mos管并聯(lián)電容

mos管并聯(lián)方法

什么是并聯(lián)

mos管并聯(lián)電容,并聯(lián)是元件之間的一種連接方式，其特點(diǎn)是將2個(gè)同類(lèi)或不同類(lèi)的元件、器件等首首相接，同時(shí)尾尾亦相連的一種連接方式。通常是用來(lái)指電路中電子元件的連接方式，即并聯(lián)電路。

MOS管功率管并聯(lián)需要考慮的要點(diǎn)

MOS管并聯(lián)方法，為了使并聯(lián)電路中每個(gè)MOS管盡可能的均流，在設計并聯(lián)電路時(shí)需要考慮如下要素 ：

1、飽和壓降VDs或導通RDSon：對所有并聯(lián)的MOS管而言 ，導通時(shí)其管壓降是相同的，其結果必然是飽和電壓小的MOS管先流過(guò)較大的電流 ，隨著(zhù)結溫的升高，管壓降逐漸增大，則流過(guò)管壓降大的MOS管的電流又會(huì )逐漸增大，從而減輕管壓降小的MOS管的工作壓力。因此，從原理上講，由于N溝道功率型MOS管的飽和壓降VDs或導通電阻RDSon具有正的溫度特性 ，是很適合并聯(lián)的。

2、開(kāi)啟電壓VGS（th）：在同一驅動(dòng)脈沖作用下 ，開(kāi)啟電壓VGS（th）的不同，會(huì )引起MOS管的開(kāi)通時(shí)刻不同，進(jìn)而會(huì )引起先開(kāi)通的MOS管首先流過(guò)整個(gè)回路的電流，如果此時(shí)電流偏大,不加以限制 ，則對MOS管的安全工作 造成威脅；

3、開(kāi)通、關(guān)斷延遲時(shí)間Td(on)、td(off)；開(kāi)通上升、關(guān)斷下降時(shí)間tr、tf:同樣，在同一驅動(dòng)脈沖作用下，td(on)、td(off)、tr 、tf的不同 ，也會(huì )引起MOS管的開(kāi)通／關(guān)斷時(shí)刻不同，進(jìn)而會(huì )引起先開(kāi)通／后關(guān)斷的MOS 管流過(guò)整個(gè)回路的電流，如果此時(shí)電流偏大，不加以限制，則同樣對MOS 管的安全工作造成威脅。

4、驅動(dòng)極回路的驅動(dòng)輸入電阻、等效輸入 電容、等效輸入電感等，均會(huì )造成引起MOS管的開(kāi)通／關(guān)斷時(shí)刻不同。從上所述 ，可以看出，只要保證無(wú)論在開(kāi)通、關(guān)斷、導通的過(guò)程流過(guò)MOS管的 電流均使MOS管工作在安全工作區內，則MOS管的安全工作得到保障。為此，本文提出一種MOS管的新的并聯(lián)方法，著(zhù)重于均流方面的研究，可有效的保證MOS管工作在安全工作區內，提高并聯(lián)電路的工作可靠性。

mos管并聯(lián)電容的工作原理

（一）MOS管并聯(lián)方法電路圖

以3只IR公司的IRF2807 MOS管并聯(lián)試驗為例，工作電路圖如圖1 。

（二）MOS管并聯(lián)工作原理

在圖1中，采用對每個(gè)并聯(lián)的MOS管單獨實(shí)限流技術(shù)來(lái)限制流過(guò)每個(gè)MOS管的電流。具體方法如下 ：

在每個(gè)MOS管串聯(lián)作電流檢測用的采樣電阻(圖中的RlO、Rll、R12)，實(shí)時(shí)對流過(guò)每個(gè)MOS管的電流進(jìn)行監測。3路分流器的采集信號均送人4比較器LM339，作為判斷是否過(guò)流的依據：只要流過(guò)任何一個(gè)MOS管的電流超過(guò)對其所限定的電流保護值，則控制回路依據送出的過(guò)流保護信號馬上 限制驅動(dòng)脈沖的開(kāi)度，保證當前流過(guò)每個(gè)MOS管的電流不超過(guò)所限定的電保護值 。

在圖1中,如果在PW Nin驅動(dòng)脈沖加入后 ，假定MOS1先開(kāi)通,MOS2、MOS3暫時(shí)未開(kāi)通 ，則電流只能先流過(guò)MOS1，而且電流被限制在其限制值以?xún)?；接?zhù)MOS2又開(kāi)通，則部分原先流過(guò)MOS1的電流會(huì )被分流到MOS2 ，必然引起流過(guò)MOS1的電流小于其限制值，于是過(guò)流信號消失，PW Nin驅動(dòng)脈沖開(kāi)度加大 ，直至電流 重新到達MOS1或MOS2的電流限制點(diǎn)后，PW Nin驅動(dòng)脈沖才會(huì )停止增加。以后MOS3導通的又重復上述的電流分配過(guò)程 ，直至到達新的電流平衡。同理，可分析MOS管任何時(shí)刻單個(gè)或多個(gè)導通時(shí)電流的自行分配過(guò)程 。

mos管并聯(lián)方法均流技術(shù)定義

MOS管并聯(lián)方法均流技術(shù)，雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后，在輸出端輸出#FormaTImgID_0#N溝道mos管符號一個(gè)大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比（beta）。另一種晶體管，叫做場(chǎng)效應管（FET），把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的transconductance， 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道，詳情參考右側圖片（N溝道耗盡型MOS管）。而P溝道常見(jiàn)的為低壓mos管。

場(chǎng)效應管通過(guò)投影#FormaTImgID_1#P溝道mos管符號一個(gè)電場(chǎng)在一個(gè)絕緣層上來(lái)影響流過(guò)晶體管的電流。事實(shí)上沒(méi)有電流流過(guò)這個(gè)絕緣體，所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來(lái)作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱(chēng)為金屬氧化物半導體（MOS）晶體管，或，金屬氧化物半導體場(chǎng)效應管（MOSFET）。因為MOS管更小更省電，所以他們已經(jīng)在很多應用場(chǎng)合取代了雙極型晶體管。

mos管并聯(lián)電容-用MOS器件作電容

由于MOS管中存在著(zhù)明顯的電容結構，因此可以用MOS器件制作成一個(gè)電容使用。如果一個(gè)NMOS管的源、漏、襯底都接地而柵電壓接正電壓，當VG上升并達到Vth時(shí)在多晶硅下的襯底表面將開(kāi)始出現一反型層。在這種條件下NMOS可看成一個(gè)二端器件，并且不同的柵壓會(huì )產(chǎn)生厚度不一樣的反型層，從而有不同的電容值。

(1)耗盡型區：柵壓為一很負的值，柵上的負電壓就會(huì )把襯底中的空穴吸引到氧化層表面，即構成了積累區，此時(shí)，由于只有積累區出現，而無(wú)反型層，且積累層的厚度很厚，因此積累層的電容可以忽略。故此時(shí)的NMOS管可以看成一個(gè)單位面積電容為Cox的電容，其中間介質(zhì)則為柵氧。當VGS上升時(shí)，襯底表面的空穴濃度下降，積累層厚度減小，則積累層電容；增大，該電容與柵氧電容相串聯(lián)后使總電容減小，直至VGs趨于0，積累層消失，當VGS略大于o時(shí)，在柵氧下產(chǎn)生了耗盡層，總電容最小。

(2)弱反型區：VGS繼續上升，則在柵氧下面就產(chǎn)生耗盡層，并開(kāi)始出現反型層，該器件進(jìn)入了弱反型區，在這種模式下，其電容由Cox與Cb串聯(lián)而成，并隨VGS的增人，其電容量逐步增大。

(3)強反型區：當VGS超過(guò)Vth，其二氧化硅表面則保持為一溝道，且其單位電容又為Cox。下圖顯示了這些工作狀態(tài)。

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