P溝道和N溝道MOSFET在開關(guān)電源中的應(yīng)用

自1980年代中期以來，MOSFET一直是大多數(shù)開關(guān)電源（SMPS）選擇的晶體管技術(shù)。MOSFET用作主開關(guān)晶體管，并用作門控整流器來提高效率。本設(shè)計(jì)實(shí)例對P溝道和N溝道增強(qiáng)型MOSFET做了比較，以便選擇最適合電源應(yīng)用的開關(guān) 。

自1980年代中期以來，MOSFET一直是大多數(shù)開關(guān)電源（SMPS）首選的晶體管技術(shù)。當(dāng)用作門控整流器時(shí)，MOSFET是主開關(guān)晶體管且兼具提高效率的作用。為選擇最適合電源應(yīng)用的開關(guān)，本設(shè)計(jì)實(shí)例對P溝道和N溝道增強(qiáng)型MOSFET進(jìn)行了比較。

對市場營銷人員，MOSFET可能代表能源傳遞最佳方案（Most Optimal Solution for Energy Transfer）的縮寫。對工程師來說，它代表金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。

由于具有較低的導(dǎo)通電阻（RDS(on)）和較小尺寸，N溝道MOSFET在產(chǎn)品選擇上超過了P溝道。在降壓穩(wěn)壓器應(yīng)用中，基于柵控電壓極性、器件尺寸和串聯(lián)電阻等多種因素，使用P溝道MOSFET或N溝道MOSFET作為主開關(guān)。同步整流器應(yīng)用幾乎總是使用N溝道技術(shù)，這主要是因?yàn)镹溝道的RDS(on)小于P溝道的，并且通過在柵極上施加正電壓導(dǎo)通。

MOSFET多數(shù)是載流子器件， N溝道MOSFET在導(dǎo)電過程中有電子流動(dòng)。P溝道在導(dǎo)電期間使用被稱為空穴的正電荷。電子的流動(dòng)性是空穴的三倍。盡管沒有直接的相關(guān)性，就RDS(on)而言，為得到相等的值，P溝道的管芯尺寸大約是N溝道的三倍。因此N溝道的管芯尺寸更小。

N溝道MOSFET在柵-源極端子上施加適當(dāng)閾值的正電壓時(shí)導(dǎo)通；P溝道MOSFET通過施加給定的負(fù)的柵-源極電壓導(dǎo)通。

MOSFET的柵控決定了它們在SMPS轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用。例如，N溝道MOSFET更適用于以地為參考的低側(cè)開關(guān)，特別是用于升壓、SEPIC、正向和隔離反激式轉(zhuǎn)換器。在同步整流器應(yīng)用以及以太網(wǎng)供電（PoE）輸入整流器中，低側(cè)開關(guān)也被用來代替二極管作為整流器。P溝道MOSFET最常用作輸入電壓低于15VDC的降壓穩(wěn)壓器中的高側(cè)開關(guān)。根據(jù)應(yīng)用的不同，N溝道MOSFET也可用作降壓穩(wěn)壓器高側(cè)開關(guān)。這些應(yīng)用需要自舉電路或其它形式的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器。

審核編輯 ：李倩