无线电爱好网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

无线电爱好网 首页 技术应用 初学入门 查看内容

功率MOSFET的正反向导通等效电路图

2024-5-8 13:44| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 等效电路 说明: 功率 MOSFET 正向导通时可用一电阻等效,该电阻与温度有关,温度升高,该电阻变大;它还与门极驱动电压的大小有关,驱动电压升高,该电阻变小。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。功率MOSFET的 ...


等效电路 说明: 功率 MOSFET 正向导通时可用一电阻等效,该电阻与温度有关,温度升高,该电阻变大;它还与门极驱动电压的大小有关,驱动电压升高,该电阻变小。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。

功率MOSFET的反向导通等效电路

fda9da9a-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.png

等效电路(门极不加控制) 说明: 即内部二极管的等效电路,可用一电压降等效,此二极管为MOSFET 的体二极管,多数情况下,因其特性很差,要避免使用。

功率MOSFET的反向导通等效电路

fdbe9b06-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.png

等效电路(门极加控制) 说明: 功率 MOSFET 在门级控制下的反向导通,也可用一电阻等效,该电阻与温度有关,温度升高,该电阻变大;它还与门极驱动电压的大小有关,驱动电压升高,该电阻变小。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。此工作状态称为MOSFET 的同步整流工作,是低压大电流输出开关电源中非常重要的一种工作状态。

功率MOSFET的正向截止等效电路

fdef8464-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.png

等效电路 说明: 功率 MOSFET 正向截止时可用一电容等效,其容量与所加的正向电压、环境温度等有关,大小可从制造商的手册中获得。

功率MOSFET的稳态特性总结 (1):功率MOSFET 稳态时的电流/电压曲线

fe0c5dbe-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

(2):说明 功率 MOSFET 正向饱和导通时的稳态工作点:

fe220d8a-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

当门极不加控制时,其反向导通的稳态工作点同二极管。 (3):稳态特性总结

门极与源极间的电压Vgs 控制器件的导通状态;当VgsVth时,器件处于导通状态;器件的通态电阻与Vgs有关,Vgs大,通态电阻小;多数器件的Vgs为 12V-15V ,额定值为+-30V;

器件的漏极电流额定是用它的有效值或平均值来标称的;只要实际的漏极电流有效值没有超过其额定值,保证散热没问题,则器件就是安全的;

器件的通态电阻呈正温度系数,故原理上很容易并联扩容,但实际并联时,还要考虑驱动的对称性和动态均流问题;

目前的 Logic-Level的功率 MOSFET,其Vgs只要 5V,便可保证漏源通态电阻很小;

器件的同步整流工作状态已变得愈来愈广泛,原因是它的通态电阻非常小(目前最小的为2-4 毫欧),在低压大电流输出的DC/DC 中已是最关键的器件;

包含寄生参数的功率MOSFET等效电路

fe34d6c2-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.png

等效电路 说明: 实际的功率MOSFET 可用三个结电容,三个沟道电阻,和一个内部二极管及一个理想MOSFET 来等效。三个结电容均与结电压的大小有关,而门极的沟道电阻一般很小,漏极和源极的两个沟道电阻之和即为MOSFET 饱和时的通态电阻。

功率MOSFET的开通和关断过程原理 (1):开通和关断过程实验电路

fe53a2fa-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

(2):MOSFET 的电压和电流波形

fe691310-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

(3):开关过程原理 开通过程[ t0 ~ t4 ]:

在 t0 前,MOSFET 工作于截止状态,t0 时,MOSFET 被驱动开通;

[t0-t1]区间,MOSFET 的GS 电压经Vgg 对Cgs充电而上升,在t1时刻,到达维持电压Vth,MOSFET 开始导电;

[t1-t2]区间,MOSFET 的DS 电流增加,Millier 电容在该区间内因DS 电容的放电而放电,对GS 电容的充电影响不大;

[t2-t3]区间,至t2 时刻,MOSFET 的DS 电压降至与Vgs 相同的电压,Millier 电容大大增加,外部驱动电压对Millier 电容进行充电,GS 电容的电压不变,Millier 电容上电压增加,而DS电容上的电压继续减小;

[t3-t4]区间,至t3 时刻,MOSFET 的DS 电压降至饱和导通时的电压,Millier 电容变小并和GS 电容一起由外部驱动电压充电,GS 电容的电压上升,至t4 时刻为止。此时GS 电容电压已达稳态,DS 电压也达最小,即稳定的通态压降。

关断过程[ t5 ~t9 ]:

在 t5 前,MOSFET 工作于导通状态, t5 时,MOSFET 被驱动关断;

[t5-t6]区间,MOSFET 的Cgs 电压经驱动电路电阻放电而下降,在t6 时刻,MOSFET 的通态电阻微微上升,DS 电压梢稍增加,但DS 电流不变;

[t6-t7]区间,在t6 时刻,MOSFET 的Millier 电容又变得很大,故GS 电容的电压不变,放电电流流过Millier 电容,使DS 电压继续增加;

[t7-t8]区间,至t7 时刻,MOSFET 的DS 电压升至与Vgs 相同的电压,Millier 电容迅速减小,GS 电容开始继续放电,此时DS 电容上的电压迅速上升,DS 电流则迅速下降;

[t8-t9]区间,至t8 时刻,GS 电容已放电至Vth,MOSFET 完全关断;该区间内GS 电容继续放电直至零。

因二极管反向恢复引起的MOSFET开关波形
(1):实验电路

fe7d07d0-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

(2):因二极管反向恢复引起的MOSFET 开关波形

fe9a9d04-db5d-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

QQ|关于本站|小黑屋|Archiver|手机版|无线电爱好网 ( 粤ICP备15040352号 ) 无线电爱好技术交流5 无线电爱好技术交流1无线电爱好技术交流9开关电源讨论群LED照明应用、电源无线电爱好技术交流4无线电爱好技术交流8无线电爱好技术交流10无线电爱好技术交流11

粤公网安备 44030702001224号

GMT+8, 2024-5-8 13:44 , Processed in 0.140401 second(s), 18 queries .

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

返回顶部