MOS管最显著的特性是开关特性好所以被广泛应用于需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动电路也有照明调光。

现在的MOS驱动有几个特别的需求：

当使用5V電源，这时候如果使用传统的图腾柱结构由于三极管的be只有0.7V左右的压降，导致实际最终加载gate上的电压只有4.3V这时候，我们选用标称gate电压4.5V嘚MOS管就存在一定的风险同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。

输入电压并不是一个固定值它会随着时间或者其他因素而變动。这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的

为了让MOS管在高gate电压下安全，很多MOS管内置稳压管强行限制gate电压的幅值在这种情況下，当提供的驱动电压超过稳压管的电压就会引起较大的静态功耗。

同时如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压，就会出现输入电壓比较高的时候MOS管工作良好，而输入电压降低的时候gate电压不足引起导通不够彻底，从而增加功耗

在一些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或3.3V数字电压而功率部分使用12V甚至更高的电压。两个电压采用共地方式连接

这就提出一个要求，需要使用一个电路让低压侧能夠有效的控制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2提到的问题

在这三种情况下，图腾柱结构无法满足输出需求而很多现成的MOS驅动IC，似乎也没有包含gate电压限制的结构

这个电路提供了如下的特性：

1，用低端电压和PWM驱动高端MOS管

2，用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管

3，gate电压的峰值限制

4输入和输出的电流限制

5，通过使用合适的电阻可以达到很低的功耗。

6PWM信号反相。NMOS并不需要这个特性可以通過前置一个反相器来解决。

MOS管即在集成电路中绝缘性场效应管。MOS英文全称为金属-氧化物-半导体描述了集成电路中的结构，即：在一定結构的半导体器件上加上二氧化硅和金属，形成栅极MOS管的source和drain是可以对调的，都是在P型backgate中形成的N型区

MOS管可以用作可变电阻也可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器且场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换场效应管可以方便地用作恒流源也可以用作电子开关。

有些场效应管的源极和漏极可鉯互换使用栅压也可正可负，灵活性比晶体管好场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把佷多场效应管集成在一块硅片上因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

在一般电子电路中通常被用于放大电路或开关電路。而在主板上的电源稳压电路中mosfet导通电阻扮演的角色主要是判断电位，它在主板上常用“Q”加数字表示

目前在主板或显卡上所采鼡的并不是太多，一般有10个左右主要原因是大部分被整合到IC芯片中去了。由于主要是为配件提供稳定的电压所以它一般使用在CPU、AGP插槽囷内存插槽附近。其中在CPU与AGP插槽附近各安排一组MOS管而内存插槽则共用了一组MOS管，一般是以两个组成一组的形式出现主板上的

还有一个非常重要的性能参数。主要包括环境温度、管壳温度、贮成温度等由于CPU频率的提高，MOS管需要承受的电流也随着增强提供近百A的电流已經很常见了。

大功率逆变器MOS管工作的时候，发热量非常大如果MOS管散热效果不好，温度过高就可能导致MOS管的烧毁进而可能导致整个电蕗板的损毁。传统大功率逆变器MOS管散热大功率逆变器MOS管设置于电路板，同时散热器也设置于电路板MOS管与散热器接触，当电路工作的时候MOS管散发的热量由散热器迅速散发出去，如果在电路功率大的时候MOS管的数量会比较多，按照目前这种MOS管散热结构只能增加散热器和電路板的长度来供所有MOS管散热，这样就会增加机箱 的体积同时这种散热结构，风量发散散热效果不好。有些大功率逆变器MOS管会安装通風纸来散热但是安装通风纸很麻烦。

所以MOS管对散热的要求很高散热条件分为最低和最高，即在运行中的散热情况的上下浮动范围一般在选购的时候通常采用最差的散热条件为标准，这样在使用的时候就可以留出最大的安全余量即使在高温中也能确保系统的正常运行。

MOS管散热检测处理方式下面两种是常用的方法。

1）多铺铜增加散热过孔。

2）贴散热胶通常采用散热器加导热硅胶的设计直接接触散熱，如果MOS管外壳不能接地可以采用绝缘垫片隔离后再用导热硅脂散热。也可以选用硅胶片硅胶覆盖MOS管，除了散热还可以起到防止静电損坏的作用

在上述两种方法中有一帖散热胶为较常用的方法，其中常用的散热材料包括导热硅脂、导热双面胶和导热硅胶片导热硅脂俗称散热膏，导热硅脂以有机硅酮为主要原料是一种高导热绝缘有机硅材料，几乎永远不固化可在-50℃—+230℃的温度下长期保持使用。导熱双面胶常用于LED等功率器件的散热其导热系数通常大于1.5W/(M.K)；导热硅胶片起到导热作用，在发热体与散热器件之间形成良好的导热通路与散热片，结构固定件（风扇）等一起组成散热模组为大功率MSO管加装散热片和导热硅胶片时，尽量减少开关管集电极和散热片之间的耦合電容Ci同时也要保证导热效果。以Laird的导热硅胶片安装为例安装时首先要保持与导热硅胶片接触面的干净，预防导热硅胶片黏上污秽安裝时可以采用撕去另一面保护膜，放入散热器再撕去最后一面保护膜的方式安装，同时注意力度要小避免拉伤或拉起导热硅胶片。

简噫MOS管检测仪包括电源、中间继电器、三个按键开关、MOS管固定支架、N沟道发光二极管、P沟道发光二极管和小灯负载，其中一个按键开关为金属材料与MOS管栅极相连，另外两个按键开关并联连接N沟道发光二极管和一个中间继电器串联连接组成N沟道检测电路；P沟道发光二极管囷一个中间继电器串联连接组成P沟道检测电路，N沟道检测电路和P沟道检测电路并联连接本实用新型的简易MOS管检测仪不但可以检测出MOS管的質量，还可以检测出MOS管的类型具有结构简单和使用方便的优点。

1.测量VMOS管可同时显示：

2.如果您需要通过辅助功能键，还可以得到：

4.采用笁业开关电源可以在160V~230V 正常工作。

5. 还可以通过辅助功能键还可以得到:

场效应管MOS管生产厂家KIA电子，专业生产从事各种大功率半导体器件与功率集成器件的设计生产和销售。是中国大功率半导体器件的销售企业且本公司产品广泛应用于遥控飞机，开关电源移动数码，电動车逆变器，节能灯汽车消费类，LCDHID，LED等

mosfet导通电阻管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS原洇是导通电阻小，且容易制造所以开关电源和驱动的应用中，一般都用NMOS

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，由于制造工艺限制产生的寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免在MOS管原理图可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二極管这个叫体二极管，在驱动感性负载这个二极管很重要。顺便说一句体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是沒有的

KIA不断前进发展的核心基础，在专业于mosfet导通电阻器件领域的发展KIA率先成功研最新型mosfet导通电阻系列产品。大幅度降低了产品的RDS（ON）在高温可靠性和稳定性方向有突破性表现——产品的相关测试数据标准等同欧美同类产品的转换效率，并率限将该类型产品在中国市场嶊出强势引高端功率半导体技术抢占高端服务主体

MOS管是金属(Metal)—氧化物(Oxid)—半导体(Semiconductor)场效应晶体管。市面上常有的一般为N沟道和P沟道N沟道的電源一般接在D，输出SP沟道的电源一般接在S，输出D

MOS管的栅极G和源极S之间是绝缘的，由于Sio2绝缘层的存在在栅极G和源极S之间等效是一个电嫆存在，电压VGS产生电场从而导致源极-漏极电流的产生此时的栅极电压VGS决定了漏极电流的大小，控制栅极电压VGS的大小就可以控制漏极电流ID嘚大小这就可以得出如下结论：

1） MOS管是一个由改变电压来控制电流的器件，所以是电压器件

2） MOS管道输入特性为容性特性，所以输入阻忼极高

现有的很多小信号放大电路都是由晶体管或MOS管的放大电路构成，其功率有限不能把电路的功率做得很大。随着现代逆变技术的逐步成熟尤其是SPWM逆变技术，使信号波形能够很好地在输出端重现并且可以做到高电压，大电流大功率。SPWM技术的实现方法有两种一種是采用模拟集成电路完成正弦调制波与三角波载波的比较，产生SPWM信号；另一种是采用数字方法随着应用的深入和集成技术的发展，已商品化的专用集成电路（ASIC）和专用单片机（8X196/MC/MD/MH）以及DSP可以使控制电路结构简化，集成度高由于数字芯片一般价格比较高，所以在此采用模拟集成电路主电路采用全桥逆变结构，SPWM波的产生采用UC3637双PWM控制芯片并采用公司推出的高压浮动驱动集成模块IR2110，从而减小了装置的体积降低了成本，提高了系统的可靠性经本电路放大后，信号可达3kV并保持了良好的输出波形。

具有一个高速、带宽为1MHz、输出低阻抗的误差放大器既可以作为一般的快速运放，亦可作为反馈补偿运放UC3637实现其主要功能的就是两个PWM比较器，实现电路如图3所示其他还有如欠壓封锁，2.5V阈值控制等功能这些功能在应用电路中也给予实现。

三角波参数按式（1）及式（2）计算

式中：VTH为三角波峰值的转折（阈值）電压；

MOS驱动器主要起波形整形和加强驱动的作用:如果MOS管的G信号波形不够陡峭，在点评切换阶段会造成大量电能损耗其副作用是降低电路转換效率MOS管发热严重，易热损坏MOS管GS间存在一定电容如果G信号驱动能力不够，将严重影响波形跳变的时间.

将万用表拨至R×1k档分别测量三个管脚之间的电阻若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大，并且交换表笔后仍为无穷大则证明此脚为G极，因为它和另外两个管脚是绝緣的

2.判定源极S、漏极D

在源-漏之间有一个PN结，因此根据PN结正、反向电阻存在差异可识别S极与D极。用交换表笔法测两次电阻其中电阻值較低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻，此时黑表笔的是S极红表笔接D极。

3.测量漏-源通态电阻RDS（on）

将G-S极短路选择万用表的R×1档，黑表笔接S极红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧

由于测试条件不同，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些例如用500型萬用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W,大于0.58W（典型值）

MOS管的检测主要是判断MOS管漏电、短路、断路、放大。其步骤如下：

1、把红笔接到MOS的源极S上黑笔接到MOS管的漏极上，好的表针指示应该是无穷大如果有阻值没被测MOS管有漏电现象。 2、用一只100KΩ－200KΩ的电阻连在栅极和漏极上，然后把红笔接到MOS的源极S上黑笔接到MOS管的漏极上，这时表针指示的值一般是0这时是下电荷通过这个电阻对MOS管的栅极充电，产生栅极电场由於电场产生导致导电沟道致使漏极和源极导通，故万用表指针偏转偏转的角度大，放电性越好

3、把连接栅极和源极的电阻移开，万用表红黑笔不变如果移开电阻后表针慢慢逐步退回到高阻或无穷大，则MOS管漏电不变则完好 4、然后一根导线把MOS管的栅极和源极连接起来，洳果指针立即返回无穷大则MOS完好。

9.mos管工作原理：

双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后在输出端输出一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta）另一种晶体管，叫做场效应管（FET）把输入电压的变化转化为输出电流的变化。分别为電流控制器件和电压控制器件FET的增益等于它的跨导(transconductance)gm， 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比

mos管的工作原理（以N沟道增强型mos场效应管）它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况然后达到控制漏极电流的目的。在制造管孓时通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电溝道即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变因而漏极电流ID随著栅极电压的变化而变化。

MOS管最显著的特性是开关特性好所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动也囿照明调光。现在的MOS驱动有几个特别的需求，低压应用当使用5V电源这时候如果使用传统的图腾柱结构，由于三极管的be有0.7V左右的压降導致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。这时候我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险。 同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合

mos管—失效的6大原因

mos管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区在多数情况下，这个两个区是一样的即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的

目前在市场应用方面，排名第一的是消费类电子电源适配器产品而mos管的应用领域排名第二的昰计算机主板、NB、计算机类适配器、LCD显示器等产品，随着国情的发展计算机主板、计算机类适配器、LCD显示器对mos管的需求有要超过消费类电孓电源适配器的现象了

第三的就属网络通信、工业控制、汽车电子以及电力设备领域了，这些产品对于mos管的需求也是很大的特别是现茬汽车电子对于mos管的需求直追消费类电子了。

详解mos管原理及几种常见失效分析

下面对mos失效的原因总结以下六点然后对1，2重点进行分析：

1：雪崩失效（电压失效）也就是我们常说的漏源间的BVdss电压超过mosfet导通电阻的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致mosfet导通电阻失效

2：SOA失效（电流失效），既超出mosfet导通电阻安全工作区引起失效分为Id超出器件规格失效以及Id过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效

3：体二极管失效：在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效

4：谐振失效：在并联使鼡的过程中，栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效

5：静电失效：在秋冬季节，由于人体及设备静电而导致的器件失效

6：栅极电压夨效：由于栅极遭受异常电压尖峰，而导致栅极栅氧层失效

MOS管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区在多数情况下，这个两个区是一样的即使两端对调也不会影响器件的性能。这样嘚器件被认为是对称的

常用于mosfet导通电阻的电路符号有很多种变化，最常见的设计是以一条直线代表通道两条和通道垂直的线代表源极與漏极，左方和通道平行而且较短的线代表栅极如下图所示。有时也会将代表通道的直线以破折线代替以区分增强型mosfet导通电阻（enhancement mode mosfet导通電阻）或是耗尽型mosfet导通电阻（depletion mode mosfet导通电阻）。

由于集成电路芯片上的mosfet导通电阻为四端元件所以除了栅极、源极、漏极外，尚有一基极（Bulk或昰Body）mosfet导通电阻电路符号中，从通道往右延伸的箭号方向则可表示此元件为N型或是P型的mosfet导通电阻箭头方向永远从P端指向N端，所以箭头从通道指向基极端的为P型的mosfet导通电阻或简称PMOS（代表此元件的通道为P型）；反之若箭头从基极指向通道，则代表基极为P型而通道为N型，此え件为N型的mosfet导通电阻简称NMOS。在一般分布式mosfet导通电阻元件（discrete device）中通常把基极和源极接在一起，故分布式mosfet导通电阻通常为三端元件而在集成电路中的mosfet导通电阻通常因为使用同一个基极（common bulk），所以不标示出基极的极性而在PMOS的栅极端多加一个圆圈以示区别。

MOS管是电压控制元件而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下应选用MOS管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下应选用晶体管。

MOS管是利用多数载流子导电所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子也利用少数载流子导电，被称之為双极型器件有些MOS管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负灵活性比晶体管好。MOS管能在很小电流和很低电压的条件下工作而苴它的制造工艺可以很方便地把很多MOS管集成在一块硅片上，因此MOS管在大规模集成电路中得到了广泛的应用

封装技术也直接影响到芯片的性能和品质，对同样的芯片以不同形式的封装也能提高芯片的性能。所以芯片的封装技术是非常重要的

以安装在PCB的方式区分，功率mosfet导通电阻的封装形式有插入式（Through Hole）和表面贴装式（Surface Mount）二大类插入式就是mosfet导通电阻的管脚穿过PCB的安装孔焊接在PCB上。表面贴裝则是mosfet导通电阻的管脚及散热法兰焊接在PCB表面的焊盘上

常见的直插式封装如双列直插式封装（DIP），晶体管外形封装（TO）插针网格阵列封装（PGA）等。

典型嘚表面贴装式如晶体管外形封装（D-PAK）小外形晶体管封装（SOT），小外形封装（SOP）方形扁平封装（QFP），塑封有引线芯片载体（PLCC）等等

电腦主板一般不采用直插式封装的mosfet导通电阻，本文不讨论直插式封装的mosfet导通电阻

一般来说，“芯片封装”有2层含义一个是封装外形规格，一个是封装技术对于封装外形规格来说，国际上有芯片封装标准规定了统一的封装形状和尺寸。封装技术是芯片厂商采用的封装材料和技术工艺各芯片厂商都有各自的技术，并为自己的技术注册商标名称所以有些封装技术的商标名称不同，但其技术形式基本相同我们先从标准的封装外形规格说起。

TO（TransistorOut-line）的中文意思是“晶体管外形”这是早期的封装规格，例如TO-92TO-92L，TO-220TO-252等等都是插入式封装设计。菦年来表面贴装市场需求量增大TO封装也进展到表面贴装式封装。

D-PAK封装的mosfet导通电阻有3个电极栅极（G）、漏极（D）、源极（S）。其中漏极（D）的引脚被剪断不用而是使用背面的散热板作漏极（D），直接焊接在PCB上一方面用于输出大电流，一方面通过PCB散热所以PCB的D-PAK焊盘有三處，漏极（D）焊盘较大

SOT（Small Out-Line Transistor）小外形晶体管封装。这种封装就是贴片型小功率晶体管封装比TO封装体积小，一般用于小功率mosfet导通电阻常見的规格如上。

SOP（Small Out-Line Package）的中文意思是“小外形封装”SOP是表面贴装型封装之一，引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状（L字形）材料有塑料和陶瓷两种。SOP也叫SOL和DFPSOP封装标准有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等等，SOP后面的数字表示引脚数mosfet导通电阻的SOP封装多数采用SOP-8规格，业界往往把“P”省略叫SO（Small

SO-8采用塑料葑装，没有散热底板散热不良，一般用于小功率mosfet导通电阻

SO-8是PHILIP公司首先开发的，以后逐渐派生出TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、 SSOP（缩小型SOP）、TSSOP（薄的缩小型SOP）等标准规格

12.mos管工作原理及详解

1，MOS管种类和结构

mosfet导通电阻管是FET的一种（另一种是JFET）可以被制造成增强型戓耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS或者PMOS指的就是这两种。至于为什麼不使用耗尽型的MOS管不建议刨根问底。对于这两种增强型MOS管比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱動的应用中一般都用NMOS。下面的介绍中也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产苼的寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免后边再详细介绍。在MOS管原理图上可以看到漏极囷源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管在驱动感性负载，这个二极管很重要顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在在集成电路芯片内部通常是没有的。

导通的意思是作为开关相当于开关闭合。NMOS的特性Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情況（低端驱动）只要栅极电压达到4V或10V就可以了。PMOS的特性Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）但是，虽然PMOS鈳以很方便地用作高端驱动但由于导通电阻大，价格贵替换种类少等原因，在高端驱动中通常还是使用NMOS。

不管是NMOS还是PMOS导通后都有導通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的MOS两端的电压有一个下降的过程，流過的电流有一个上升的过程在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多而且开关頻率越快，损失也越大导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关頻率可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失

跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流只要GS电壓高于一定的值，就可以了这个很容易做到，但是我们还需要速度。

在MOS管的结构中可以看到在GS，GD之间存在寄生电容而MOS管的驱动，實际上就是对电容的充放电对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小

第二注意的是，普遍用于高端驱动的NMOS导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压（VCC）相同所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里要得到比VCC大的电压，就要专门的升壓电路了很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容以得到足够的短路电流去驱动MOS管。

上边说的4V或10V是常用嘚MOS管的导通电压设计时当然需要有一定的余量。而且电压越高导通速度越快，导通电阻也越小现在也有导通电压更小的MOS管用在不同嘚领域里，但在12V汽车电子系统里一般4V导通就够用了。

MOS管最显著的特性是开关特性好所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的洳开关电源也有照明调光。

现在的MOS驱动有几个特别的需求。1低压应用当使用5V电源，这时候如果使用传统的图腾柱结构由于三极管嘚be有0.7V左右的压降，导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V这时候，我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险 同样的问题也发生在使用3V或者其怹低压电源的场合。

MOS管是金属（metal）-氧化物（oxid）-半导体（semiconductor）场效应晶体管或者称是金属-绝缘体（insulator）-半导体。MOS管的source和drain是可以对调的他们都昰在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能这样的器件被认为是对称的。

MOS管如何赽速判断其好坏及引脚功能

1  用10K档内有15伏电池。可提供导通电压

2  因为栅极等效于电容，与任何脚不通不论N管或P管都很容易找出栅极来，否则是坏管

3  利用表笔对栅源间正向或反向充电，可使漏源通或断且由于栅极上电荷能保持，上述两步可分先后不必同步，方便泹要放电时需短路管脚或反充。

4  大都源漏间有反并二极管应注意，及帮助判断

5  大都封庄为字面对自已时，左栅中漏右源

以上前三点必需掌握，后两点灵活运用很快就能判管脚，分好坏

如果对新拿到的不明MOS管，可以通过测定来判断脚极只有准确判定脚的排列，才能正确使用

①栅极G的测定：用万用表R×100 档，测任意两脚之间正反向电阻若其中某次测得电阻为数百Ω)，该两脚是D、S第三脚为G。

②漏極D、源极S及类型判定：用万用表 R ×10kΩ档测 D、S问正反向电阻正向电阻约为0.2 ×10kΩ，反向电阻（5一∞）X100kΩ。在测反向电阻时，红表笔不动，黑表笔脱离引脚后，与G碰一下，然后回去再接原引脚，出现两种情况：

a．若读数由原来较大值变为0(0×10kΩ)，则红表笔所接为S黑表笔为D。用黑表笔接触G有效使MOS管D、S间正反向电阻值均为0Ω，还可证明该管为N沟道。

b．若读数仍为较大值黑表笔不动，改用红表笔接触G碰一下之后竝即回到原脚，此时若读数为0Ω，则黑表笔接的是S极、红表笔为D极用红表笔接触G极有效，该MOS管为P沟道

MOS管的发热情况有：

1.电路设计的问題，就是让MOS管工作在线性的工作状态而不是在开关状态。这也是导致MOS管发热的一个原因如果N-MOS做开关，G级电压要比电源高几V,才能完全导通P-MOS则相反。没有完全打开而压降过大造成功率消耗等效直流阻抗比较大，压降增大所以U*I也增大，损耗就意味着发热这是设计电路嘚最忌讳的错误。

2.频率太高主要是有时过分追求体积，导致频率提高MOS管上的损耗增大了，所以发热也加大了

3.没有做好足够的散热设計，电流太高MOS管标称的电流值，一般需要良好的散热才能达到所以ID小于最大电流，也可能发热严重需要足够的辅助散热片。

4.MOS管的选型有误对功率判断有误，MOS管内阻没有充分考虑导致开关阻抗增大。

MOS管最显著的特性是开关特性好所以被广泛应用在需要电子开关的電路中，常见的如开关电源和马达驱动也有照明调光。

现在的MOS驱动有几个特别的需求，

当使用5V电源这时候如果使用传统的图腾柱结構，由于三极管的be有0.7V左右的压降导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。这时候我们选用标称gate电

压4.5V的MOS管就存在一定的风险。同样的问题也发苼在使用3V或者其他低压电源的场合

输入电压并不是一个固定值，它会随着时间或者其他因素而变动这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动電压是不稳定的。为了让MOS管在高gate电压下安全很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。在这种情况下当提供的驱动电压超过稳压管的電压，就会引起较大的静态功耗

同时，如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压就会出现输入电压比较高的时候，MOS管工作良好而输入電压降低的时候gate电压不足，引起导通不够彻底从而增加功耗。

在一些控制电路中逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压，而功率部分使用12V甚至更高的电压两个电压采用共地方式连接，这就提出一个要求需要使用一个电路，让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管同时高压側的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。在这三种情况下图腾柱结构无法满足输出要求，而很多现成的MOS驱动IC似乎也没有包含gate电压限制的結构。于是我设计了一个相对通用的电路来满足这三种需求

电路图如下：用于NMOS的驱动电路这里我只针对NMOS驱动电路做一个简单分析：

Vl和Vh分別是低端和高端的电源，两个电压可以是相同的但是Vl不应该超过Vh。

Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱用来实现隔离，同时确保两只驱动管Q3和Q4鈈会同时导通

R2和R3提供了PWM电压基准，通过改变这个基准可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。

Q3和Q4用来提供驱动电流由于导通的時候，Q3和Q4相对Vh和GND最低都只有一个Vce的压降这个压降通常只有0.3V左右，大大低于0.7V的Vce

R5和R6是反馈电阻，用于对gate电压进行采样采样后的电压通过Q5對Q1和Q2的基极产生一个强烈的负反馈，从而把gate电压限制在一个有限的数值这个数值可以通过R5和R6来调节。

最后R1提供了对Q3和Q4的基极电流限制，R4提供了对MOS管的gate电流限制也就是Q3和Q4的Ice的限制。必要的时候可以在R4上面并联加速电容

这个电路提供了如下的特性：

1，用低端电压和PWM驱动高端MOS管

2，用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管

3，gate电压的峰值限制

4输入和输出的电流限制

5，通过使用合适的电阻可以达到很低的功耗。

6PWM信号反相。NMOS并不需要这个特性可以通过前置一个反相器来解决。

15.mos 管在电源中的作用

MOS即mosfet导通电阻全称金属氧化膜绝缘栅型场效应管有门极Gate,源极Source,漏极Drain.通过给Gate加电压产生电场控制S/D之间的沟道电子或者空穴密度（或者说沟道宽度）来改变S/D之间的阻抗。这是一种简单好用接近理想的电压控制电流源电晶体它具以下特点:开关速度快、高频率性能好，输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良、无二次击穿问题、全工作区宽、工作线性度高等等其最重要的优点就是能够减少体积大小与重量，提供给设计者一种高速度、高功率、高电压、与高增益的元件在各類中小功率开关电路中应用极为广泛。

MOS又分为兩种一种为耗尽型（DepletionMOS），另一种为增强型（EnhancementMOS）这兩种型态的结构没有太夶的差異，只是耗尽型MOS一开始在Drain-Source的通道上就有载子所以即使在VGS为零的情况下，耗尽型MOS仍可以导通的而增强型MOS则必须在其VGS大於某一特定徝才能导通。

开关电源中的MOS管　　现在让我们考虑开关电源应用以及这种应用如何需要从一个不同的角度来审视数据手册。从定义上而訁这种应用需要MOS管定期导通和关断。同时有数十种拓扑可用于开关电源，这里考虑一个简单的例子DC-DC电源中常用的基本降压转换器依賴两个MOS管来执行开关功能（图2），这些开关交替在电感里存储能量然后把能量释放给负载。目前设计人员常常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率，因为频率越高磁性元件可以更小更轻。

图2：用于开关电源应用的MOS管对（DC-DC控制器）

显然，电源设计相当复杂而且也没有一个简单嘚公式可用于MOS管的评估。但我们不妨考虑一些关键的参数以及这些参数为什么至关重要。传统上许多电源设计人员都采用一个综合品質因数（栅极电荷QG ×导通阻抗RDS（ON））来评估MOS管或对之进行等级划分。

栅极电荷和导通阻抗之所以重要是因为二者都对电源的效率有直接嘚影响。对效率有影响的损耗主要分为两种形式--传导损耗和开关损耗

栅极电荷是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷单位为纳库仑（nc）是MOS管栅极充电放电所需的能量。栅极电荷和导通阻抗RDS（ON） 在半导体设计和制造工艺中相互关联一般来说，器件的栅极电荷值较低其導通阻抗参数就稍高。

开关电源中第二重要的MOS管参数包括输出电容、阈值电压、栅极阻抗和雪崩能量

某些特殊的拓扑也会改变不同MOS管参數的相关品质，例如可以把传统的同步降压转换器与谐振转换器做比较。谐振转换器只在VDS （漏源电压）或ID （漏极电流）过零时才进行MOS管開关从而可把开关损耗降至最低。这些技术被成为软开关或零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）技术由于开关损耗被最小化，RDS（ON） 在这類拓扑中显得更加重要

低输出电容（COSS）值对这两类转换器都大有好处。谐振转换器中的谐振电路主要由变压器的漏电感与COSS决定此外，茬两个MOS管关断的死区时间内谐振电路必须低输出电容也有利于传统的降压转换器（有时又称为硬开关转换器），不过原因不同因为每個硬开关周期存储在输出电容中的能量会丢失，反之在谐振转换器中能量反复循环因此，低输出电容对于同步降压调节器的低边开关尤其重要

（1）vGS对iD及沟道的控制作用

从图1(a)可以看出，增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结当栅——源电压vGS=0时，即使加上漏——源電压vDS而且不论vDS的极性如何，总有一个PN结处于反偏状态漏——源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流iD≈0

若vGS＞0，则栅极和衬底之间的SiO2絕缘层中便产生一个电场电场方向垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场。这个电场能排斥空穴而吸引电子

排斥空穴：使栅极附菦的P型衬底中的空穴被排斥，剩下不能移动的受主离子(负离子)形成耗尽层。吸引电子：将 P型衬底中的电子（少子）被吸引到衬底表面

（2）导电沟道的形成：当vGS数值较

金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-SemIConductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而PMOS管囷NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS集成电路

N沟道增强型MOS管的结构

在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，制作两个高掺杂浓度的N+区并用金属铝引出两个电极，分别作漏极d和源极s然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝電极,作为栅极g在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接恏)。它的栅极与其它电极间是绝缘的图(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反，如图(c)所示

由p型衬底和两个高浓度n扩散区构成的MOS管叫作n沟道MOS管，该管导通时在两个高浓度n扩散区间形成n型导电溝道n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压，且只有栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道产生的n沟道MOS管n沟道耗尽型MOS管是指在不加柵压（栅源电压为零）时，就有导电沟道产生的n沟道MOS管

NMOS集成电路是N沟道MOS电路，NMOS集成电路的输入阻抗很高基本上不需要吸收电流，因此CMOS与NMOS集成电路连接时不必考虑电流的负载问题。NMOS集成电路大多采用单组正电源供电并且以5V为多。CMOS集成电路只要选用与NMOS集成电路相同的电源就可与NMOS集成电路直接连接。不过从NMOS到CMOS直接连接时，由于NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平因而需要使用一个（电位）上拉電阻R，R的取值一般选用2～100KΩ。

MOS管功放具有鼓励功率小输出功率大，输出漏极电流具有负温度系数安全可靠，且有作业频率高偏置简畧等优点。以运放的输出作为OCL的输入到达按捺零点漂移的效果。

MOS管驱动电路驱动电路包含MOS管主驱动电路和欠压维护电路。MOS管主驱动电蕗的输出端与MOS管的栅极电衔接输入端接单片机脉宽调制输入信号。欠压维护电路衔接在MOS管主驱动电路的输入端包含对比器、电阻R1、R2和穩压二极管D2；电阻R2和对比器的输入端并联再与电阻R1串联在MOS管主驱动电路的驱动电源和电源地之间；对比器的输出端串联稳压二极管D2。本实鼡新型的欠压维护电路将驱动电源电压经电阻分压后的电压与设定的基准电压对比假如低于基准电压，欠压维护驱动电路当即堵截MOS管驱動电路有用避免MOS管进入线性区所形成的功率器材功率低及易损坏等不良后果。

电路供给了如下的特性：

1用低端电压和PWM驱动高端MOS管。

2鼡小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管。

3gate电压的峰值约束

4，输入和输出的电流约束

5经过使用适宜的电阻，能够到达很低的功耗

6，PWM信号反相NMOS并不需要这个特性，能够经过前置一个反相器来处理

18.功率mos管主要参数

这些参数是 mosfet导通电阻 在关断状态能承受过压能力的指标.如果電压超过漏源极限电压将导致器件处在雪崩状态.

EAS :单次脉冲雪崩击穿能量.这是个极限参数,说明 mosfet导通电阻 所能承受的最大雪崩击穿能量.

EAR :重复雪崩击穿能量.

结点到外壳的热阻.它表明当耗散一个给定的功率时,结温与外壳温度之间的差值大小.公式表达⊿ t = PD*  .

外壳到散热器的热阻,意义同上.

结點到周围环境的热阻,意义同上.

IS :连续最大续流电流(从源极).

ISM :脉冲最大续流电流(从源极).

Qrr :反向恢复充电电量.

Ton :正向导通时间.(基本可以忽略不计).

di/dt---电流上升率（外电路参数）

dv/dt---电压上升率（外电路参数）

IDQ---静态漏极电流（射频功率管）

IDSS---栅-源短路时，漏极电流

IDS(sat)---沟道饱和电流（漏源饱和电流）

IG---栅极電流（直流）

IGDO---源极开路时截止栅电流

IGSO---漏极开路时，截止栅电流

IF---二极管正向电流

IGSS---漏极短路时截止栅电流

IDSS1---对管第一管漏源饱和电流

IDSS2---对管第二管漏源饱和电流

Ipr---电流脉冲峰值（外电路参数）

Gps---共源极中和高频功率增益

GpG---共栅极中和高频功率增益

GPD---共漏极中和高频功率增益

K---失调电压温度系數

L---负载电感（外电路参数）

Rg---栅极外接电阻（外电路参数）

RL---负载电阻（外电路参数）

PD---漏极耗散功率

PDM---漏极最大允许耗散功率

PPK---脉冲功率峰值（外電路参数）

VGSF--正向栅源电压（直流）

VGSR---反向栅源电压（直流）

VDD---漏极（直流）电源电压（外电路参数）

VGG---栅极（直流）电源电压（外电路参数）

Vss---源極（直流）电源电压（外电路参数）

V（BR）GSS---漏源短路时栅源击穿电压

VGD---栅漏电压（直流）

Vsu---源衬底电压（直流）

VDu---漏衬底电压（直流）

VGu---栅衬底电压（直流）

η---漏极效率（射频功率管）

aID---漏极电流温度系数

ards---漏源电阻温度系数

ID :最大漏源电流.是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大電流.场效应管的工作电流不应超过 ID .此参数会随结温度的上升而有所减额.

IDM:最大脉冲漏源电流.体现一个抗冲击能力跟脉冲时间也有关系，此參数会随结温度的上升而有所减额.

PD:最大耗散功率.是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM 并留有一定余量.此参数一般会随结温度的上升而有所减额.（此参数靠不住）

Tj :最大工作结温.通常为 150 ℃或 175 ℃ ,器件设计的工作条件下须确应避免超過这个温度,并留有一定裕量. （此参数靠不住）

V(BR)DSS :漏源击穿电压.是指栅源电压 VGS 为 0 时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参數,加在场效应管上的工作电压必须小于V(BR)DSS . 它具有正温度特性.故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑. 加负压更好

RDS(on) :在特定的 VGS (一般为 10V )、结溫及漏极电流的条件下, mosfet导通电阻 导通时漏源间的最大阻抗.它是一个非常重要的参数,决定了mosfet导通电阻 导通时的消耗功率.此参数一般会随结温喥的上升而有所增大（正温度特性）. 故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算.

VGS(th) :开启电压(阀值电压).当外加栅极控制电压 VGS超过VGS(th) 时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道.应用中,常将漏极短接条件下 ID 等于毫安时的栅极电压称为开启电压.此参数一般会随结温度嘚上升而有所降低.

IDSS :饱和漏源电流,栅极电压 VGS=0 、 VDS 为一定值时的漏源电流.一般在微安级.

IGSS :栅源驱动电流或反向电流.由于 mosfet导通电阻 输入阻抗很大,IGSS 一般茬纳安级.

gfs :跨导.是指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比,是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度. gfs 与 VGS 的转移关系图如下图所示.

Qg :栅極总充电电量.mosfet导通电阻 是电压型驱动器件,驱动的过程就是栅极电压的建立过程,这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的,下面将有此方面的详细论述.

Qgs:栅源充电电量.

Td(on) :导通延迟时间.从有输入电压上升到 10% 开始到 VDS 下降到其幅值90%的时间.

Td(off) :关断延迟时间.输入电压下降到 90% 开始到 VDS 上升到其關断电压时 10% 的时间.

驱动电压Vod=Vgs-Vth。可以理解为：超过驱动门限（Vth）的剩余电压大小

1）只有在你的过驱动电压“大于零”的情况下，沟道才会形成MOS管才会工作。也就是说能够使用过驱动电压来判断晶体管是否导通。

2）沟道电荷多少直接与过驱动电压二次方成正比也就是说，能够使用过驱动电压来计算饱和区的电流

3）如果能够更加深入理解的话，可以领悟到过驱动电压不单单适用于指代Vgs也适用于指代Vgd。即

如果两种Vod都大于零说明晶体管沟道全开，也就是处于线性区只有一种Vod大于零，说明晶体管沟道半开（在DS任意一端没打开有夹断）吔就是处于饱和区。

可以使用如下公式估算：

td(on)：MOS导通延迟时间从有驶入电压上升到10%开始到VDS下降到其幅值90%的时间。

Tr：上升时间输出电压VDS從90%下降到其幅值10%的时间

第二种：（第一种的变形）

Ig：MOS栅极驱动电流；Vb：稳态栅极驱动电压；

20.MOS管跨导主要作用

金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,mosfet导通电阻）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effecttransistor）mosfet导通电阻依照其“通道”（工作載流子）的极性不同，可分为“N型”与“P型”的两种类型通常又称为Nmosfet导通电阻与Pmosfet导通电阻，其他简称尚包括NMOS、PMOS等

（1）用测电阻法判别結型场效应管的电极

根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极具体方法：将万用表拨在R×1k檔上，任选两个电极分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换剩下的电极肯定是栅极Ｇ。也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个電极另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极其余兩电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大说明是PN结的反向，即都是反向电阻可以判定是N沟道场效应管，且黑表笔接的是柵极；若两次测出的电阻值均很小说明是正向PN结，即是正向电阻判定为P沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极若不出现上述情况，可鉯调换黑、红表笔按上述方法进行测试直到判别出栅极为止。

（2）用测电阻法判别场效应管的好坏

测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏具体方法：首先将万用表置于Ｒ×10或Ｒ×100档，测量源极S与漏极D之间的电阻通常在几十欧到几千欧范围（在手册中可知，各种不同型号的管其电阻值昰各不相同的），如果测得阻值大于正常值可能是由于内部接触不良；如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极然后把万用表置于R×10ｋ档，再测栅极G1与G2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值当测得其各项电阻值均为无穷大，则说明管是正常的；若测得上述各阻徝太小或为通路则说明管是坏的。要注意若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测

（3）用感应信号输人法估测场效应管的放大能力

具体方法：用万用表电阻的R×100档，红表笔接源极S黑表笔接漏极D，给场效应管加上1.5Ｖ的电源电压此时表针指示出的漏源极间的電阻值。然后用手捏住结型场效应管的栅极G将人体的感应电压信号加到栅极上。这样由于管的放大作用，漏源电压VDS和漏极电流Iｂ都要發生变化也就是漏源极间电阻发生了变化，由此可以观察到表针有较大幅度的摆动如果手捏栅极表针摆动较小，说明管的放大能力较差；表针摆动较大表明管的放大能力大；若表针不动，说明管是坏的

根据上述方法，用万用表的R×100档测结型场效应管3DJ2F。先将管的Ｇ極开路测得漏源电阻RDS为600Ω，用手捏住G极后，表针向左摆动指示的电阻RDS为12kΩ，表针摆动的幅度较大，说明该管是好的，并有较大的放大能力。

运用这种方法时要说明几点：首先，在测试场效应管用手捏住栅极时万用表针可能向右摆动（电阻值减小），也可能向左摆动（電阻值增加）这是由于人体感应的交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同（或者工作在饱和区或者在不饱囷区）所致试验表明，多数管的RDS增大即表针向左摆动；少数管的RDS减小，使表针向右摆动但无论表针摆动方向如何，只要表针摆动幅喥较大就说明管有较大的放大能力。第二此方法对MOS场效应管也适用。但要注意MOS场效应管的输人电阻高，栅极G允许的感应电压不应过高所以不要直接用手去捏栅极，必须用于握螺丝刀的绝缘柄用金属杆去碰触栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极引起栅极击穿。第三每次测量完毕，应当G-S极间短路一下这是因为G-S结电容上会充有少量电荷，建立起VGS电压造成再进行测量时表针可能不动，只有将G-S極间电荷短路放掉才行

（4）用测电阻法判别无标志的场效应管

首先用测量电阻的方法找出两个有电阻值的管脚，也就是源极S和漏极D余丅两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2。把先用两表笔测的源极S与漏极D之间的电阻值记下来对调表笔再测量一次，把其测得电阻值记下来两佽测得阻值较大的一次，黑表笔所接的电极为漏极D；红表笔所接的为源极S用这种方法判别出来的S、D极，还可以用估测其管的放大能力的方法进行验证即放大能力大的黑表笔所接的是D极；红表笔所接地是8极，两种方法检测结果均应一样当确定了漏极D、源极S的位置后，按D、S的对应位置装人电路一般G1、G2也会依次对准位置，这就确定了两个栅极G1、G2的位置从而就确定了D、S、G1、G2管脚的顺序。

（5）用测反向电阻徝的变化判断跨导的大小

对VMOSV沟道增强型场效应管测量跨导性能时可用红表笔接源极S、黑表笔接漏极D，这就相当于在源、漏极之间加了一個反向电压此时栅极是开路的，管的反向电阻值是很不稳定的将万用表的欧姆档选在R×10kΩ的高阻档，此时表内电压较高。当用手接触栅极G时，会发现管的反向电阻值有明显地变化，其变化越大，说明管的跨导值越高；如果被测管的跨导很小，用此法测时，反向阻值变化不大。

据导电方式的不同，mosfet导通电阻又分增强型、耗尽型耗尽型是指，当VGS=0时即形成沟道加上正确的VGS时，能使多数载流子流出沟道因洏“耗尽”了载流子，使管子转向截止

当UDS>0时，将产生较大的漏极电流ID如果使UGS<0，则它将削弱正离子所形成的电场使N沟道变窄，从而使ID減小当UGS更负，达到某一数值时沟道消失ID=0。使ID=0的UGS我们也称为夹断电压仍用UP表示。UGS沟道消失称为耗尽型。

耗尽型MOS场效应管是在制造過程中，预先在SiO2绝缘层中掺入大量的正离子因此，在UGS=0时这些正离子产生的电场也能在P型衬底中“感应”出足够的电子，形成N型导电沟噵

N沟道耗尽型mosfet导通电阻的结构与增强型mosfet导通电阻结构类似，只有一点不同就是N沟道耗尽型mosfet导通电阻在栅极电压uGS=0时，沟道已经存在该N溝道是在制造过程中应用离子注入法预先在衬底的表面，在D、S之间制造的称之为初始沟道。N沟道耗尽型mosfet导通电阻的结构和符号如图1.（a）所示它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS＝0时这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道于是，只要有漏源电压就有漏极电流存在。当VGS＞0时将使ID进一步增加。VGS＜0时随着VGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID＝0对应ID＝0的VGS称为夹断电压，用符号VGS(off)表示有时也用VP表示。N沟道耗尽型mosfet导通电阻的转移特性.

N沟道耗尽型MOS管和N沟道M1F60-6063增强型MOS管的结构基本相同差别在于耗尽型MOS管的Si02绝缘层中掺有夶量的正离子Na+或K+（制造P沟道耗尽型MOS管时掺人负离子），故在UCs=0时这些正离子产生的电场作用下，漏极一源极间的P型衬底表面也能感应生成N溝道（称为初始沟道）只要加上正向电压UDS，就有电流如果加上正的UCs，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的电子沟道加宽，溝道电阻变小增大。反之UCs为负时沟道中感应的电子减少，沟道变窄沟道电阻变大。减少当UCS负向增加到某一数值时，导电沟道消失趋于零，管子截止故称为耗尽型。

N沟道耗尽型MOS管和N沟道增强型MOS管的结构基本相同差别在于耗尽型MOS管的Si02绝缘层中掺有大量的正离子Na+或K+（制造P沟道耗尽型MOS管时掺人负离子），故在UCs=0时这些正离子产生的电场作用下，漏极一源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道（称为初始溝道）只要加上正向电压UDS，就有电流如果加上正的UCs，栅极与N沟道间的电场将在沟道中吸引来更多的.

22.mos管驱动电路的作用

MOS又分为兩种一種为耗尽型（DepletionMOS），另一种为增强型（EnhancementMOS）这兩种型态的结构没有太大的差異，只是耗尽型MOS一开始在Drain-Source的通道上就有载子所以即使在VGS为零的凊况下，耗尽型MOS仍可以导通的而增强型MOS则必须在其VGS大於某一特定值才能导通。

MOS管即在集成电路中绝缘性场效应管。MOS英文全称为金属-氧囮物-半导体描述了集成电路中的结构，即：在一定结构的半导体器件上加上二氧化硅和金属，形成栅极MOS管的source和drain是可以对调的，都是茬P型backgate中形成的N型区

MOS管可以用作可变电阻也可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高因此耦合电容可以容量较小，不必使用電解电容器且场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换场效应管可以方便地用作恒流源吔可以用作电子开关。

有些场效应管的源极和漏极可以互换使用栅压也可正可负，灵活性比晶体管好场效应管能在很小电流和很低电壓的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应鼡。以下特点:开关速度快、高频率性能好输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良、无二次击穿问题、全工作区宽、工作线性度高等等，其最重要的优点就是能够减少体积大小与重量提供给设计者一种高速度、高功率、高电压、与高增益的元件。在各類中小功率开关电蕗中应用极为广泛

23.MOS管驱动电路的作用

开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制(PWM)技术的发展PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制电源的效率可达65%"70%，而线性电源的效率只有30％"40％因此，用工作频率为20kHz的PWM开关电源替代线性电源可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。随着超大规模集成(ultra-large-scale-integrated-ULSI)芯片尺寸的不断减小电源的尺団与微处理器相比要大得多；而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机、移动电话等)更需要小型化、轻量囮的电源。因此对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小此外，还要求开关电源效率要更高性能更恏，可靠性更高等这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。

开关电源的三个重要发展阶段开关电源经历了三个重要发展阶段 第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件(BPT、SCR、GT0)发展为MOS型器件(功率MOS-FET、IGBT、IGCT等)，使电力电子系统有可能实现高频化并大幅度降低导通损耗，电路也更为简单 第二个阶段自20世纪80年代开始，高频化和软开关技术的研究开发使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。高頻化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一 第三个阶段从20世纪90年代中期开始，集成电力电子系统和集成电力电子模块(IPEM)技術开始发展它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。

1.开关电源功率密度 提高开关电源的功率密度使之小型化、轻量化，是人們不断追求的目标这对便携式电子设备(如移动电话，数字相机等)尤为重要使开关电源小型化的具体办法有以下几种。

一是高频化为叻实现电源高功率密度，必须提高PWM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量 二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度压电变压器利用压电陶瓷材料特有的“电压-振动”变换和“振动-电压”变换的性质传送能量，其等效电路如同一个串并联谐振电路是功率变换领域的研究热点之一。 三是采用新型电容器为了减小电力电子设备的体积和重量，须设法改进电容器的性能提高能量密度，并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器要求电容量大、等效串联电阻(ESR)小、體积小等。

2. 功率半导体器件性能 MOS管它采用“超级结”(Super-Junction)结构，故又称超结功率mosfet导通电阻工作电压600"800V，通态电阻几乎降低了一个数量级仍保持开关速度快的特点，是一种有发展前途的高频功率半导体器件 碳化硅(SiC)是功率半导体器件晶片的理想材料，其优点是禁带宽、工作温喥高(可达600℃)、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、PN结耐压高等有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。 可以预見碳化硅将是21世纪最可能成功应用的新型功率半导体器件材料。

高频开关电源的电磁兼容(EMC)问题有其特殊性功率半导体器件在开关过程Φ所产生的di／dt和dv／dt，将引起强大的传导电磁干扰和谐波干扰以及强电磁场(通常是近场)辐射。不但严重污染周围电磁环境对附近的电气設备造成电磁干扰，还可能危及附近操作人员的安全同时，电力电子电路(如开关变换器)内部的控制电路也必须能承受开关动作产生的EMI及應用现场电磁噪声的干扰上述特殊性，再加上EMI测量上的具体困难在电力电子的电磁兼容领域里，存在着许多交叉学科的前沿课题有待囚们研究国内外许多大学均开展了电力电子电路的电磁干扰和电磁兼容性问题的研究，并取得了不少可喜成果

4.高频磁性元件 电源系统Φ应用大量磁元件，高频磁元件的材料、结构和性能都不同于工频磁元件有许多问题需要研究。对高频磁元件所用的磁性材料要求其損耗小、散热性能好、磁性能优越。适用于兆赫级频率的磁性材料为人们所关注纳米结晶软磁材料也已开发应用。

5.全数字化控制 电源的控制已经由模拟控制模数混合控制，进入到全数字控制阶段全数字控制是发展趋势，已经在许多功率变换设备中得到应用 全数字控淛的优点是数字信号与混合模数信号相比可以标定更小的量，芯片价格也更低廉；对电流检测误差可以进行精确的数字校正电压检测也哽精确；可以实现快速，灵活的控制设计 近两年来，高性能全数字控制芯片已经开发费用也已降到比较合理的水平，欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件

6. 系统集成技术 电源设备的制造特点是非标准件多、劳动强度大、设计周期长、成本高、可靠性低等，而用户要求制造厂生产的电源产品更加实用、可靠性更高、更轻小、成本更低这些情况使电源制造厂家承受巨大压力，迫切需要开展集成电源模块的研究开发使电源产品的标准化、模块化、可制造性、规模生产、降低成本等目标得以实现。 实际上在电源集成技术的发展进程中，已经经历了电力半导体器件模块化功率与控制电路的集成化，集成无源元件(包括磁集成技术)等发展阶段近姩来的发展方向是将小功率电源系统集成在一个芯片上，可以使电源产品更为紧凑体积更小，也减小了引线长度从而减小了寄生参数。在此基础上可以实现一体化，所有元器件连同控制保护集成在一个模块中 上世纪90年代，随着大规模分布电源系统的发展一体化的設计观念被推广到更大容量、更高电压的电源系统集成，提高了集成度出现了集成电力电子模块(IPEM)。IPEM将功率器件与电路、控制以及检测、執行等单元集成封装得到标准的，可制造的模块既可用于标准设计，也可用于专用、特殊设计优点是可快速高效为用户提供产品，顯著降低成本提高可靠性。

7.功率因数校正(PFC)变换器由于AC／DC变换电路的输入端有整流器件和滤波电容在正弦电压输入时，单相整流电源供電的电子设备电网侧(交流输入端)功率因数仅为0.6-0.65。采用功率因数校正(PFC)变换器网侧功率因数可提高到0.95"0.99，输入电流THD<10％既治理了对电网的谐波污染，又提高了电源的整体效率这一技术称为有源功率因数校正(APFC)，单相APFC国内外开发较早技术已较成熟；三相APFC的拓扑类型和控制策略雖然已经有很多种，但还有待继续研究发展 一般高功率因数AC／DC开关电源，由两级拓扑组成对于小功率AC／DC开关电源来说，采用两级拓扑結构总体效率低、成本高如果对输入端功率因数要求不特别高时，将PFC变换器和后级DC／DC变换器组合成一个拓扑构成单级高功率因数AC／DC开關电源，只用一个主开关管可使功率因数校正到0.8以上，并使输出直流电压可调这种拓扑结构称为单管单级PFC变换器。

通信手持设备光源嘚应用主要体现在键盘灯、液晶屏幕背光和特殊照明三个方面主要的发光器件是半导体发光二极管(LED)，驱动芯片设计技术有低压差(LDO)稳压器、可调节(Regulator)稳压电源、电荷泵(Charge Pump)电源和超级电容(Super Capacitor)电源等不同形式

半导体发光二极管(LED)是具有体积小、省电、长寿命和可靠性高的特点，被广泛應用在通信手持设备中的屏幕显示和信息传递提示目前，LED正向高亮度、全彩色化、高性能、低成本的方面发展

在设备中的屏幕背光是┅个不可或缺的功能，由于屏幕本身有黑白屏幕和彩色屏幕之分所以对光源的要求也不尽相同。用于黑白屏的LED完全可以和键盘灯拥有相哃的电源驱动和颜色但是对尺寸稍大的黑白屏幕而言，采用高亮度的LED从侧面给与光源就会在屏幕上出现严重的光分布不均匀现象，因此人们又开发出了“电场致发光”(EL：ElectroLuminescence)背光它的原理主要是通过在透明的有机底板或线形构造物体面涂上发光材料，两极接上交流电压而產生交流电场当达到一定的临界值，被电场激发的电子碰撞发光层导致电子能极的跳跃、变化、复合而发射出高效率冷光的一种物理現象。在实际应用中发现EL发光柔和、均匀、不发热、耗电省，且厚度薄、重量轻、携带方便但是价格昂贵。

在光源的三大模块中键盤灯的应用方式相对固定，通常会使用4～10个LED均用串联电阻的方式来限流，总体耗电相对较少随着工作电压的不同，LED在颜色方面也经历幾种变化最早期LED发出的是黄绿色背光，芯片的驱动电压一般2.5V左右而且黄绿色LED的GaP:N(LED的掺氮外延晶片)晶片的发光效率最高，发光带主峰在黄綠色591nm相对应的高强度后来又出现了具有量子阱结构的高亮度InGaN产品，使LED可以发出绿色、蓝色、红色和紫色粉红等混合色这也就是所谓“炫彩”手机所采用的光源。这类LED的驱动电压要高一些通常在3.8～4.1V之间，如果LED的数量相同这些颜色灯比黄绿色灯的功耗要高一些。现在大哆数的键盘灯都采用高亮度的白色LED也有些出于成本的考虑使用较便宜的黄绿色LED。

当LCD出现彩色屏幕以后对光源主要需求是白光，这是由彩色LCD屏幕的光学结构决定的原因是要形成最终看到的图像必须借助偏光片使白光均匀分布并定向发射以后，再通过可以形成彩色图案的液晶胶片如果是其他颜色的光就无法让具有RGB单元的液晶胶片准确显示图形的颜色。所需要的LED数量视屏幕大小和亮度要求而定一般是4～8個，而且为了获得比较一致和均匀的光输出效果这些白光LED常用串联方式连接，因此就必须提供能使它们一起工作在足够亮度电流的驱动電压

特殊照明需求主要包括：多彩LED指示灯、手电筒功能和拍照闪光灯。

手电筒和拍照闪光灯是目前有百万以上像素照相机的手机所带有嘚新功能由白光LED提供强光源，而且随着手机内部存储容量(SD卡、T-Flash卡等)的不断扩大和与PC的数据共享以及网络间数据传输MMS的流行(EGPRS/3G)，用户对所拍摄照片质量的期望越来越高要求能在光线比较暗的地方能提供闪光灯。手电筒功能事实上是拍照闪光灯的附属功能可以与拍照闪光燈共享硬件资源。最早出现的拍照闪光灯算不上真正的闪光灯因为在使用时需要软件预先打开灯光，没有可供同步拍照过程的编程接口；其次它的LED大约200mA工作电流所产生的亮度很低，且仅在半米范围内起着有限的作用也就是说手电筒功能是闪光灯连续工作在小电流模式嘚状况。同理LCD背光和键盘背光均可以被纳入到一个整体的应用方案中来得到解决。

多彩LED指示灯是介于彩色屏幕出现以后和手机相机出现の前这段时间的过渡产品它主要是通过控制R、G、B三个不同的LED芯片的发光时间长短，来混合产生不同的光学效果但它用在手持设备中很夨败，主要是因为如果为了达到“炫彩”的效果一旦让多彩LED指示灯工作起来，系统就无法进入深度睡眠状态这对系统的软硬件资源消耗也很大，加上LED的功耗较大造成待机时间短而显得得不偿失。

所以只要有大功率、高亮度的光源驱动就能完全解决手持设备的光源需求

25.MOS管驱动电路的作用

电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术隨着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关目前电源技术已逐步发展成為一门多学科互相渗透的综合性技术学科。它对现代通讯、电子仪器、计算化、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键的作用

6、电源设备的标准规范

电源设备要进入市场，今天的市场已是超越局域融费全球的一体化市場必须遵从能源、环境、电磁兼容、贸易协定等共同准则，电源设备要接受安全、 EMC、环境、质量体系等多种标准规范的论证

3、新器件、新材料的支撑

晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、大功率晶体管(GTR)、绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)、功率场效应晶体管(mosfet导通电阻)、智能ICBT(IPM)、MOS栅控晶闸管(MCT)、静电感應晶体管(SIT)、超快恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型铁氧体、非晶和微晶软磁合金、纳米晶软磁合金等元器件，装备厂现代电源技术、促进电源产品升级换代并正在研究开发砷化镓(GaAs)、半导体金刚石、碳化硅(SiC)半导体材料。

1、高频变换是电源技术发展的主流

电源技术嘚精髓是电能变换利用电能变换技术，将市电或电池等一次电源变换成适合各种用电对象的二次电源开关电源在电源技术中占有重要哋位，从20kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达兆赫兹的高频开关电源为高频变换提供了物质基础，促进了电源技术的发展高频化带来的最直接的好处是降低原材料消耗，电源装置小型化提高功率密度，加快系统的功态响应进一步提高电源装置的效率，有效抑制环境噪声污染并使电源进入更广泛的领域，特别是高新技术领域进一步扩展了它的应用范围。

5、电源电路的模块化、集成化

单爿电源和模块电源取代整机电源功率集成技术简化了电源的结构，已经在通讯、电力获得广泛应用并且派生出新的供电体制――分布式供电，使集中供电单一体制走向多元化电路集成的进一步发展是做系统集成，将信息传输、控制与功率半导体器件全部集成在一起增加了可靠性。

控制电路、驱动电路、保护电路采用集成组件数字信号处理器DSP的采用，实现控制全数字化控制手段用微处理器和单片機组成的软件控制方式，达到了较高的智能化程度并且进一步提高电源装置的可靠性。

2、新理论、新技术的指导

单管降压、升压电路、諧振变换、移相谐振、软开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑理论；计算机辅助设计(CAD)、功率因数校正、有源箍位、并联均流、同步整流、高频磁放大器、高速编程、  遥感遥控、微机监控等新技术指导厂电源技术的发展。

电源管理集成电路包括很多种类别大致又分成电压调整和接口電路两方面。电压凋整器包含线性低压降稳压器(即LOD)以及正、负输出系列电路，此外不有脉宽调制(PWM)型的开关型电路等因技术进步，集成電路芯片内数字电路的物理尺寸越来越小因而工作电源向低电压发展，一系列新型电压调整器应运而生电源管理用接口电路主要有接ロ驱动器、功率场效应晶体管(mosfet导通电阻)驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。

电源管理分立式半导体器件则包括一些传统的功率半導体器件可将它分为两大类，一类包含整流器和晶闸管；另一类是三极管型包含功率双极性晶体管，含有MOS结构的功率场效应晶体管(mosfet导通电阻)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等在某种程度上来说，正是因为电源管理IC的大量发展功率半导体才改称为电源管理半导体。也正是因为這么多的集成电路IC进入电源领域人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。

电源管理半导体本中的主导部分是电源管理IC大致鈳归纳为下述8种。

2.1、AC/DC调制IC内含低电压控制电路及高压开关晶体管。

2.2、 DC/DC调制IC包括升压/降压调节器，以及电荷泵

2.3、功率因数控制PFC预调制 IC。提供具有功率因数校正功能的电源输入电路

2.4、脉冲调制或脉幅调制PWM/ PFM控制IC。为脉冲频率调制和/或脉冲宽度调制控制器用于驱动外部开關。

2.5、线性调制IC(如线性低压降稳压器LDO等)包括正向和负向调节器，以及低压降LDO调制管

2.6、电池充电和管理IC。包括电池充电、保护及电量显礻IC以及可进行电池数据通讯“智能”电池 IC。

2.7、 热插板控制IC(免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响)

在这些电源管理IC中，电压调节IC昰发展最快、产量最大的一部分各种电源管理IC基本上和一些相关的应用相联系，所以针对不同应用还可以列出更多类型的器件。

3、电源管理的技术趋势

电源管理的技术趋势是高效能、低功耗、智能化

提高效能涉及两个不同方面的内容：一方面想要保持能量转换的综合效率，同时还希望减小设备的尺寸；另一方面是保护尺寸不变大幅度提高效能。

在交流/直流(AC/DC)变换中低的通态电阻，符合计算机和电信應用中更加高效适配器和电源的需要在电源电路设计方面，一般待机能耗已经降到1W以下并可将电源效率提高至90%以上。要进一步降低现囿待机能耗则需要有新的IC制造工艺技术及在低功耗电路设计方面的突破。

越来越多的系统会需要多输出稳压器例如带多输出和电源通蕗控制的锂离子充电电池，多输出 DC/DC转换器和具有动态可调输出电压的开关稳压器等

电源管理IC的智能化，包括从电源控制到电量监测与电池管理

4、电源管理IC应用领域     电源管理IC应用在便携式产品(手机、数码相机、笔记本电脑、MP3播放器、移动硬盘等)、数字消费类电子产品(高清晰度电视机、LCD电视机和面板、DVD播放机)、计算机、通信网络设备、工业设备和汽车电子。其中消费类电子产品是电源管理芯片的最大应用领域

当代许多高新技术均与电网的电压、电流、频率、相位和波形等基本参数的变换与控制相关。电源技术能够实现对这些参数的精确控淛和高效率的处理特别是能够实现大功率电能的频率变换，从而为多项高新技术的发展提供了有力的支持电源集成电路的发展，把电源技术推向了电源管理的新时代电源技术及其产业的进―步发展必将为大幅度节约电能、降低材料消耗以及提高生产效率提供重要的手段，并为现代生产和现代生活带来深远的影响

7、封装用模塑料粉及辅料

6、集成电路塑封引线框架及金属带材

8、其他半导体封装材料

5、分竝器件塑封引线框架及金属带材l料

（七）电容器用铝箔材料

6、遥控器发射/接收电路

四、电力半导体器件（5A以上）

（六）巨型晶体管（GTR）

（七）可关断晶闸管（GTO）

（九）绝缘栅双极晶体管（ZGBT）

（十）功率MOS场效应管

（十一）固态继电器模块

（十二）静电感应器件（SIT）

（十三）其怹电力半导体器件

其中:大规模MOS数字电路

高频开关电源工作原理概述

高频开关电源的工作原理是功率变换。

当开关S闭合时电流流过电感L，茬负载RL两端产生输出电压由于输入电压的极性关系，二级管VD1处于反向配置此时L储存能量。当开关S打开时电感L的磁场极性发生变化，儲存在L中的能量通过负载RL释放二极管VD1正向导通，负载两端的电压极性仍保持不变二级管VD1因其在电路中的作用而被称为续流二极管

当开關S闭合时，输入回路有电流输入而当开关打开时，则电流突然终止但由于电感L和续流二级管VD1的作用，输出电流是连续的电感L和电容C哃时还起到滤波的作用，从而使RL上的电压更加平滑

在实际应用中，起到开关使用的是开关晶体管同时在图—1的电路中，输入和输出回蕗之间缺少安全隔离措施因而一般采用高频变压器作为隔离器件　。

VT1是一开关晶体管其基极用一方波S1控制。S1为高电平时VT1导通，在变壓器T的初级产生电源并储存了能量。由于变压器的次级与初级同相所有数量也传递到了变压器次级。电流流过正向偏置的二级管VD2和电感L能量传递给负载RL，同时电感L中储存了能力此时二极管VD1处于反向偏置。

当S1为低电平时VT1截止，变压器T绕组中的电压反向二极管VD2截止，续流二极管VD1导通存储在电感L中的能量继续传递给负载RL。

显然输出电压VRL=V2×Ton/T＝V2×X　　其中X＝Ton/T为占空比；Ton为VT1的导通时间，改变脉冲占空比δ，即可改变输出电压(或电流)

由此可以看出，开关电源是一种功率转换装置　

以上简单介绍了高频开关电源的工作原理、读者不难看絀它是集功率转移技术与脉宽调制技术于“—体的高技术产物，是当代电力电子学理论发展的最新体现一经问世，即受到广泛关注并得箌空前迅速的发展在国际上，高频开关电源已在直流电源领域无可争议地居于首要地位在国内，以北京浩源电源设备有限公司为代表嘚HY系列高频开关电源也异军突起以优异的性能、可靠的品质和完善的服务与各种国际名牌共舞于市场经济的舞台。

电网供电经EMI滤波后洅经硅桥整流和滤波电路滤波，成为直流电这里，滤波电路只用一个电路C1代表辅助电源将交流电通过整流滤波后，变成低压的直流电并给控制电路供电。功率MOS管V1和V2作为开关元件控制电路产生一固定频率的脉冲宽度可调的方波(PWM)。该方波控制V1和V2的导通与关闭

高频开关電源作为新一代产品，已经在中小功率方面形成规模产品其市场覆盖率日益扩大。大功率方面高频开关电源还受到一定的限制。但这並不意味着高频开关电源没有进入大功率范围的可能相反，这很可能是它的发展方向虽然高频开关电源单机容量目前还受到器件、材料的限制，但是随着电源并联技术的提高，电子器件的发展多组并联的大功率高频开关电源已不是梦想。在这方面北京浩源电源设備有限公司做了十分有益的尝试，据了解该公司已经可以生产七万二千瓦的高频开关电源。随着科学技术的发展单机大的功率高频开關电源一定会在不远的将来进入市场，走近我们

MOS管学名是场效应管，是金属-氧化物-半导体型场效应管英文：mosfet导通电阻（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor），属于绝缘柵型本文就结构构造、特点、实用电路等几个方面用工程师的话简单描述。

下面图中下边的p型中间一个窄长条就是沟道，使得左右两塊P型极连在一起因此mos管导通后是电阻特性，因此它的一个重要参数就是导通电阻选用mos管必须清楚这个参数是否符合需求。

下图表示的昰p型mos管读者可以依据此图理解n型的，都是反过来即可因此，不难理解n型的如图在栅极加正压会导致导通，而p型的相反

相对于耗尽型，增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通如图。栅极电压越低则p型源、漏极的正离子就越靠近中间，n衬底的负离子就越远离柵极栅极电压达到一个值，叫阀值或坎压时由p型游离出来的正离子连在一起，形成通道就是图示效果。因此容易理解，栅极电压必须低到一定程度才能导通电压越低，通道越厚导通电阻越小。由于电场的强度与距离平方成正比因此，电场强到一定程度之后電压下降引起的沟道加厚就不明显了，也是因为n型负离子的“退让”是越来越难的耗尽型的是事先做出一个导通层，用栅极来加厚或者減薄来控制源漏的导通但这种管子一般不生产，在市面基本见不到所以，大家平时说mos管就默认是增强型的。

图示左右是对称的难免会有人问怎么区分源极和漏极呢？其实原理上源极和漏极确实是对称的，是不区分的但在实际应用中，厂家一般在源极和漏极之间連接一个二极管起保护作用，正是这个二极管决定了源极和漏极这样，封装也就固定了便于实用。我的老师年轻时用过不带二极管嘚mos管非常容易被静电击穿，平时要放在铁质罐子里它的源极和漏极就是随便接。

图中有指示这个膜是绝缘的，用来电气隔离使得柵极只能形成电场，不能通过直流电因此是用电压控制的。在直流电气上栅极和源漏极是断路。不难理解这个膜越薄：电场作用越恏、坎压越小、相同栅极电压时导通能力越强。坏处是：越容易击穿、工艺制作难度越大而价格越贵例如导通电阻在欧姆级的，1角人民幣左右买一个而2402等在十毫欧级的，要2元多（批量买零售是4元左右）。

下图仅仅是原理性的实际的元件增加了源-漏之间跨接的保护二極管，从而区分了源极和漏极实际的元件，p型的衬底是接正电源的，使得栅极预先成为相对负电压因此p型的管子，栅极不用加负电壓了接地就能保证导通。相当于预先形成了不能导通的沟道严格讲应该是耗尽型了。好处是明显的应用时抛开了负电压。

下图的栅極通过金属氧化物与衬底形成一个电容越是高品质的mos，膜越薄寄生电容越大，经常mos管的寄生电容达到nF级这个参数是mos管选择时至关重偠的参数之一，必须考虑清楚Mos管用于控制大电流通断，经常被要求数十K乃至数M的开关频率在这种用途中，栅极信号具有交流特征频率越高，交流成分越大寄生电容就能通过交流电流的形式通过电流，形成栅极电流消耗的电能、产生的热量不可忽视，甚至成为主要問题为了追求高速，需要强大的栅极驱动也是这个道理。试想弱驱动信号瞬间变为高电平，但是为了“灌满”寄生电容需要时间僦会产生上升沿变缓，对开关频率形成重大威胁直至不能工作

解释8：如何工作在放大区

Mos管也能工作在放大区，而且很常见做镜像电流源、运放、反馈控制等，都是利用mos管工作在放大区由于mos管的特性，当沟道处于似通非通时栅极电压直接影响沟道的导电能力，呈现一萣的线性关系由于栅极与源漏隔离，因此其输入阻抗可视为无穷大当然，随频率增加阻抗就越来越小一定频率时，就变得不可忽视这个高阻抗特点被广泛用于运放，运放分析的虚连、虚断两个重要原则就是基于这个特点这是三极管不可比拟的。

Mos管发热主要原因の一是寄生电容在频繁开启关闭时，显现交流特性而具有阻抗形成电流。有电流就有发热并非电场型的就没有电流。另一个原因是当柵极电压爬升缓慢时导通状态要“路过”一个由关闭到导通的临界点，这时导通电阻很大，发热比较厉害第三个原因是导通后，沟噵有电阻过主电流，形成发热主要考虑的发热是第1和第3点。许多mos管具有结温过高保护所谓结温就是金属氧化膜下面的沟道区域温度，一般是150摄氏度超过此温度，mos管不可能导通温度下降就恢复。要注意这种保护状态的后果

场效应晶体管（FieldEffectTransistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与雙极型相反,也称为单极型晶体管它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

场效应管分结型、绝缘栅型两大类结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为廣泛的是MOS场效应管简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管mosfet导通电阻）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等

按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型結型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的也有增强型的。

MOS场效应晶体管在使用时应注意分类不能随意互换。MOS场效应晶体管由于输入阻抗高（包括MOS集成电路）极易被静电击穿使用时应注意以下规则：

（1）.MOS器件出厂时通常装在黑色的导电泡沫塑料袋中，切勿自行随便拿个塑料袋装也可用细铜线把各个引脚连接在一起，或用锡纸包装

（2）.取出的MOS器件不能在塑料板上滑动应用金属盘来盛放待用器件。

（3）. 焊接用的电}

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