140DDO35301
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140DDO35301 顯然,電源設計相當復雜,而且也沒有一個簡單的公式可用于MOS管的評估。但我們不妨考慮一些關鍵的參數(shù),以及這些參數(shù)為什么至關重要。傳統(tǒng)上,許多電源設計人員都采用一個綜合品質(zhì)因數(shù)(柵極電荷QG ×導通阻抗RDS(ON))來評估MOS管或?qū)χM行等級劃分。
柵極電荷和導通阻抗之所以重要,是因為二者都對電源的效率有直接的影響。對效率有影響的損耗主要分為兩種形式--傳導損耗和開關損耗。
柵極電荷是產(chǎn)生開關損耗的主要原因。柵極電荷單位為納庫侖(nc),是MOS管柵極充電放電所需的能量。柵極電荷和導通阻抗RDS(ON) 在半導體設計和制造工藝中相互關聯(lián),一般來說,器件的柵極電荷值較低,其導通阻抗參數(shù)就稍高。開關電源中第二重要的MOS管參數(shù)包括輸出電容、閾值電壓、柵極阻抗和雪崩能量。
某些特殊的拓撲也會改變不同MOS管參數(shù)的相關品質(zhì),例如,可以把傳統(tǒng)的同步降壓轉(zhuǎn)換器與諧振轉(zhuǎn)換器做比較。諧振轉(zhuǎn)換器只在VDS (漏源電壓)或ID (漏極電流)過零時才進行MOS管開關,從而可把開關損耗降至最低。這些技術(shù)被成為軟開關或零電壓開關(ZVS)或零電流開關(ZCS)技術(shù)。由于開關損耗被最小化,RDS(ON) 在這類拓撲中顯得更加重要。
低輸出電容(COSS)值對這兩類轉(zhuǎn)換器都大有好處。諧振轉(zhuǎn)換器中的諧振電路主要由變壓器的漏電感與COSS決定。此外,在兩個MOS管關斷的死區(qū)時間內(nèi),諧振電路必須讓COSS完全放電。
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140DDO35301 所謂雙極性,是指有兩個PN結(jié)的普通開關三極管,在‘彩顯’中一般作為開關電源、行輸出級和S校正電路的切換開關。三極管的開關狀態(tài)和模擬放大狀態(tài)的要求明顯不同,對開關特性的描述也不是通常的fT、fa所能概括。
在開關電源中,是通過三極管開與關的時間比(即占空比)穩(wěn)定輸出電壓的。在這里,三極管被當作開關使用,利用三極管的放大作用,通過極小的基極電流控制集電極電流。當集電極電流飽和時,認為開關已接通,而集電極電流截止時,則認為開關已斷開。
但是,三極管的開/關并非處于理想狀態(tài),導通時尚有其飽和壓降VCES,斷開時其IC≠0,而具有一定的ICEO。與理想開關相比,晶體管作為開關并非完全隨基極控制電流同時進行開/關,其中存在一定的過程。
為了研究三極管開/關此瞬間過程,首先對開/關的相對值作一規(guī)定,即當集電極電流達到其最大飽和電流90%時,認定它已接通,而集電極電流下降為I。的10%時,認為它已經(jīng)斷開。按此標準計量,三極管開/關過程所需時間作為衡量三極管的開關特性的比較標準。
晶體管工作在開關狀態(tài)和工作在線性放大狀態(tài)有完全不同的要求。放大狀態(tài)要求三極管的Ic應該完全受控于IB,且兩者有穩(wěn)定的線性關系,包括放大后的模擬波形和輸入波形有完全相同的包絡線。開關狀態(tài)則要求三極管的基極電流達到Icm/hfe,其集電極電流立即上升到Icm,不應有過渡過程。但實際上這是不可能的,因為三極管是利用其放大特性工作于開關狀態(tài)的。