- 1、本文档共13页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
场效应管做开关电路
与三极管一样,场效应管不仅可以对模拟信号放大,也可作为控
制开关使用,之所以我们将开关电路 (而不是放大电路)的应用提
前介绍,是因为在实际应用当中,场效应管当作开关电路应用的情
况还是相对更多一些。可以这么说,大多数读者曾经使用过或将来
会使用三极管电路进行信号放大的应用,但大多数读者都不曾使用
或将来也不会使用场效应管进行信号放大的应用。因此,我们将场
效应管的开关电路详细描述一下。
场效应管开关电路大体可分为两大类,即模拟开关 (Analog
Switch )与数字开关,前者我们在此不进行讨论,读者可参考文章
《模拟开关》,而常用的数字开关电路大都使用增强型的 NMOS 或
PMOS 为核心,NMOS 控制开关电路的基本结构如下图所示:
其中,漏极电阻 R1 为上拉电阻,当场效应管Q1 截止时将输出电
压上拉至电源VCC (高电平),可以理解为开漏 (OD )输出结构的
上拉电阻,具体可参考文章 《电阻 (4 )之上/ 下拉电阻》,栅极串
联电阻 R2 为限流电阻,防止输入电压变换的瞬间导致栅极电流超额
而损坏场效应管,下拉电阻R3 用来确保无输入信号 (即悬空)时场
效应管处于截止状态。
此开关电路的基本原理很简单!当输入信号V 为低电平“L”时,
i
场效应管 Q1 处于截止状态,输出电压Vo 由漏极电阻R1 上拉为电
源VCC (高电平),此时场效应管 Q1 相当于一个处于断开状态的
开关,如下图所示:
当输入信号V 为高电平 “H”时,场效应管 Q1 处于导通状态,
i
输出电压Vo 被场效应管下降至低电平,此时场效应管Q1 相当于一
个 处 于 闭 合 状 态 的 开 关 , 如 下 图 所 示 :
场效应管开关应用电路的要求主要有两点,其中之一是限流电阻
R2 的阻值,需要根据开关频率、前级驱动能力、栅-源电容 CGS 等
因素来决定,其中 CGS 与栅极电阻相当于一个 RC 充放电电路。一
般来讲,对于开关频率相对较高的应用,限流阻值 R2 一般为十几
欧姆~几百欧姆,换言之,限流电阻 R2 的阻值是比较小的,如下
图所示:
场效应管的导通速度在很大程序上取决于CGS 的充放电常数,栅
极电阻越大,则 CGS 充放电速度越慢,场效应管的开关速度也就慢
下来了,当然,限流电阻也不能太小,具体得根据实际情况决定,
如果开关频率很低的话,弄个 1K 以上都没有太大的影响。
而要求之二是输入的电压幅值。任何场效应管的栅-源电压 VGS
都是有极限值的,如下图所示 (来自ALPHA OMEGA 的NMOS
管AO3400 数据手册),栅-源电压不应超过最大极值,此值一般为
12V 左右。
这种开关电路的用法主要有两种,其中之一就是将具体的负载
(如电灯泡、马达、电磁阀、继电器、蜂鸣器等等)代替漏极电阻
R ,这样输入信号V 高低电平就可以控制负载是否供电,如下图所
1 i
示 为 电 灯 泡 控 制 开 关 电 路 :
当输入为低电平“L”时,场效应管Q1 是截止的,因此电灯泡两
端是没有电压的,当输入为高电平“H”时,场效应管Q1 是导通的,
此时电源 VCC 施加到电灯泡两端 , 如下图所示 :
电灯泡是阻性负载 (相当于一个电阻),如果换成是感性负载,
我们还必须在感性负载两端反向并联一个二极管,如下图所示继电
器 应 用 电 路 :
因为感性负载相当于一个电感,当场效应管由导通变为截止时,
电感中的电流将会产生突变,如果此时没有一个电流回路慢慢使电
流下降,电感两端将产生很高的反向电动势,并联的二极管 D1 即
用来为感性负载续流 (防止场效应管 Q1 被击穿的同时也可以保护
继电器本身 ),因而称之为续流二极管,如下图所示 :
开关电路的另一个用法是作为高速开关,如 BUCK 变换器中的开
关管,如下图所示 (来自TI 公
文档评论(0)