MOSFET和三極體ON狀態有什麼區別?

2020-11-26 電子產品世界

  MOSFET三極體,在ON 狀態時,MOSFET通常用Rds,三極體通常用飽和Vce。那麼是否存在能夠反過來的情況,三極體用飽和Rce,而MOSFET用飽和Vds呢?

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201605/290914.htm

  三極體ON狀態時工作於飽和區,導通電流Ice主要由Ib與Vce決定,由於三極體的基極驅動電流Ib一般不能保持恆定,因而Ice就不能簡單的僅 由Vce來決定,即不能採用飽和Rce來表示(因Rce會變化)。由於飽和狀態下Vce較小,所以三極體一般用飽和Vce表示。

  MOS管在ON狀態時工作於線性區(相當於三極體的飽和區),與三極體相似,電流Ids由Vgs和Vds決定,但MOS管的驅動電壓Vgs一般可保持不變,因而Ids可僅受Vds影響,即在Vgs固定的情況下,導通阻抗Rds基本保持不變,所以MOS管採用Rds方式。

  電流可以雙向流過 MOSFET的D和S ,正是MOSFET這個突出的優點,讓同步整流中沒有DCM的概念,能量可以從輸入傳遞到輸出,也可以從輸出返還給輸入。能實現能量雙向流動。

  接下來我們往深入一點來進行討論,第一點、MOS的D和S既然可以互換,那為什麼又定義DS呢?

  對於IC內部的MOS管,製造時肯定是完全對稱的,定義D和S的目的是為了討論電流流向和計算的時候方便。

  第二點、既然定義D和S,它們到底有何區別呢?

  對於功率MOS,有時候會因為特殊的應用,比如耐壓或者別的目的,在NMOS的D端做一個輕摻雜區耐壓,此時D,S會有不同。

  第三點、D和S互換之後,MOS表現出來的特性,跟原來有何不同呢?比如Vth、彌勒效應、寄生電容、導通電阻、擊穿電壓Vds。

  DS互換後,當Vgs=0時,只要Vds>0.7V管子也可以導通,而換之前不能。當Vgs>Vth時,反型層溝道已形成,互換後兩者特性相同。

  D和S的確定

  我們只是說電流可以從D--to--S ,也可以從S----to---D。但是並不意味著:D和S 這兩個端子的名字可以互換。

  DS溝道的寬度是靠GS電壓控制的。當G固定了,誰是S就唯一確定了。

  如果將上面確定為S端的,認為是D。

  將原來是D的認為是S ,並且給G和這個S施加電壓,結果溝道並不變化,仍然是關閉的。

  當Vgs沒有到達Vth之前,通過驅動電阻R對Cgs充電,這個階段的模型就是簡單的RC充電過程。

  當Vgs充到Vth之後,DS導電溝道開始開啟,Vd開始劇烈下降。按照I=C*dV/dt ,寄生電容Cgd有電流流過 方向:G -->D 。按照G接點KCL Igd電流將分流IR,大部分驅動電流轉向Igd,留下小部分繼續流到Cgs。因此,Vgs出現較平坦變化的一小段。這就是miler平臺。


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