MOSFET
最新课程
- TI 高压研讨会
- 从零开始学 PSpice® for TI 仿真工具 - 手把手操作实训课程
- 高压系统功能安全简介
- 揭秘高压应用安规中的电气间隙和爬电距离
- 管理微型逆变器中的电源转换挑战
- 比较三相工业系统的交流/直流电源转换拓扑
- 隔离认证概述及其对高压设计的意义
- 在基于 GaN 的电源中实现钛金级效率
- 提高 800V SiC 牵引逆变器效率和功率密度的主要设计注意事项
- 如何设计安全可靠和高效的储能系统
热门课程
MOSFET的导通电阻
我们现在来讲 MOSFET 的导通电阻
它位于书本的 5.1.2 节
我们可以看到电流由 D 流向 S
是通过单一的 N 型半导体流过的
所以它没有电导调制效应
那么三极管我们知道
它的导通管压降是 0.7V
这叫电导调制效应
而 MOSFET 的导电是单一导体
这也就等同于电阻导电的性质
那么如果想要耐压越高
就得把做厚
越厚的话导通电阻就会越大
我们来看 TI 的
低导通电阻系列的 MOSFET 开关
我们选择导通电阻小于 1.7mΩ
我们来看，结果选出五种产品
我们看它的耐压从 25V 到 40V 不等
那么这说明什么呢
说明在低压开关电源的领域
也就 25 到 40V
完全可以用低压开关电源领域
它的 MOSFET 的导通压降
我们看最小的 0.92
在控制电压高的时候小到 0.69
也就是说可以逼近 1mΩ 这个数量级
当然这也是非常优异的指标
那么 MOSFET 开关的长处是低压场合
我们来看低压的 MOSFET 的开关
它的电阻我们刚看了可以小到 1mΩ
那么我们流过 100A 的电流
导通压降就是 0.1V
功耗 10W
而同样一个 IGBT 它要流过 100A 的电流
导通压降我们取个中间值
它一点几伏到三伏的 IGBT 都有
取个中间值 2V 的话
它的功耗会达到 200W
是在低压时候是 MOSFET 有优势
但是如果应用于高压场合
高压的 MOSFET 它的导通电阻会增大
比如说达到 1Ω
那么电流还 100A
导通压降就达到 100V
功耗就达到 10kW
而 IGBT 因为它不是导通电阻的机制
它有电导调制效应
它的导通压降还是 2V
这时候它的功耗就有优势了
所以 MOSFET 它的长处是低压场合
我们下面来讲什么是同步整流
位于书本的 5.1.7 节
把 MOSFET 作为开关来使用
我们很容易理解
但是其实二极管
在电力电子电路中也是开关
当二极管导通的时候
那就相当于开关闭合
当二极管截止的时候
相当于开关断开
我们二极管导通的管压降
在低压电路中实际上是损耗的主要来源
所以在低压中我们尽量选用管压降小的
比如肖特基二极管
然而当我们的电源输出电压非常低的时候
比如说就是 2.5V、1.8V
甚至超低电压的 CPU 是 0.9V 供电
那么即使肖特基二极管的损耗也不可忽视
直接就百分之几十的效率降下来了
那么这个时候我们可以把 MOSFET
当成二极管来使用
这种方法叫同步整流
我们看图中等效出左边和右边两个二极管
那么 MOSFET 到底应该
等效为左边还是右边
由于 MOSFET 寄生二极管 D3
所以在通常用 MOSFET 的时候
我们的电流是从 D 流到 S 的
如果按照常常用法
我们当成二极管使用
就是左边这个等效为 D1
但是如果那样的话
由于寄生二极管 D3 的存在
你也就变成了正向也导通、反向也导通
就根本不是二极管的性质
正确的方案是让 MOSFET 等效为
D2 所示的二极管方向
那么当 D3 倾向于要导通的时候
我给 GS 之间加载控制电压
让 MOSFET 导通
这样的话由于
从 S 到 D 之间的管压降非常小
这个二极管 D3 根本就不能够导通
也就是说我的 MOSFET 把 D3 旁路掉了
取代了二极管的位置
我们可以看到
当 MOSFET 导通的时候
是单一的 N 型半导体参与导电
我既可以电流从 D 流到 S
也可以电流从 S 流到 D
也就是 S 流到 D 这个方向
这种用法就是拿 MOSFET 取代二极管
我们通过分析可以知道
我们是需要给 GS 之间
适当的时候去加上控制电压
而不能一直加控制电压让它导通
才能实现用 SD 导通取代二极管的目的
所以这也是为什么叫
同步控制、同步整流电路的由来
本课小结
MOSFET 的导通电阻的概念
由于参与导通的时候
参与导电的全是 N 型半导体
所以它并不像三极管那样有电导调制效应
而是单一的电阻导电性质
也就是说从 D 流到 S
你要路过一个导体
导体就会有电阻
这个路径越长
那么电阻就会越大
当然如果导电沟道越宽
导通电阻就会越小
所以 MOSFET 衡量它的导通
是个导通电阻的概念
MOSFET 的适用场合
MOSFET 它特别适用于低压场合
因为低压时候它的导通电阻可以做得非常小
小到只有 1mΩ
那么这个时候它的损耗就特别有优势
而高压的时候
MOSFET 它不是不能做高压，可以做
做完以后它的电阻会非常大
能达到欧姆级
那么这个时候
如果你还让它流过很大的电流
就会形成极大的导通压降
事实上也不可能
有一个导通电阻 1Ω 的 MOSFET
它的电流允许 100A
10kW 的耗散功率
你怎么散热都散不过来
一般达到这么大导通电阻的 MOSFET
也就几安培电流
如何利用 MOSFET 来取代二极管
也就同步整流呢
我们是把 MOSFET
当成这个方向导通的二极管来使用
也就是当我判断出 D3 应该要导通的时候
我去给 GS 之间加控制电压
让导电沟道形成
电流可以从 S 流到 D 来短路掉 D3
由于 S 到 D 它的导通压降很小
导通电阻很小
乘以电流还是很小
那么就旁路掉了 D3
这时候损耗就会特别小
这就是同步整流
这节课就到这里
-
未学习 1.1.1电压源
-
未学习 1.1.2电流源
-
未学习 1.2.1电阻与电容
-
未学习 1.2.2电感
-
未学习 1.3阻抗与滤波器
-
未学习 1.4实际电容与电源滤波
-
未学习 1.5热阻与散热
-
未学习 2.1电路搭建与瞬时现象仿真
-
未学习 2.2其他有用的工具
-
未学习 3.1.1二极管的性质
-
未学习 3.1.2二极管的动态特性
-
未学习 3.1.3二极管的分类
-
未学习 3.2.1NPN型三极管与恒流源放电电路
-
未学习 3.2.2PNP型三极管与恒流源充电电路
-
未学习 3.3.1共射放大电路一般性质
-
未学习 3.3.2放大电路的直流偏移
-
未学习 3.3.3共射放大电路的失真
-
未学习 3.3.4共射放大电路的阻抗与密勒效应
-
未学习 3.3.5共射放大电路的设计
-
未学习 3.3.6.1共射放大电路增大放大倍数
-
未学习 3.3.6.2选频放大电路
-
未学习 3.3.6.3高频滤波与高频增强
-
未学习 3.4差分放大电路
-
未学习 3.5.1共集放大电路基本特性
-
未学习 3.5.2甲类功率放大电路
-
未学习 3.5.3乙类功率放大电路
-
未学习 3.5.4甲乙类功率放大电路
-
未学习 3.5.5共射共集组合放大电路
-
未学习 3.6.1共基放大电路基本特性
-
未学习 3.6.2共基共射放大电路
-
未学习 3.7场效应管概述
-
未学习 4.1.1反相比例运算电路
-
未学习 4.1.2同相比例运算电路
-
未学习 4.1.3加法和减法运算电路
-
未学习 4.1.4直流偏置电路
-
未学习 4.1.5积分和微分运算电路
-
未学习 4.1.6PID运算放大电路
-
未学习 4.2.1轨至轨与运放供电
-
未学习 4.2.2运放的带宽与压摆率
-
未学习 4.2.3输入阻抗与偏置电流
-
未学习 4.2.4零漂移放大器与电流反馈放大器
-
未学习 4.3.1差分放大器
-
未学习 4.3.2仪表放大器
-
未学习 4.3.3.1电流检测方法
-
未学习 4.3.3.2电流检测放大器
-
未学习 4.3.4可变增益放大器与压频转换器
-
未学习 4.3.5隔离放大器与音频功率放大器
-
未学习 4.4.1简单有源滤波器
-
未学习 4.4.2有源滤波器设计软件
-
未学习 4.4.3高频馈通与运放带宽
-
未学习 4.5.1振铃及其成因
-
未学习 4.5.2开环增益与相移
-
未学习 4.5.3相位补偿
-
未学习 4.5.4比较器与正反馈
-
未学习 4.6.1噪声的基本概念
-
未学习 4.6.2噪声的有效值计算
-
未学习 4.6.3噪声计算软件
-
未学习 电力MOSFET开关概述及工作原理
-
未学习 MOSFET的导通电阻
-
未学习 MOSFET的主要参数
-
未学习 MOSFET的开关时间
-
未学习 MOSFET的损耗分析
-
未学习 MOSFET的驱动
-
未学习 MOSFET栅极驱动的振荡现象
-
未学习 斩波电路(一) —— 概述和降压斩波电路原理
-
未学习 斩波电路(二) —— 降压斩波电路仿真
-
未学习 斩波电路(三) —— 电荷泵电路
-
未学习 斩波电路(四) —— 升压斩波电路原理
-
未学习 斩波电路(五) —— 升压斩波电路仿真
-
未学习 斩波电路(六) —— 升降压斩波电路
-
未学习 斩波电路(七) —— Cuk, Speic, Zeta斩波电路
-
未学习 电流可逆斩波电路（一）
-
未学习 电流可逆斩波电路（二）
-
未学习 5.3单相整流电路
-
未学习 逆变电路（一）
-
未学习 逆变电路（二）
-
未学习 隔离驱动（一）
-
未学习 隔离驱动（二）
-
未学习 隔离驱动（三）
