏极击穿电压 指的是MOS管源极和漏极之间能够承载的最大电压当电压大于击穿电压时MOS管会损坏。 此外温度的变化也会导致MOS管源极-漏极击穿电压的改变。在实际的电路设计中需要考虑这些因素必变MOS被击穿的现象 导通电阻 导通电阻正温度系数适合并联工作;导通电阻越小导通损耗越小导通电阻越小Qg就越大相应的开关速度变慢带来的开关损耗越大高频工作下需要折中考虑。 最大结温 结温是指半导体器件内部的结点温度也就是芯片内部晶体管结构的温度。当结温升高时晶体管的导电特性可能会发生改变例如电流增加或电压降低。这可能导致器件的性能下降工作不稳定甚至失效。此外高温还会加速半导体材料的老化和退化缩短器件的寿命。
但在实际的应用中我们是无法测量到器件内部的结温的所以我们往往会通过器件的壳温推算内部的结温这个怎么推算我们这里先不讲下次再说。 动态电容和Qg 体二极管 MOS管的体二极管Body Diode是指在 MOS 场效应管MOSFET中由于基片衬底与源极之间存在的 PN 结所形成的二极管。 NMOS也是一样的原理这里我就不再画了。 二极管 关于二极管的一些基本知识我这里就不做介绍了毕竟我了解的也不多这里给大家推荐一篇全面认识二极管一篇文章就够了下面我们将一些二极管的种类和应用。 二极管的种类
根据二极管的应用场景不同大致可分为整流管、稳压管、TVS和发光管四种其中整流管可分出普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管三种下面我们来看他们的具体区别 整流二极管 普通二极管是指最常见的硅二极管也称为正向导通二极管。具有单向导电性正向导通压降在0.6~0.8V之间。整流二极管就是用来整流的利用的是二极管的单向导电性通常使用在AC/DC电路形成整流桥。通常来说整流二极管的体积会大一些平均整流电流越大体积也会越大具有一定防浪涌电流能力需要有比较大的反向工作电压避免被击穿对于反向恢复时间要求不高因为主要用于50~60Hz,频率较低不适合高频电路。 快恢复二极管 二极管由正向导通恢复成反向截止需要一定的时间额快恢复二极管相对于整流二极管拥有更短的恢复时间可以适应一些高频的场合提高更高的开关速度和更低的损耗。但同样的成本也会更高。在开关电源中由于恢复时间断的特性可以有效地减少开关损耗提高效率。在逆变器和变频器中可以提高更好的电流控制和电压转换特性。 肖特基二极管 肖特基二极管是一种特殊类型的二极管与普通二极管相比具有较低的正向压降和快速开关的特性正向导通压降在0.2~0.5V之间比正常的二极管低具有较低的电压损耗肖特基二极管内部没有PN结恢复时间时间非常断在纳秒级别具有良好的高温特性和稳定性能够在高温条件下工作。由于肖特基二极管正向导通电压小快速开关的特性所以十分适合在高频和高速电路。同时在一些低电压的整流电路中也有很不错的表现。由于其正向导通压降低的特点降低损耗避免压降过大影响电路正常工作也可以用来防反接。 快恢复二极管和肖特基二极管的区别 快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下)工艺上多采用掺金措施结构上有采用PN结型结构有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V)反向耐压多在1200V以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长后者则在100纳秒以下。 肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode)具有正向压降低(0.2–0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒)而且反向漏电流较大耐压低一般低于150V多用于低电压场合。 整流二极管的一些重要参数 最大平均整流电流IF二极管长期工作运行通过的最大整流电流在设计中应该使实际整流电流小于该值并留有余量并且IF越大整流二极管的体积也越大。最大正向工作电流IFAV整流管能够承受的最大正向电流超过这个值整流二极管会损坏。最大反向工作电压VRRM整流管能够承受的最大反向电压超过这个值二极管反向击穿。反向最大电流IR二极管在反向工作状态下的最大反向电流这个值通常非常小几uA到几mA之间正向压降VF二极管正向偏置时的电压降。反向恢复时间TRR二极管从反向导通到正向截止所需要的时间。最高工作频率二极管能够正常工作的最高频率。 稳压二极管 稳压二极管也称为Zener二极管、齐纳二极管是一种特殊的二极管用于提供稳定的电压输出。是利用二极管PN结处于反向导通时电流可以在很大范围内变化而电压基本不变的原理。稳压二极管在电路中往往用来提供一个稳定的反向电压单位为V使用在电源稳压参考电压等场景。由于稳压管上的电路变化幅度较大所以在使用中可以串联一个限流电阻到主回路中防止稳压管烧毁。 TVS二极管 TVS二极管瞬态电压抑制器也叫雪崩击穿二极管是一种专门用于抑制瞬态过电压的二极管。它能够在电路中迅速响应并吸收过电压以保护其他电子器件不受损害。一般有单向和双向两种单向的适用于直流电路双向的适用于交流电路和直流电路。TVS二极管可以吸收电路中瞬态电压引起的瞬态电流将多余的电压引导到地或其他低电压点使得二极管两端的电压钳位在预定数值上避免对后面的电路造成影响。在没有瞬态电压的情况下TVS二极管处于反向反向截止状态。 二极管的封装形式 二极管的封装形式多种多样有单个封装的也有多个封装的。 除了这些还有其他的二极管往我这就不做介绍了毕竟笔者知识有限。 电感
电感是一种电路元件也称为线圈或电感线圈。它是由绕在磁性芯上的导线制成的。当电流通过导线时会产生一个磁场这个磁场又会在导线周围产生一个反向的电动势。电感的大小取决于线圈的结构和材料以及电流的频率和大小。
通常电感用于限制电流的变化速度防止电路中出现过高或过低的电压。电感还可以用于滤波、调谐和信号处理等应用。在无线电通信和电子设备中电感也被广泛应用。
电感的单位是亨利H它表示当电流变化每秒钟1安培时电感中储存的能量是1焦耳。在实际应用中常使用的电感值为微亨μH或毫亨mH。
在实际的电路设计中电感的作用是限制电路中电流的变化下面是电感的一些重要参数
电感量电感的电感量是最重要的参数单位有uH、mH、H等电感额定电流指的是电感工作时的额定电流一般来说额定电流越大电感的体积就越大。电感饱和电流指的是电感能够承载的最大电流。在实际电路中电感的电流都是直流上叠加一个交流的形存在所以需要注意电感上电流峰值不能超过饱和电流。DCR电感的直流等效电阻指的是电感在正常工作状态下的等效电阻等效电阻越小电感上损耗的电压越小损耗越低。电感值越小DCR就越小饱和电流会比较高动态效果更好纹波电流更大电容压力就会更大实际电路中可能需要更大的电容滤波电感值越大纹波电流越小动态效果就越差(当负载变化时输出电压正负过冲越大)。 以上总结为个人简介如有错误请指正我是小白
