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探析在ON狀態(tài)下的MOSFET和三極管有何區(qū)別

GReq_mcu168 ? 來(lái)源:cc ? 2019-01-25 15:02 ? 次閱讀

MOSFET是一種在模擬電路和數(shù)字電路中都應(yīng)用的非常廣泛的一種場(chǎng)效晶體管。三極管也成為雙極型晶體管,他能夠控制電流的的流動(dòng),將較小的信號(hào)放大成為幅值較高的電信號(hào)。MOSFET和三極管都有ON狀態(tài),那么在處于ON狀態(tài)時(shí),這兩者有什么區(qū)別呢?

MOSFET和三極管,在ON狀態(tài)時(shí),MOSFET通常用Rds,三極管通常用飽和Vce。那么是否存在能夠反過(guò)來(lái)的情況,三極管用飽和Rce,而MOSFET用飽和Vds呢?

三極管ON狀態(tài)時(shí)工作于飽和區(qū),導(dǎo)通電流Ice主要由Ib與Vce決定,由于三極管的基極驅(qū)動(dòng)電流Ib一般不能保持恒定,因而Ice就不能簡(jiǎn)單的僅由Vce來(lái)決定,即不能采用飽和Rce來(lái)表示(因Rce會(huì)變化)。由于飽和狀態(tài)下Vce較小,所以三極管一般用飽和Vce表示。

MOS管在ON狀態(tài)時(shí)工作于線性區(qū)(相當(dāng)于三極管的飽和區(qū)),與三極管相似,電流Ids由Vgs和Vds決定,但MOS管的驅(qū)動(dòng)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(dǎo)通阻抗Rds基本保持不變,所以MOS管采用Rds方式。

電流可以雙向流過(guò)MOSFET的D和S,正是MOSFET這個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn),讓同步整流中沒(méi)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(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。

第一點(diǎn)、MOS的D和S既然可以互換,那為什么又定義DS呢?

對(duì)于IC內(nèi)部的MOS管,制造時(shí)肯定是完全對(duì)稱的,定義D和S的目的是為了討論電流流向和計(jì)算的時(shí)候方便。

第二點(diǎn)、既然定義D和S,它們到底有何區(qū)別呢?

對(duì)于功率MOS,有時(shí)候會(huì)因?yàn)樘厥獾膽?yīng)用,比如耐壓或者別的目的,在NMOS的D端做一個(gè)輕摻雜區(qū)耐壓,此時(shí)D,S會(huì)有不同。

第三點(diǎn)、D和S互換之后,MOS表現(xiàn)出來(lái)的特性,跟原來(lái)有何不同呢?比如Vth、彌勒效應(yīng)、寄生電容、導(dǎo)通電阻、擊穿電壓Vds。

DS互換后,當(dāng)Vgs=0時(shí),只要Vds>0.7V管子也可以導(dǎo)通,而換之前不能。當(dāng)Vgs>Vth時(shí),反型層溝道已形成,互換后兩者特性相同。

D和S的確定

我們只是說(shuō)電流可以從D--to--S ,也可以從S----to---D。但是并不意味著:D和S 這兩個(gè)端子的名字可以互換。

DS溝道的寬度是靠GS電壓控制的。當(dāng)G固定了,誰(shuí)是S就唯一確定了。

如果將上面確定為S端的,認(rèn)為是D。

將原來(lái)是D的認(rèn)為是S ,并且給G和這個(gè)S施加電壓,結(jié)果溝道并不變化,仍然是關(guān)閉的。

當(dāng)Vgs沒(méi)有到達(dá)Vth之前,通過(guò)驅(qū)動(dòng)電阻R對(duì)Cgs充電,這個(gè)階段的模型就是簡(jiǎn)單的RC充電過(guò)程。

當(dāng)Vgs充到Vth之后,DS導(dǎo)電溝道開(kāi)始開(kāi)啟,Vd開(kāi)始劇烈下降。按照I=C*dV/dt,寄生電容Cgd有電流流過(guò) 方向:G-->D。按照G接點(diǎn)KCL Igd電流將分流IR,大部分驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)向Igd,留下小部分繼續(xù)流到Cgs。因此,Vgs出現(xiàn)較平坦變化的一小段。這就是miler平臺(tái)。

本篇文章主要介紹了在ON狀態(tài)下,MOSFET和三極管的區(qū)別。并對(duì)其中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了深入的分析和講解。希望大家在閱讀過(guò)本篇文章之后能對(duì)著兩種晶體管在ON狀態(tài)下的區(qū)別的有所了解。

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原文標(biāo)題:在ON狀態(tài)下,MOSFET和三極管的區(qū)別大著呢!

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