mos管并联电容

mos管并联方法

什么是并联

mos管并(bing)(bing)(bing)联(lian)电(dian)(dian)容,并(bing)(bing)(bing)联(lian)是元件之(zhi)间(jian)的(de)一种连接(jie)方(fang)(fang)式(shi)，其特点是将2个同类或(huo)不同类的(de)元件、器(qi)件等首首相(xiang)接(jie)，同时(shi)尾尾亦相(xiang)连的(de)一种连接(jie)方(fang)(fang)式(shi)。通常是用来指电(dian)(dian)路(lu)中电(dian)(dian)子(zi)元件的(de)连接(jie)方(fang)(fang)式(shi)，即并(bing)(bing)(bing)联(lian)电(dian)(dian)路(lu)。

MOS管功率管并联需要考虑的要点

MOS管并联(lian)方法，为了使并联(lian)电(dian)路中每个(ge)MOS管尽可能(neng)的均流，在设(she)计(ji)并联(lian)电(dian)路时需要考(kao)虑(lv)如下要素：

1、饱(bao)和压降(jiang)(jiang)VDs或导通RDSon：对所(suo)有(you)并联的(de)(de)MOS管(guan)而(er)言，导通时(shi)其(qi)管(guan)压降(jiang)(jiang)是(shi)(shi)相同的(de)(de)，其(qi)结果必然是(shi)(shi)饱(bao)和电压小(xiao)的(de)(de)MOS管(guan)先(xian)流(liu)(liu)过较大(da)的(de)(de)电流(liu)(liu) ，随着结温的(de)(de)升高，管(guan)压降(jiang)(jiang)逐(zhu)渐(jian)增(zeng)大(da)，则流(liu)(liu)过管(guan)压降(jiang)(jiang)大(da)的(de)(de)MOS管(guan)的(de)(de)电流(liu)(liu)又会逐(zhu)渐(jian)增(zeng)大(da)，从(cong)而(er)减轻管(guan)压降(jiang)(jiang)小(xiao)的(de)(de)MOS管(guan)的(de)(de)工作压力。因此，从(cong)原(yuan)理上讲(jiang)，由于N沟道功率型(xing)MOS管(guan)的(de)(de)饱(bao)和压降(jiang)(jiang)VDs或导通电阻RDSon具(ju)有(you)正的(de)(de)温度(du)特性，是(shi)(shi)很适合并联的(de)(de)。

2、开启电(dian)压VGS（th）：在同一(yi)驱动(dong)脉冲(chong)作用下，开启电(dian)压VGS（th）的不(bu)同，会(hui)引(yin)起(qi)MOS管的开通时刻不(bu)同，进而会(hui)引(yin)起(qi)先开通的MOS管首先流过整(zheng)个回路(lu)的电(dian)流，如果此时电(dian)流偏(pian)大,不(bu)加(jia)以限制(zhi) ，则(ze)对MOS管的安(an)全工作造成威胁；

3、开(kai)通(tong)、关(guan)断(duan)(duan)延迟时间(jian)Td(on)、td(off)；开(kai)通(tong)上升、关(guan)断(duan)(duan)下(xia)降时间(jian)tr、tf:同样，在同一驱动(dong)脉冲作(zuo)用(yong)下(xia)，td(on)、td(off)、tr 、tf的(de)不同，也会引(yin)起(qi)MOS管的(de)开(kai)通(tong)／关(guan)断(duan)(duan)时刻不同，进而(er)会引(yin)起(qi)先开(kai)通(tong)／后关(guan)断(duan)(duan)的(de)MOS 管流过整个(ge)回路的(de)电(dian)流，如果此时电(dian)流偏(pian)大，不加以限制(zhi)，则(ze)同样对MOS 管的(de)安(an)全工作(zuo)造成威胁。

4、驱动极回路的(de)(de)(de)驱动输(shu)(shu)入(ru)(ru)电(dian)阻、等(deng)(deng)效(xiao)输(shu)(shu)入(ru)(ru) 电(dian)容、等(deng)(deng)效(xiao)输(shu)(shu)入(ru)(ru)电(dian)感(gan)等(deng)(deng)，均会造(zao)成引(yin)起(qi)MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)开(kai)(kai)通(tong)／关(guan)断(duan)(duan)时刻不同。从上所述(shu) ，可(ke)以看出，只要保证(zheng)无论在(zai)开(kai)(kai)通(tong)、关(guan)断(duan)(duan)、导通(tong)的(de)(de)(de)过程(cheng)流(liu)过MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de) 电(dian)流(liu)均使(shi)MOS管(guan)(guan)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)在(zai)安全工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)区内(nei)，则MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)安全工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)得到保障。为此(ci)，本文提(ti)出一种(zhong)MOS管(guan)(guan)的(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)并(bing)联(lian)方法，着重于均流(liu)方面的(de)(de)(de)研究，可(ke)有效(xiao)的(de)(de)(de)保证(zheng)MOS管(guan)(guan)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)在(zai)安全工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)区内(nei)，提(ti)高并(bing)联(lian)电(dian)路的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)可(ke)靠性。

mos管并联电容的工作原理

（一）MOS管并联方(fang)法(fa)电路图

以3只IR公司的IRF2807 MOS管并联试验为(wei)例，工作电路图如图1 。

mos管并联电容

（二(er)）MOS管并联工作原理

在图(tu)1中，采用对每(mei)个并(bing)联的(de)MOS管(guan)单独实限流技术(shu)来限制流过(guo)每(mei)个MOS管(guan)的(de)电流。具(ju)体方法如下：

在每个MOS管串联(lian)作电流检测(ce)用的(de)(de)采(cai)样电阻(图中的(de)(de)RlO、Rll、R12)，实(shi)时对(dui)流过每个MOS管的(de)(de)电流进行监测(ce)。3路分流器(qi)的(de)(de)采(cai)集信(xin)号均送人(ren)4比较器(qi)LM339，作为判断是否过(guo)(guo)流(liu)的依据(ju)：只(zhi)要(yao)流(liu)过(guo)(guo)任何一个MOS管的电(dian)流(liu)超过(guo)(guo)对其所限定的电(dian)流(liu)保(bao)(bao)护(hu)值(zhi)，则控(kong)制回路依据(ju)送出的过(guo)(guo)流(liu)保(bao)(bao)护(hu)信号马(ma)上限制驱(qu)动脉冲的开(kai)度(du)，保(bao)(bao)证当前流(liu)过(guo)(guo)每个MOS管的电(dian)流(liu)不超过(guo)(guo)所限定的电(dian)保(bao)(bao)护(hu)值(zhi) 。

在(zai)图1中,如(ru)果在(zai)PW Nin驱动脉冲(chong)加入(ru)后(hou) ，假(jia)定MOS1先(xian)开(kai)(kai)通(tong),MOS2、MOS3暂时未开(kai)(kai)通(tong) ，则电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)只能先(xian)流(liu)(liu)(liu)过(guo)MOS1，而且电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)被限(xian)制在(zai)其限(xian)制值以(yi)内(nei)；接着MOS2又开(kai)(kai)通(tong)，则部分(fen)原先(xian)流(liu)(liu)(liu)过(guo)MOS1的电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)会被分(fen)流(liu)(liu)(liu)到(dao)(dao)MOS2 ，必然引起流(liu)(liu)(liu)过(guo)MOS1的电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)小于其限(xian)制值，于是过(guo)流(liu)(liu)(liu)信号消失，PW Nin驱动脉冲(chong)开(kai)(kai)度加大，直至电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu) 重新(xin)到(dao)(dao)达(da)MOS1或MOS2的电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)限(xian)制点(dian)后(hou)，PW Nin驱动脉冲(chong)才会停止增加。以(yi)后(hou)MOS3导通(tong)的又重复上(shang)述的电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)分(fen)配过(guo)程(cheng) ，直至到(dao)(dao)达(da)新(xin)的电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)平(ping)衡(heng)。同理(li)，可分(fen)析MOS管任何时刻单个或多个导通(tong)时电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的自行分(fen)配过(guo)程(cheng) 。

mos管并联方法均流技术定义

MOS管(guan)并(bing)联(lian)方法均(jun)流技术，双极型晶体管(guan)把(ba)输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)(ru)端(duan)(duan)电(dian)流的微小变(bian)(bian)化(hua)放大(da)后，在输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)出端(duan)(duan)输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)出#FormaTImgID_0#N沟道(dao)mos管(guan)符号一个大(da)的电(dian)流变(bian)(bian)化(hua)。双极型晶体管(guan)的增(zeng)益(yi)就定义(yi)为输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)出输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)(ru)电(dian)流之比（beta）。另一种(zhong)晶体管(guan)，叫做场效(xiao)应管(guan)（FET），把(ba)输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)(ru)电(dian)压(ya)的变(bian)(bian)化(hua)转化(hua)为输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)出电(dian)流的变(bian)(bian)化(hua)。FET的增(zeng)益(yi)等于它的transconductance，定义(yi)为输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)出电(dian)流的变(bian)(bian)化(hua)和(he)输(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)(ru)电(dian)压(ya)变(bian)(bian)化(hua)之比。市面上常有的一般为N沟道(dao)和(he)P沟道(dao)，详情参考右侧图片（N沟道(dao)耗(hao)尽型MOS管(guan)）。而P沟道(dao)常见的为低压(ya)mos管(guan)。

场(chang)效应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)通(tong)(tong)过投影#FormaTImgID_1#P沟道mos管(guan)(guan)(guan)符号一(yi)个(ge)电(dian)场(chang)在一(yi)个(ge)绝缘层上来影响流(liu)(liu)过晶(jing)体管(guan)(guan)(guan)的电(dian)流(liu)(liu)。事(shi)实上没(mei)有电(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)过这个(ge)绝缘体，所(suo)以FET管(guan)(guan)(guan)的GATE电(dian)流(liu)(liu)非常小(xiao)。最普通(tong)(tong)的FET用一(yi)薄层二氧化(hua)硅来作为GATE极(ji)下的绝缘体。这种晶(jing)体管(guan)(guan)(guan)称为金属氧化(hua)物半(ban)(ban)导体（MOS）晶(jing)体管(guan)(guan)(guan)，或(huo)，金属氧化(hua)物半(ban)(ban)导体场(chang)效应(ying)(ying)管(guan)(guan)(guan)（MOSFET）。因为MOS管(guan)(guan)(guan)更小(xiao)更省(sheng)电(dian)，所(suo)以他(ta)们(men)已经在很多应(ying)(ying)用场(chang)合取代了(le)双极(ji)型晶(jing)体管(guan)(guan)(guan)。

mos管并联电容-用MOS器件作电容

由于MOS管(guan)中存在(zai)着明显的(de)电(dian)容结构，因(yin)此可(ke)(ke)以用MOS器件(jian)(jian)制作成一个(ge)电(dian)容使用。如果一个(ge)NMOS管(guan)的(de)源(yuan)、漏、衬底(di)都接(jie)地(di)而(er)栅电(dian)压(ya)接(jie)正电(dian)压(ya)，当VG上升并达到Vth时在(zai)多(duo)晶硅(gui)下(xia)的(de)衬底(di)表面将开(kai)始出(chu)现一反型层。在(zai)这种条件(jian)(jian)下(xia)NMOS可(ke)(ke)看成一个(ge)二端器件(jian)(jian)，并且(qie)不同的(de)栅压会(hui)产生厚(hou)度不一(yi)样(yang)的(de)反型层，从(cong)而有不同的(de)电容值(zhi)。

(1)耗尽型区(qu)(qu)：栅压(ya)为一很负的(de)值(zhi)，栅上的(de)负电压(ya)就(jiu)会把衬底(di)中(zhong)的(de)空穴吸引到氧化(hua)层(ceng)表面(mian)，即构成了(le)积累区(qu)(qu)，此(ci)时，由于只(zhi)有积累区(qu)(qu)出现，而无反(fan)型层(ceng)，且积累层(ceng)的(de)厚度很厚，因此(ci)积累层(ceng)的(de)电容(rong)可以(yi)忽略(lve)。故此(ci)时的(de)NMOS管可以(yi)看成一个(ge)单(dan)位面(mian)积电容(rong)为Cox的(de)电容(rong)，其中(zhong)间(jian)介(jie)质则(ze)为栅氧。当VGS上升(sheng)时，衬底表面的空穴浓(nong)度下降，积(ji)累层厚度减(jian)小(xiao)，则(ze)积(ji)累层电容(rong)；增大，该电(dian)容(rong)与栅氧电(dian)容(rong)相串联后使(shi)总电(dian)容(rong)减小，直至VGs趋于0，积累层消失，当VGS略大于o时，在栅氧下产生(sheng)了耗尽层，总电(dian)容(rong)最小。

(2)弱(ruo)反(fan)型区：VGS继续上升，则在栅氧下面就产生(sheng)耗尽层，并开始出现反(fan)型层，该器件进入了弱(ruo)反(fan)型区，在这种模式(shi)下，其电(dian)容由Cox与(yu)Cb串(chuan)联(lian)而成(cheng)，并随VGS的增人，其电(dian)容量(liang)逐(zhu)步(bu)增大。

(3)强(qiang)反(fan)型(xing)区：当VGS超过(guo)Vth，其二氧化硅表面则保持为一沟道(dao)，且其单(dan)位电容又为Cox。下图(tu)显示了(le)这(zhei)些工(gong)作状态。

mos管并联电容