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在ON状态下,MOSFET与三极管有何不同之处?

发布时间:2018-05-22 来源:动易E站 责任编辑:lina

【导读】MOSFET是一种在模拟电路和数字电路中都应用的非常广泛的一种场效晶体管。三极管也成为双极型晶体管,他能够控制电流的的流动,将较小的信号放大成为幅值较高的电信号。MOSFET和三极管都有ON状态,那么在处于ON状态时,这两者有什么区别呢?


MOSFET和三极管,在ON状态时,MOSFET通常用Rds,三极管通常用饱和Vce。那么是否存在能够反过来的情况,三极管用饱和Rce,而MOSFET用饱和Vds呢?
 
三极管ON状态时工作于饱和区,导通电流Ice主要由Ib与Vce决定,由于三极管的基极驱动电流Ib一般不能保持恒定,因而Ice就不能简单的仅由Vce来决定,即不能采用饱和Rce来表示(因Rce会变化)。由于饱和状态下Vce较小,所以三极管一般用饱和Vce表示。
 
MOS管在ON状态时工作于线性区(相当于三极管的饱和区),与三极管相似,电流Ids由Vgs和Vds决定,但MOS管的驱动电压Vgs一般可保持不变,因而Ids可仅受Vds影响,即在Vgs固定的情况下,导通阻抗Rds基本保持不变,所以MOS管采用Rds方式。
 
电流可以双向流过MOSFET的D和S,正是MOSFET这个突出的优点,让同步整流中没有DCM的概念,能量可以从输入传递到输出,也可以从输出返还给输入。能实现能量双向流动。
 

第一点、MOS的D和S既然可以互换,那为什么又定义DS呢?
 
对于IC内部的MOS管,制造时肯定是完全对称的,定义D和S的目的是为了讨论电流流向和计算的时候方便。
 
第二点、既然定义D和S,它们到底有何区别呢?
 
对于功率MOS,有时候会因为特殊的应用,比如耐压或者别的目的,在NMOS的D端做一个轻掺杂区耐压,此时D,S会有不同。
 
第三点、D和S互换之后,MOS表现出来的特性,跟原来有何不同呢?比如Vth、弥勒效应、寄生电容、导通电阻、击穿电压Vds。
 
DS互换后,当Vgs=0时,只要Vds>0.7V管子也可以导通,而换之前不能。当Vgs>Vth时,反型层沟道已形成,互换后两者特性相同。
 
D和S的确定
 
我们只是说电流可以从D--to--S ,也可以从S----to---D。但是并不意味着:D和S 这两个端子的名字可以互换。
 
DS沟道的宽度是靠GS电压控制的。当G固定了,谁是S就唯一确定了。
 
如果将上面确定为S端的,认为是D。
 
将原来是D的认为是S ,并且给G和这个S施加电压,结果沟道并不变化,仍然是关闭的。
 
当Vgs没有到达Vth之前,通过驱动电阻R对Cgs充电,这个阶段的模型就是简单的RC充电过程。
 
当Vgs充到Vth之后,DS导电沟道开始开启,Vd开始剧烈下降。按照I=C*dV/dt,寄生电容Cgd有电流流过 方向:G-->D。按照G接点KCL Igd电流将分流IR,大部分驱动电流转向Igd,留下小部分继续流到Cgs。因此,Vgs出现较平坦变化的一小段。这就是miler平台。
 
本篇文章主要介绍了在ON状态下,MOSFET和三极管的区别。并对其中的一些细节进行了深入的分析和讲解。希望大家在阅读过本篇文章之后能对着两种晶体管在ON状态下的区别的有所了解。



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