1、MOS結(jié)構(gòu)和驅(qū)動技術(shù)、1 MOS場效應(yīng)管的基本知識、2基本數(shù)學(xué)方程式、3 LC過渡過程、4 MOS數(shù)學(xué)模型、n型半導(dǎo)體、多佑電子、磷原子、硅原子、多數(shù)載流子自由電子、少數(shù)載流子空穴、施主離子、自由電子、電子空穴對、空穴、硼原子、硅原子少數(shù)載流子自由電子、受主離子、空穴、電子空穴對、p型半導(dǎo)體、MOS場效應(yīng)晶體管，BJT是電流控制元件(iB iC )，工作時多數(shù)載流子和少數(shù)載流子共同參與的場效應(yīng)晶體管FET因其制造工藝簡單、功耗小、溫度特性好、輸入電阻極高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。 簡稱絕緣柵場效應(yīng)晶體管、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor FET )、

2、MOSFET。 增強(qiáng)型n溝道、p溝道耗盡型n溝道、p溝道、1.N溝道增強(qiáng)型MOS管(1)結(jié)構(gòu)的4個電極：漏極d、源極s、柵極g和基板b。 符號：uGS0V時，縱向電場靠近柵電極下方的空穴向下排斥耗盡層。 (2)關(guān)于工作原理，在uGS=0V時，漏極源極間相當(dāng)于2個背對背的二極管，即使在d、s之間施加電壓也不會形成電流，即管斷開。 使uGS的縱電場進(jìn)一步增加，將p區(qū)域的少子電子聚集到p區(qū)域表面，形成導(dǎo)電溝道，此時如果施加漏極源極電壓，則可以形成漏極電流id。柵極源極電壓uGS的控制作用、2.N溝道耗盡型MOSFET、特征： uGS=0時有溝道，一加入uDS就有iD。 對于uGS0，可加寬信道且進(jìn)一

3、步增加iD。 在uGS0的情況下，信道變窄并且iD變小。 柵極下的SiO2層中混入了大量的金屬正離子。 因此，當(dāng)uGS=0時，這些正離子已經(jīng)引起反轉(zhuǎn)層并形成溝道。 定義：夾斷電壓(UP )的溝道剛消失所需的柵極源極電壓uGS。 3 .場效應(yīng)晶體管的主要?dú)垔W儀表，(1)導(dǎo)通電壓UT UT是MOS增強(qiáng)晶體管的殘奧儀表，柵極源極電壓小于導(dǎo)通電壓的絕對值，場效應(yīng)晶體管無法導(dǎo)通。 夾斷電壓UP UP是MOS耗盡型和結(jié)型FET的殘奧儀表，uGS=UP時，漏極電流為零。 (3)飽和漏極電流IDSS MOS耗盡型和接合型FET、uGS=0時對應(yīng)的漏極電流。 (4)輸入電阻RGS結(jié)型場效應(yīng)晶體管，RGS大于10

4、7，MOS場效應(yīng)晶體管，RGS達(dá)到1091015。 (5)低頻跨導(dǎo)gm gm反映了柵極電壓對漏極電流的控制作用，單位為mS (毫米波西門子)。 (6)最大漏極消耗功率PDM PDM=UDS ID相當(dāng)于雙極晶體管的PCM。 在等效電路、OFF、OFF狀態(tài)ON、ON狀態(tài)、小信號模型分析法、開關(guān)電源設(shè)定修正中，用高頻模型進(jìn)行分析，二、基本數(shù)學(xué)方程式，一個很棒的公式停止！ 求解基本的高數(shù)式、一次方程式。 然后導(dǎo)入初始條件，確定k值。 二次電路有兩個動態(tài)元件，描述電路的方程是二次線性微分方程。 一般來說，LC電路可以用這個方程式來求解。 電路有多個動態(tài)元件，描述電路的方程式是高次微分方程式。三、r、l、

5、c暫態(tài)過程、1.RC電路的零輸入響應(yīng)、uc(0)=u0、1.RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)、解答形式：的特解、3. RL電路所知的零狀態(tài)響應(yīng)：初始狀態(tài)電容器沒有電壓，正在充電。 初始： uC(0 )=U0 i(0 )=0，電容電壓為變量：電路方程式：電感電流為變量：特征方程式：零輸入響應(yīng)：初始狀態(tài)電容有電壓，放電過程。零狀態(tài)響應(yīng)的三種情況：過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼、特征根：uc的解答形式：總是：共軛復(fù)根、的關(guān)系、零狀態(tài)響應(yīng)：初始狀態(tài)容量沒有電壓、充電過程。uC(0)=0，iL(0)=0，微分方程是，解，特解，特解：特征方程是：四，MOS數(shù)學(xué)模型，MOS等效驅(qū)動電路模型：相當(dāng)于，l是PCB的引線電感，根據(jù)

6、他人的經(jīng)驗，其值是引線1nH/mm Rg是柵極驅(qū)動電阻，驅(qū)動信號是12V峰值的方形波。 Cgs是MOSFET的柵極源極電容，根據(jù)管和驅(qū)動電壓而不同，因此這里設(shè)為1nF。 VL VRg VCgs=12V，對于驅(qū)動電流，得到Cgs上的驅(qū)動電壓微分方程式：拉普拉斯變換得到變換函數(shù)，在有不同的實根的情況下為過衰減振動，在有2個相同的實根的情況下為臨界衰減振動，在有虛根的情況下為不足衰減振動，在這種情況下在MOSFET柵極上下振動的波形為(1)LG和LG表示從封裝端到實際的柵極線路的電感和電阻。 (2)C1是從柵極到源極n的電容，其值通過結(jié)構(gòu)固定。 (3)C2 C4表示從柵極到源極p區(qū)間的電容，C2是介

7、質(zhì)電容，修正值是一定的。 C4由源極到漏極的耗盡區(qū)域的大小決定，根據(jù)柵極電壓的大小而變化。 當(dāng)柵極電壓從0上升到導(dǎo)通電壓UGS(th )時，C4使柵極源極電容整體增加10%。 (4)C3 C5由一定大小的介質(zhì)電容和可變電容構(gòu)成，當(dāng)漏極電壓改變極性時，其可變電容值相當(dāng)大。 (5)C6是伴隨漏極電壓變換的漏極源極電容。 另外，柵極電荷QG是用于將柵極電壓從0上升到10V所需的柵極電荷，能夠表示為驅(qū)動電流值與導(dǎo)通時間的積、或者柵極電容值與柵極電壓的積。 現(xiàn)在，大多數(shù)MOS管的柵電荷QG值從數(shù)十納米庫侖到200納米庫侖。 柵極電荷QG包括從柵極到源極的電荷QGS和從柵極到源極的電荷QGS這兩個部分。

8、QGD是在漏極電壓下降時克服 Miller 效應(yīng)所需要的電荷，這是因為UGS曲線存在于比較平坦的第二段，此時柵極電壓不變化，柵極電荷蓄積而漏極實際的QG稍大也可以使等效RON變小，但是過大也無用，所以10V到12V的驅(qū)動電壓是合理的。 尾部需要較高的尖峰電流以減少M(fèi)OS管的損耗和轉(zhuǎn)換時間。柵電荷QG與驅(qū)動效應(yīng)的關(guān)系、柵尖電流Id的修正：電荷需要完全滿足開關(guān)時期寄生電容的需要。 實際的柵極平均電流IP的修正計算，其中c是MOS驅(qū)動等效電容u，驅(qū)動電壓t是驅(qū)動電壓的上升時間，綜合前分析： Rg越小，驅(qū)動電壓的過沖越高，振蕩越多，l越大越明顯，此時影響MOSFET及其他器件的性能但是，如果電阻值過大，則驅(qū)動波形的上升緩慢，如果在MOSFET中流過大的電流，則會產(chǎn)生不良影響。 l小時，驅(qū)動電流的峰值比較大，但一般的IC的驅(qū)動電流輸出能力有一定的限制，實際的驅(qū)動電流達(dá)到IC輸出的最大值時，IC輸出相當(dāng)于恒流源，對Cgs進(jìn)行線性充電時，驅(qū)動電壓波形的上升率變慢。 此時由于電流不變，所以電感不起作用。 這可能會影響IC的可靠性，電壓波形上升段可能會產(chǎn)生小的臺階或毛刺。