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一種利用開(kāi)關(guān)電源詳細講解

信息來(lái)源：本站　日期：2017-04-19　

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MOS場(chǎng)效應管也被稱(chēng)為MOSFET，即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金屬氧化物半導體場(chǎng)效應管)的縮寫(xiě)。它一般有耗盡型和增強型兩種我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對于場(chǎng)效應管，其輸出電流是由輸入的電壓(或稱(chēng)場(chǎng)電壓)控制，可以認為輸入電流極小或沒(méi)有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時(shí)這也是我們稱(chēng)之為場(chǎng)效應管的原因。

場(chǎng)效應管開(kāi)關(guān)電源是利用現代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源。從上世紀90年代以來(lái)開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設備領(lǐng)域，計算機、程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源。隨著(zhù)電源技術(shù)的發(fā)展，低電壓，大電流的開(kāi)關(guān)電源因其技術(shù)含量高，應用廣，越來(lái)越受到人們重視。在開(kāi)關(guān)電源中，正激和反激式有著(zhù)電路拓撲簡(jiǎn)單，輸入輸出電氣隔離等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于中小功率電源變換場(chǎng)合。跟反激式相比，正激式變換器變壓器銅損較低，同時(shí)，正激式電路副邊紋波電壓電流衰減比反激式明顯，因此，一般認為正激式變換器適用在低壓，大電流，功率較大的場(chǎng)合。


為解釋MOS場(chǎng)效應管的工作原理，我們先了解一下僅含一個(gè)P—N結的二極管的工作過(guò)程。我們知道在二極管加上正向電壓(P端接正極，N端接負極)時(shí)，二極管導通，其PN結有電流通過(guò)。這是因在P型半導體端為正電壓時(shí)，N型半導體內的負電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導體端，而P型半導體端內的正電子則朝N型半導體端運動(dòng)，從而形成導通電流。同理，當二極管加上反向電壓(P端接負極，N端接正極時(shí)，這時(shí)在P型半導體端為負電壓，正電子被聚集在P型半導體端，負電子則聚集在N型半導體端，電子不移動(dòng)，其PN結沒(méi)有電流流過(guò)，二極管截止。

對于場(chǎng)效應管，在柵極沒(méi)有電壓時(shí)，有前面的分析可知，在源極與漏極之間不會(huì )有電流流過(guò)，此時(shí)場(chǎng)效應管處于截止狀態(tài)。當有一個(gè)正電壓加在N溝道的MOS場(chǎng)效應管柵極上時(shí)，由于電場(chǎng)的作用，此時(shí)N型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來(lái)而涌向柵極，但由于氧化膜的阻擋，使得電子聚集在兩個(gè)N溝道之間的P型半導體中，從而形成電流，使源極和漏極之間導通。我們也可以想象為兩個(gè)N型半導體之間為一條溝，柵極電壓的建立相當于為他們之間搭了一座橋梁，該橋梁的大小由柵壓決定。下面簡(jiǎn)述一下用C—MOS場(chǎng)效應管(增強型MOS場(chǎng)效應管)組成的應用電路的工作過(guò)程。電路將一個(gè)增強型P溝道MOS場(chǎng)校官和一個(gè)增強型N溝道MOS場(chǎng)效應管組合在一起使用。當輸入端為底電平時(shí)，P溝道MOS場(chǎng)效應管導通，輸出端與電源正極接通。當輸入端為高電平時(shí)，N溝道MOS場(chǎng)效應管導通，輸出端與電源地接通。在該電路中，P溝道MOS場(chǎng)效應管和N溝道場(chǎng)效應管總是在相反的狀態(tài)下工作，其相位輸入端和輸出端相反。通過(guò)這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響，使得柵壓在還沒(méi)有到0V，通常在柵極電壓小于1V到2V時(shí)，MOS場(chǎng)效應管即被關(guān)斷。不同場(chǎng)效應管關(guān)斷電壓略有不同。也以為如此，使得該電路不會(huì )因為兩管同時(shí)導通而造成電源短路。


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