設計電源雙極型晶體管
信息來源：本站 日期：2017-05-11
在過去的十幾年中，大功率場效應管引發(fā)了電源工業(yè)的反動，而且大大地促進了電子工業(yè)的展開。由于MOSFET管具有更快的開關速度，電源開關頻率可以做得更高，可以從50kHz進步到200kHz以致400kHz。同時也使得開關電源的體積變得更小，由此產(chǎn)生了大量運用小型電源的新產(chǎn)品。個人計算機的不時小型化就是一個典型的例子 。
開關電源工作頻率的不時進步促使電子元件工業(yè)發(fā)作了普遍的改造。半導體工業(yè)首當其沖，更多的研討經(jīng)費投入于MOSFET管的研討。MOS管的額定電壓和額定電流得到了 顯著進步 ，本錢卻逐漸降落 ，使它可以應用于大量新的場所 。目前己經(jīng)開發(fā)出在高頻率、高磁通密度條件下有更低損耗的磁性元件 ，并且推出了能工 作在更高頻率的 PWM 芯片。工作頻率的進步和變壓器、濾波電容體積的減小，懇求其他器件的尺寸也要減小，從而對制造工藝提出了更高的懇求（比如表面安裝技術 SMT ） 。諧振電源半橋是一個新的工業(yè)和研討范疇。頻率為2030kHz，運用可控硅整流器的諧振電源曾經(jīng)運用了多年。
MOS目T管的呈現(xiàn)使電路可以工作在更高的頻率，大量研討人員正著手開發(fā)各種頻率為0.35MHz的新型諧振電路拓撲。在頻率高于lOOkHz的設計中，設計者必需認真思索原本在頻率低于lOOkHz時可以忽略的現(xiàn)象。比如集膚效應，特別是變壓器線圈的臨近效應損耗 ，由于高頻時這些損耗在整個變 壓器損耗中所占 的比重增大。快恢復二極管由于電流波形具有更快的上升時間，地線和供電回路上的 Ldildt 尖峰變得愈加復雜棘手 ，所以需求設計者愈加留意線路規(guī)劃 ，如具有低電感特性的地線和供 電回路及關鍵節(jié)點的稿合電容等 。固然存在這些不肯定的要素和問題 ，但是電源設計者只 要熟習雙極型晶體超結(jié)場效應管的設計 ，掌握關于 MOSFET 管特性的基本信息 ，就可以很快學會運用 MOS田T 管中止開關電路設計 。
對電路設計者來說 ，決議MOSFET 管特性的制造材料和固態(tài)物理結(jié)構(gòu)并不太重要 ，這里不予討論。 在電路設計中 ，MOS四T管的直流伏安特性 、極間電容 、溫度特性和開關速度等是需求思索 的，本文只對這些方面中止討論 。在很大程度上 ，用 MOS陽T管設計電源比用雙極型晶體管更簡單。
MOSFET管輸入端（柵極）的驅(qū)動電路要比雙極型晶體管的基極驅(qū)動電路簡單得多。而且MOSFET 管沒有存儲時間，就避免了復雜的Baker鉗位電路和比例基極驅(qū)動電路。另外，雙極型晶體場效應管管盧值在制造過程中可能相差達4倍所惹起的問題在MOSFET管的運用中也己不存在 。在關斷過程中 ，由于MOSFET 管電流降落速度很快 ，輸出端的降落電流和上升電壓在較 低的電流下會發(fā)作堆疊 ，從而減小了堆疊損耗即交流開關損耗 （ 1.3.4 節(jié)）。這樣就可以簡化 以致不需求緩沖器了 .
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