mOS管结电容对开关频率的影响

第 1卷第 3期 1 2 1年 9月 0 1

南京师范大学学报 (程技术版 )工 JU N LO A J GN R A NV R I E GN E IGA DT C N L G DTO ) O R A FN NI O M LU IE S Y( N IE RN N E H O O YE IIN N T

Vo 1No 3 l1 S p,0 e t2 1 l

驱动噪声对开关电源传导 E MI的影响姜宁秋赵阳，( .南京师范大学电气与自动化工程学院，苏南京 20 4 ) 1江 10 2 ( .东南大学毫米波国家重点实验室，苏南京 20 9 ) 2江 10 6

[要]分析了电路电流路径，摘 在此基础上提出了一种基于驱动噪声开关电源电磁干扰分析模型，该模型可以用于分析驱动电路噪声对开关电源电磁干扰的影响 .时在机理分析的基础上进行了试验，验结果证明了模型的正确性和有效性 .同试

[关键词]模型， 电磁干扰，驱动噪声，开关电源[图分类号]T 5[中 M1文献标志码]A[ 文章编号]6 219 ( 0 1 0 -0 10 17—2 2 2 1 ) 3 0 - 0 5

Th n u nc f t i e No s n t e Co uc e e I

MOS管驱动电路

首先，这都是由于疏忽造成的，一失足成千古恨。避免大家跟我犯同样的错误，所以就贴出来了！不能纯粹的将MOS管当做开关开哦。

我是学机械的，电路方面基础较差，可能分析不太正确，请见谅！

两幅图中，PWM为幅值为2.8V的方波信号，两幅图中，不同之处就是：负载的位置。一般MOS驱动电路采用图1，而我由于疏忽，再绘制电路原理图的时候就弄成了图2，那么负载的位置不同会带来什么样的影响呢？

图1中，PWM信号为高时（即VGS=2.8V），MOS管导通，MOS管D端同电源地导通，4.2V电压全部加载在负载上，这就是我们想要的。图2中，PWM信号为高时（MOS管G极电压为2.8V），MOS管部分导通，MOS管S极电压会比MOS管G极电压低0.6V左右（不同MOS管，有所不同，也就是MOS管最小导通电压），也就是说VS=2.2V左右，那么加载在负载两端的电压也就是2.2V左右了，这肯定不是我们想要的了。至于为什么，我觉得是：MOS管要导通必须满足条件VGS>最小导通电压（SI2302就是0.6V），而当VGS=0.6V左右时，只能部分导通，故MOS管D极和S极会有压降就很正常了。所以在设计MOS管驱动电路时，要多加小心，

MOS管驱动电路

首先，这都是由于疏忽造成的，一失足成千古恨。避免大家跟我犯同样的错误，所以就贴出来了！不能纯粹的将MOS管当做开关开哦。

我是学机械的，电路方面基础较差，可能分析不太正确，请见谅！

两幅图中，PWM为幅值为2.8V的方波信号，两幅图中，不同之处就是：负载的位置。一般MOS驱动电路采用图1，而我由于疏忽，再绘制电路原理图的时候就弄成了图2，那么负载的位置不同会带来什么样的影响呢？

图1中，PWM信号为高时（即VGS=2.8V），MOS管导通，MOS管D端同电源地导通，4.2V电压全部加载在负载上，这就是我们想要的。图2中，PWM信号为高时（MOS管G极电压为2.8V），MOS管部分导通，MOS管S极电压会比MOS管G极电压低0.6V左右（不同MOS管，有所不同，也就是MOS管最小导通电压），也就是说VS=2.2V左右，那么加载在负载两端的电压也就是2.2V左右了，这肯定不是我们想要的了。至于为什么，我觉得是：MOS管要导通必须满足条件VGS>最小导通电压（SI2302就是0.6V），而当VGS=0.6V左右时，只能部分导通，故MOS管D极和S极会有压降就很正常了。所以在设计MOS管驱动电路时，要多加小心，

MOS管的那些事儿

2012.11.15

呵呵，让我们来看看MOS管，分辨一下 他们怎么区别，怎么用吧。 我们在笔记本主板维修中见到的MOS管 几乎都是绝缘栅增强型，这里也就只说说它 的那些事儿吧。 而且，我们不谈原理，只谈应用。

我们分“电路符号”和“实物”两部分来看吧

电路符号：1 2 3 4 三个极怎么判定 区别他们是N沟道还是P沟道 寄生二极管的方向如何判定 它能干吗用呢

5

简单吗？那我们来做个挑错游戏吧

实物：12 3

三个极怎么分辨它是N沟道还是P沟道的呢 能量出它是好是坏吗

电路符号

电路符号篇

电路符号

开始之前，一个小测试：请回答： 哪个脚是S(源极)?哪个脚是D(漏极)? G(栅极)呢？ 是P沟道还是N沟道MOS? 如果接入电路， D极和S极，哪一个该接输 入，哪个接输出？ 你答对了吗？

电路符号

再来一个，试试看：哪个脚是S(源极)?

哪个脚是D(漏极)?G(栅极)呢？ 是P沟道还是N沟道MOS? 依据是什么？ 如果接入电路， D极和S极，哪一个该接输 入，哪个接输出？ 这次怎么样？

电路符号 1 三个极怎么判定 ？

MOS管符号上的三个脚的辨认要抓住关键地方 。S极G极，不用说比较好认。 S极， 不论是P沟道还是N沟道， 两根线相交的就是；

G极

D极

型号 参数 国内外相似替换型号 资料 2SC1885 150V,0.05A 0.75,200MHZ BF297,BF422,BF391,3DG180K NPN 2SC2336 180V,1.5A,25W,95MHZ 2SC2238A,2SC2238B,2SC2660, NPN 2SD478,2SD608A,2SD760,2SD1138, 3DA25F

2SC3306 500V,10A,100W BUV48A,BUV48B,BUV48C,BUW13 NPN 2SC2740,2SC3042,2SC3277,2SC3365 2SC3842,2DK308C

2SC3461 1100V,8A,140W BU902,2S

MOS管驱动电路综述连载（一）

时间：2009-07-06 8756次阅读 【网友评论2条 我要评论】 收藏 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。 1、MOS管种类和结构

MOSFET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。 至于为什么不使用耗尽型的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动的应用中，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，后边再详细介绍。

在MOS管原理图上可以看到，漏极和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（如马

一、N沟道增强型场效应管结构

a) N沟道增强型MOS管结构示意图

b)

(b) N沟道增强型MOS管代表符号

(c) P沟道增强型MOS管代表符号

在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，用光刻、扩散工艺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。然后在半导体表面复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电极,作为栅极g。另外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。显然它的栅极与其它电极间是绝缘的。图 1(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 1(c)所示。

二、N沟道增强型场效应管工作原理

1．vGS对iD及沟道的控制作用

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好)。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-源电压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。

若在栅-源极间加上正

关于MOSFET驱动电阻的选择 等效驱动电路： VCC12VLDRIVERgCgsQ L为PCB走线电感，根据他人经验其值为直走线1nH/mm，考虑其他走线因素，取L=Length+10（nH），其中Length单位取mm。 Rg为栅极驱动电阻，设驱动信号为12V峰值的方波。 Cgs为MOSFET栅源极电容，不同的管子及不同的驱动电压时会不一样，这儿取1nF。 VL+VRg+VCgs=12V ?? 令驱动电流Id := C????tVCgs(t)????得到关于Cgs上的驱动电压微分方程： ???2??R???VCgs(t)???Vdr???0 ????C?LC?VCgs(t)VCgs(t)????t???t2?????用拉普拉斯变换得到变换函数：G := Vdr 1RgS2?LCS???S???LC???L????这是个3阶系统，当其极点为3个不同实根时是个过阻尼震荡，有两个相同实根时是临界阻尼震荡，当有虚根时是欠阻尼震荡，此时会在MOSFET栅极产生上下震荡的波形，这是我们不希望看到的，因此栅极电阻Rg阻值的选择要使其工作在临界阻尼和过阻尼状态，考虑到参数误差实际上都是工作在过阻尼状态。 LC???Rg，因此根据走线长度可以得到Rg最小取

开关电源工作频率的原理分析

一、开关电源的原理和发展趋势

第一节 高频开关电源电路原理 高频开关电源由以下几个部分组成：

图12-1

(一)主电路

从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。 3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 (二)控制电路

一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 (三)检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。 (四)辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

第二节 开关控制稳压原理

图12-2

开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K

电感/电容/霍尔式接近开关

电感式接近开关工作原理

电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

工作流程方框图

产品1：电感式接近开关（NPN三极管驱动输出）15元一个 检测距离：1～5毫米

被检测物：18X18X1毫米 铁

响应频率：150HZ

工作电压：5～50V直流

工作电流：小于10毫安

输出驱动电流：200毫安

温度范围：－25～70度

这是一种用途非常广泛的电感接近开关，只能用于检测金属物，特别是对铁金属能很好的检测出来，并且性能稳定可靠，是最常用的检测方法，被广泛应用到限位开关、状态检测等用途，它的体积18X18X35毫米，背后有工作指示灯，当检测到物体时红色LED点亮，平时处于熄灭状态，非常直观，引线长度为100毫米。

这种光电开关的输出采用NPN型三极管集电极开漏输出模式，也就是说模块的黑线就是三极管的集电极，如果模块检测到信号，三极管就会导通，将黑线下拉到地电平，黑线和棕