【N-MOS】N-mos(场效应管)驱动电路分析

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1、MOS管分类

MOS管是金属(metal)、氧化物(oxide)、半导体(semiconductor)场效应晶体管。FET是场效应管。合在一起是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。
MOS管分为N沟道和P沟道,又可分为增强型和耗尽型

(在实际应用中,一般都是增强型MOS管居多,因此这里不介绍耗尽型MOS管。)

2、MOS管导通原理

NMOS管是压控型器件,其栅极(G极)与源极(S极)之间的电压VGS大于开启电压时,内部沟道在场强的作用下导通。当VGS电压小于开启电压时,内部沟道截止。VGS电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通电阻Ron越小。需要注意的是,VGS电压不能超过芯片允许的极限电压。NMOS管一般作为低端驱动器件,源级S接地。所以,NMOS管的主回路电流方向为D→S,导通条件为VGS有一定的压差(G电位比S电位高)。

这里的开启电压需要在数据手册查找不同的芯片对应不同的电压值

NMOS管

【N-MOS】N-mos(场效应管)驱动电路分析

NMOS管也是压控型器件,其栅极(G极)与源极(S极)之间的电压VGS大于开启电压时,内部沟道在场强的作用下导通。当VGS电压小于开启电压时,内部沟道截止。

当NMOS管的门极(G极)接收到一个高电平时,它相当于一个电阻,将电流引入通道中,从而产生电路通路。此时,内部沟道在场强的作用下导通,电流可以从源级(S极)流向漏级(D极)。

相反,当门极(G极)接收到一个低电平时,NMOS管相当于一个断开开关,将内部沟道关闭,从而中断电路。此时,没有电流可以从源级(S极)流向漏级(D极)。

3电路分析

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此电路主要是通过的单片机的引脚去控制n-mos从而控制外设(本文外设采用的是风扇)的电路,此电路只学习使用如有问题请及时指出,下面具体分析一下,首先R7电阻既可以限流防止单片机引脚电流过大,同时也是可以分压,所以在开关电压设计的过程中不能使用太大的电阻,这里采用的是200Ω

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从这个数据手册的图上可以看出VGS的电压可以采用2.5V即可,在我们的S端已经接地的情况下,我们只需要考虑G端的电压值即可,同时使用R12作为下拉电阻,防止在不受单片机控制下的情况电压不稳地,采用此电阻可以有效的解决这个问题。

这里的VIN的输入电压是输入的电压,这里根据数据手册最好是20V以下的电压,同时也因为VGS我们只能做到2.5V的压差,所以IDS的电流只能达到20A,不过这些参数肯定是够我们使用的了。

在下面二极管,因为是感性器件,所以需要用1N4007续流二极管。这里的作用是:续流二极管并联在感性负载两端,并且极性是反向的,即在正常工作时,二极管是反向偏置的,不导电。当电源切断,感应反电动势产生时,续流二极管会因为反电动势而正向偏置,导通。这样,感应产生的电流就可以通过续流二极管形成一个闭合回路,电流得以继续流动并逐渐衰减,从而避免了高电压尖峰的产生。

这里的H1就是风扇的接口,这里不做讲解。

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