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MOSFET讲解-05(可下载)

消耗积分:0 | 格式:pdf | 大小:379.78 KB | 2025-04-17

张飞实战电子官方

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上面是一个正常情况下,电容两端电压的充电波形。但事实上,MOSFET 除 了在 GS 端存在电容之外,它还有 GD 电容,DS 电容。那么,GD 之间的电容, 我们把它称之为米勒电容,实际上米勒电容有一个米勒效应的。 米勒效应,实际上是有一个固有的转移特性。在这个转移特性里面有什么关系 呢?就是:栅极的电压 Vgs 和漏极的电流 Id 保持一个比例关系。

其实,对于 MOSFET 来说,有一个起始开通电压,叫做 Vth

当 MOSFET 达到起始开通电压 Vth 之后,Id 就开始有电流了,但是这个时候, 电流小,然后 Vgs 电压继续上升,Id 也会继续上升,当上升到米勒效应的时候, 就会发生固有转移特性

我们知道了,当 gs 电容的电压达到 Vth 时,Id 有电流的,就表示有通路,那么 栅极的电压就有了另一条通路了

也就是上面这幅图中紫色的这条通路。那么 GS 电容在达到 Vth 之后,会继 续上升,当到达 t2 时刻时,Id 电流就达到最大了,也可以说电流保持不变是吧。 那么,既然漏极的电流保持不变,根据固有转移特性,是不是栅极电压也保持不 变啊(固有转移特性:栅极电压 Vgs 和漏极电流 Id 保持一个比例关系)。

我们把栅极电压不变的这段区域叫做米勒平台区,而且 MOSFET 处于放大状 态。那么会有人有疑问了,既然是达到放大状态,为什么电流能达到最大值呢? 这和内阻分析法不是有矛盾吗?实际上是没有矛盾的。

我们用三极管来举例:

假设上面这个三极管处于饱和导通状态,放大倍数β=100,当 be 流过 1mA 电流时,Ic 的电流是 100mA。由于三极管处于饱和导通状态,那么 C 极的电位是 0.3V 的饱和压降,那么,根据上面这个电路图来看,如果忽略 CE 压降的话,根 据欧姆定律:Ic=12V/100R=120mA。但实际上三极管所能达到的最大 Ic 电流是 100mA。那么,我们来看看三极管饱和导通时的功耗问题

饱和导通:

Ib=1mA,Ic=100mA

三极管功耗:

b 极功耗:0.7V*1mA

c 极功耗:0.3V*100mA

很明显,三极管在饱和导通时,功耗不大。那么,再来看一下三极管放大状态时 的功耗

由于三极管的射极电压跟随,输出电压是 5V,而左边是 12V(忽略 100R 压 降),那么 CE 压差就是 7V 了。此时三极管处于放大导通状态,而三极管的 be 电流还是 1mA

放大导通:

Ib=1mA Ic=100mA

三极管功耗:

b 极功耗 0.7V*1mA

c 极功耗 7V*100mA

根据上面的分析,三极管放大状态的功耗是饱和状态的 23 倍。三极管在放 大导通状态下,C 极电流是具有 100mA 的输出能力的。但是,一般情况下,我 们都是降额使用,否则会发热损坏掉。所以,三极管工作在放大状态,就特别要 考虑功耗问题

我们再回到之前的 MOSFET 放大状态,对于 MOSFET 来说,它的 Id 电流其实 是受后级负载决定的,不是工程师所能控制的。但是 MOSFET 在开通过程中,必 须要经过这个放大区,只不过这个放大区功耗特别的大,所以就需要这个放大区 的时间就要特别的短。MOSFET 在这个区域特别危险,坏的最多

 

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