MOSFET在开关电路中的应用

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1、广州致远电子股份有限公司MOSFET在开关电路中的应用MOSFET在开关电路中的应用在一些简单的小功率开关电路中，利用双极结型三极管（BJT，BipolarJunctionTransistor）作为开关管时可能会遇到输入电流不足，BJT工作状态无法正确配置，进而无法实现电路功能的情况。对于这种BJT流控器件的限制，事实上可以采用MOSFET压控器件来代替。在一些简单的小功率开关电路中，利用双极结型三极管（BJT，BipolarJunctionTransistor）作为开关管时可能会遇到输入电流不足，BJT工作状态无法正确配置，

2、进而无法实现电路功能的情况。例如图1所示的一个使用BJTSS8050LT作为开关管的加热控制电路，BJT为共射极连接。将BJT视为一个二端口网络，输入端口为电阻与NTC型热敏电阻构成的基极分压回路，参数分别为基极-发射极电压以及流入基极的电流；输出端口没有连接任何负载，参数分别为集电极与发射极两端的电压和集电极电流。49Ω基极电阻作为发热器件，由8个390Ω电阻并联而成。图1BJT加热控制电路图1所示的加热控制电路设计的功能可描述为：当环境温度为常温25℃时，热敏电阻的阻值为10.000kΩ，基极-发射极电压，BJT未导通，电

3、路未工作；当环境温度下降到10℃时，热敏电阻的阻值增大至17.958kΩ，基极-发射极电压，BJT导通，集电极电流流过基极电阻，电阻发热，电路正常工作。显然，电路中BJT的工作状态需要处于饱和区内，保证电压尽可能多的电压落在基极电文库资料©2016GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自ZLG致远电子，转载或引用请注明出处1广州致远电子股份有限公司MOSFET在开关电路中的应用阻的两端，提高电阻的发热功率。根据BJT的工作原理可知，BJT的发射极和集电极均处于正向偏置的区域为饱和

4、区。在这一区域内，一般有，因而集电极内电场被削弱，集电极收集载流子的能力减弱，这时电流分配关系不再满足，随增加而迅速上升，如图2所示。饱和区内的很小，称为BJT的饱和压降，其大小与及有关。图中虚线是饱和区与放大区的分界线，称为临界饱和线。对于小功率管，可以认为当（即）时，BJT处于临界饱和（或临界放大）状态。图2BJTSS8050LT共射极连接时的输出特性曲线要想使BJT工作在饱和区内，就要增大基极-发射极电压，而环境温度越低，热敏电阻阻值越大，从而增大。但是必须注意到，BJT输入端口的基极分压回路电阻越大，输入电流则越小。具

5、体来说，在BJT导通后，基极-发射极电压，基极分压回路总电流，从图中可以看出，流入基极的电流太小，BJT无法工作在正常状态下，电路功能无法实现。而且由于NTC型热敏电阻的器件选型限制，无法改用更小阻值的分压电阻来降低基极分压回路的总电阻值。对于这种BJT流控器件的限制，可以采用MOSFET压控器件来代替。一、原理描述MOSFET全称为Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor，中文名称为金属-氧化物-半导体场效应管。随着制造工艺的成熟，MOSFET兼有体积小、重量轻、耗电省、寿

6、命长等特点。而且MOSFET还有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等优点，因而获得了广泛的应用，特别是在大规模和超大规模集成电路中占有重要的地位。文库资料©2016GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.,Ltd.文章源自ZLG致远电子，转载或引用请注明出处2广州致远电子股份有限公司MOSFET在开关电路中的应用作为一种场效应管（FET），MOSFET为单极型器件，即管子只有一种载流子（电子或空穴）导电。从导电载流子的带电极性来看，MOSFET有N（电子型）沟道和P（空穴型）沟道之分；按

7、照导电沟道形成机理不同，又有增强型（E型）和耗尽型（D型）的区别。忽略MOSFET的工作原理，不同类型的管子特性比较如表3所示。表3各种MOSFET的特性比较N沟道P沟道增强型耗尽型增强型耗尽型电路符号输出特性转移特性由表3中可知，在MOSFET中，N沟道增强型的转移特性有正的开启电压，P沟道增强型则为负的；N沟道耗尽型的转移特性有负的夹断电压，P沟道耗尽型则为正的。MOSFET的输出特性曲线与BJT的类似，不同的是输出端口的漏极电流由栅源极电压控制。因此，MOSFET是一种电压控制电流的器件，输出特性的分析也不一样。以N沟道

8、增强型MOSFETAO3400A举例，AO3400A的输出特性如图4所示。将曲线图分为三个区域，分别为截止区、可变电阻区、饱和区（恒流区又称放大区）。1)截止区当时，导电沟道尚未形成，，为截止工作状态。2)可变电阻区当时，MOSFET处于可变电阻区，此时输出电阻受控制。3)饱