MOS管的主要参数与重要特性

双极性晶体管:NPN和PNP管;

单极性晶体管:场效应管(MOSFET和JFET);

MOS管相对三极管具有速度快、输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、容易集成等优点。

下面总结下其主要参数与重要特性,只有比较好的理解了各种参数和特性才能设计出稳健可靠的电路。

 

主要参数:

  • 静态特性参数

BVDSS:漏源击穿电压,为正温度系数。

BVGS:栅源击穿电压

VGS(th):阈值电压,为负温度系数。

RDS(on):导通电阻;

RGS:栅源电阻,栅源之间电压与栅极电流之比;

IDSS:零栅压漏极电流,正温度系数;

IGSS:栅源漏电流,特定的栅源电压下流过栅极的电流;

  • 动态特性参数

Ciss输入电容,漏源短接,交流信号测得的栅极和源极之间的电容。

Ciss=Cgs+Cgd,输入电容充电到阈值电压时器件开启,放电到一定值器件关断,因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有直接影响;

Coss输出电容,栅源短接,交流信号测得漏极和源极之间的电容。

Coss=Cds+Cgd,对于软开关应用,可能引起电路谐振

Crss反向传输电容,源极接地,测得漏极和栅极之间电容,等同于Cgd。

也叫做米勒电容,对于开关的上升和下降时间及其重要。

Td(on)导通延迟时间:栅源电压上升到10%栅极驱动电压时到漏电流升到规定电流的90%所经历的时间。

Td(off)关断延时时间:栅源电压下降到90%栅极驱动电压时到漏电流下降到规定电流的10%所经历的时间。

Tr:上升时间:漏极电流从10%上升到90%所经历的时间;

Tf:下降时间:漏极电流从90%下降到10%所经历的时间;

NF低频噪声系数:噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的,由于它的存在可以使放大器在没有信号输入时,输出端也会有不规格的电压电流变化。场效应管的噪声系数一般几个分贝,比双极性三极管的要小。

 

重要特性:

  • 导通特性

导通的意义是作为开关,相当于开关闭合。Vgs满足一定条件就会导通。

  • 损失特性

导通后均有导通电阻存在,电流就会被电阻消耗能量,这部分叫做导通损耗

小功率的管子导通电阻一般几毫欧几十毫欧,Vgs电压不一样电阻也不一样。

管子在导通和截止时,两端电压有个降落过程,电流有个上升过程,在这段时间内

管子的损失是电压和电流的乘积,称之为开关损失;通常开关损失比导通损失大很

多,频率越快,损失越大。缩短开关时间,降低开关频率均能减小开关损失。

  • 寄生电容驱动特性

GS GD之间存在寄生电容,MOS管的驱动理论上是对电容的充放电;

对电容的充电需要一个电流,由于电容充电瞬间可以看成短路,所以瞬间电流会比

较大,所以选型时需要注意抗冲击电流大小。

  • 寄生二极管

漏极源极之间有个寄生二极管也叫做体二极管,在感性负载(马达继电器)应用

中,主要用来保护回路。不过体二极管只在单个MOS管中,集成芯片中是没有的。

  • 转移特性

场效应管的转移特性是指漏源电压固定时,栅源电压Vgs对漏极电流Id的控制特性;

Vertical D-MOS2N7002的转移特性;VDMOS的跨导(gm)线性度较好。

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