設(shè)計(jì)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(chǎng)效應(yīng)管引發(fā)了電源工業(yè)的反動(dòng)，而且大大地促進(jìn)了電子工業(yè)的展開。由于MOSFET管具有更快的開關(guān)速度，電源開關(guān)頻率可以做得更高，可以從50kHz進(jìn)步到200kHz以致400kHz。同時(shí)也使得開關(guān)電源的體積變得更小，由此產(chǎn)生了大量運(yùn)用小型電源的新產(chǎn)品。個(gè)人計(jì)算機(jī)的不時(shí)小型化就是一個(gè)典型的例子 。
開關(guān)電源工作頻率的不時(shí)進(jìn)步促使電子元件工業(yè)發(fā)作了普遍的改造。半導(dǎo)體工業(yè)首當(dāng)其沖，更多的研討經(jīng)費(fèi)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(jìn)步 ，本錢卻逐漸降落 ，使它可以應(yīng)用于大量新的場(chǎng)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(jìn)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(duì)制造工藝提出了更高的懇求（比如表面安裝技術(shù) SMT ） 。諧振電源半橋是一個(gè)新的工業(yè)和研討范疇。頻率為2030kHz，運(yùn)用可控硅整流器的諧振電源曾經(jīng)運(yùn)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?fù)洹Ｔ陬l率高于lOOkHz的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者必需認(rèn)真思索原本在頻率低于lOOkHz時(shí)可以忽略的現(xiàn)象。比如集膚效應(yīng)，特別是變壓器線圈的臨近效應(yīng)損耗 ，由于高頻時(shí)這些損耗在整個(gè)變 壓器損耗中所占 的比重增大。快恢復(fù)二極管由于電流波形具有更快的上升時(shí)間，地線和供電回路上的 Ldildt 尖峰變得愈加復(fù)雜棘手 ，所以需求設(shè)計(jì)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(guān)鍵節(jié)點(diǎn)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(shè)計(jì)者只 要熟習(xí)雙極型晶體超結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管的設(shè)計(jì) ，掌握關(guān)于 MOSFET 管特性的基本信息 ，就可以很快學(xué)會(huì)運(yùn)用 MOS田T 管中止開關(guān)電路設(shè)計(jì) 。
對(duì)電路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中 ，MOS四T管的直流伏安特性 、極間電容 、溫度特性和開關(guān)速度等是需求思索 的，本文只對(duì)這些方面中止討論 。在很大程度上 ，用 MOS陽T管設(shè)計(jì)電源比用雙極型晶體管更簡(jiǎn)單。
MOSFET管輸入端（柵極）的驅(qū)動(dòng)電路要比雙極型晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單得多。而且MOSFET 管沒有存儲(chǔ)時(shí)間，就避免了復(fù)雜的Baker鉗位電路和比例基極驅(qū)動(dòng)電路。另外，雙極型晶體場(chǎng)效應(yīng)管管盧值在制造過程中可能相差達(dá)4倍所惹起的問題在MOSFET管的運(yùn)用中也己不存在 。在關(guān)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(huì)發(fā)作堆疊 ，從而減小了堆疊損耗即交流開關(guān)損耗 （ 1.3.4 節(jié)）。這樣就可以簡(jiǎn)化 以致不需求緩沖器了 .
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