MOSFET及其驅(qū)動(dòng)電路的教程免費(fèi)下載

　　在過(guò)去的十幾年中，大功率場(chǎng)效應(yīng)管引發(fā)了電源工業(yè)的革命，而且大大地促進(jìn)了電子工業(yè)的發(fā)展。由于MOSFET管具有更快的開關(guān)速度，電源開關(guān)頻率可以做得更高，可以從50kHz提高到200kHz甚至400kHz。同時(shí)也使得開關(guān)電源的體積變得更小，由此產(chǎn)生了大量使用小型電源的新產(chǎn)品。個(gè)人計(jì)算機(jī)的不斷小型化就是一個(gè)典型的例子。

　　開關(guān)電源工作頻率的不斷提高促使電子元件工業(yè)發(fā)生了廣泛的變革。半導(dǎo)體工業(yè)首當(dāng)其沖，更多的研究經(jīng)費(fèi)投入于MOSFET管的研究。MOSFET管的額定電壓和額定電流得到了顯著提高，成本卻逐漸下降，使它可以應(yīng)用于大量新的場(chǎng)合。

　　目前已經(jīng)開發(fā)出在高頻率、高磁通密度條件下有更低損耗的磁性元件，并且推出了能工作在更高頻率的PWM芯片。工作頻率的提高和變壓器、濾波電容體積的減小，要求其他器件的尺寸也要減小，從而對(duì)制造工藝提出了更高的要求（比如表面安裝技術(shù)SMT）。

　　諧振電源是一個(gè)新的工業(yè)和研究領(lǐng)域。頻率為20~30kHz，使用可控硅整流器的諧振電源已經(jīng)使用了多年。MOSFET管的出現(xiàn)使電路可以工作在更高的頻率，大量研究人員正著手開發(fā)各種頻率為0.3~5MHz的新型諧振電路拓?fù)洹?/p>

　　在頻率高于100kHz的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者必須認(rèn)真考慮原本在頻率低于100kHz時(shí)可以忽略的現(xiàn)象。比如集膚效應(yīng)，特別是變壓器線圈的鄰近效應(yīng)損耗，因?yàn)楦哳l時(shí)這些損耗在整個(gè)變壓器損耗中所占的比重增大。由于電流波形具有更快的上升時(shí)間，地線和供電回路上的Ldildr尖峰變得更加復(fù)雜棘手，所以需要設(shè)計(jì)者更加注意線路布局，如具有低電感特性的地線和供電回路及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的耦合電容等。

　　盡管存在這些不確定的因素和問(wèn)題，但是電源設(shè)計(jì)者只要熟悉雙極型晶體管的設(shè)計(jì)，掌握關(guān)于MOSFET管特性的基本信息，就可以很快學(xué)會(huì)使用MOSFET管進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。對(duì)電路設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，決定MOSFET管特性的制造材料和固態(tài)物理結(jié)構(gòu)并不太重要，這里不予討論。

　　在電路設(shè)計(jì)中，MOSFET管的直流伏安特性、極間電容、溫度特性和開關(guān)速度等是需要考慮的，本文只對(duì)這些方面進(jìn)行討論。

　　在很大程度上，用MOSFET管設(shè)計(jì)電源比用雙極型晶體管更簡(jiǎn)單。MOSFET管輸入端（柵極）的驅(qū)動(dòng)電路要比雙極型晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單得多。而且MOSFET管沒(méi)有存儲(chǔ)時(shí)間，就避免了復(fù)雜的Baker鉗位電路和比例基極驅(qū)動(dòng)電路。另外，雙極型晶體管B值在制造過(guò)程中可能相差達(dá)4倍所引起的問(wèn)題在MOSFET管的使用中也已不存在。

　　在關(guān)斷過(guò)程中，因?yàn)镸OSFET管電流下降速度很快，輸出端的下降電流和上升電壓在較低的電流下會(huì)發(fā)生重疊，從而減小了重疊損耗即交流開關(guān)損耗（1.3.4節(jié)）。這樣就可以簡(jiǎn)化甚至不需要緩沖器了（第11章）。

　　下面將討論MOSFET管的基本特性和MOSFET管的有關(guān)設(shè)計(jì)。