MOSFET在开关电路中的应用.pdf

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，Bipolar Junction Transistor）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，Bipolar Junction Transistor）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。 例如图1 所示的一个使用BJT SS8050LT 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1 BJT 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 ©20 16 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., 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2 BJT SS8050LT 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-Semiconductor Field Effect Transistor，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、 寿命长等特点。而且MO