2 NMOS驱动电路PPT

制作人：李洪涛 NMOS驱动电路 名教师黄洪刚工作室 NMOS基本知识 1 NMOS直接驱动电路 2 NMOS推挽驱动电路 3 NMOS快速关断驱动电路 4 目录 2 一、NMOS基本知识 1.场效应晶体管（FET）：利用输入回路的电场效应控制输出回路电流的半导体器件； 场效应管按结构分为结型和绝缘栅型两种; 2.绝缘栅型场效应晶体管：绝缘栅型场效应晶体管的栅极与源极、栅极与漏极之间均采用二氧化硅绝缘层隔离，又因栅极为金属铝，所以结构为金属-氧化物-半导体组成，故称为MOS管； 3.NMOS:绝缘栅型场效应晶体管分为N沟道增强型管、 N沟道耗尽型管、P沟道增强型管、P沟道耗尽型管，其中N沟道型管统称为NMOS管； 3 一、NMOS基础知识 4.NMOS管结构示意图与符号 N沟道增强型绝缘栅场效应晶体管 结构示意图及电路符号 N沟道耗尽型绝缘栅场效应晶体管 结构示意图及电路符号 4 一、 NMOS基础知识 5.增强型NMOS管电压控制原理 在N沟道增强型场效晶体管的漏极d与源极s之间加上工作电压VDS后，管子的输出电流ID就受栅源电压VGS的控制。 当栅源之间的电压VGS=0时，由于漏极d与衬底B之间的PN结处于反向偏置，漏源极间无导电沟道，因此漏极电流ID=0，管子处于截止状态。 当VGS增加至某个临界电压VGS（th）时，感应电子层将两个分离的N+区接通，形成N型导电沟道，于是产生漏极电流ID，管子开始导通。 继续加大VGS，导电沟道就会愈宽，输出电流ID也就愈大。 增强型NMOS管的工作原理 5 二、NMOS直接驱动电路 1.NMOS直接驱动电路结构 （1）电路组成：NMOS管、负载、泄放电阻R1 （2）电路连接关系：负载一端接NMOS管漏极，另一端接电源正极； NMOS管源极连接地端；泄放电阻R1连接NMOS管栅极与源极， NMOS管栅极连接控制信号CONTROL端。 6 二、NMOS直接驱动电路 2. NMOS直接驱动电路元件作用 P1:作为NMOS驱动电路的负载； Q1：NMOS管，通过栅极与源极之间电压控制漏极与源极之间的通断； R1：泄放电阻，用来泄放GS极间的电荷 7 二、NMOS直接驱动电路 2. NMOS直接驱动电路工作原理 CONTROL为控制信号，电平一般为3~12V； CONTROL为高电平时，Vgs>NMOS的Vgs导通阀值，MOS管导通，负载工作。 CONTROL低电平时，Vgs=0，MOS管断开，负载不工作。 8 三、NMOS推挽驱动电路 1.NMOS推挽驱动电路结构 （1）电路组成：NMOS管、负载、泄放电路R3、NPN三极管Q2、PNP三极管Q3、限流电阻R1、耦合电阻R2 （2）电路连接关系：负载一端接NMOS管漏极，另一端接电源正极； NMOS管源极连接地端；泄放电阻R1连接NMOS管栅极与源极，Q2与Q3基极相连作为驱动电路的控制信号端，发射极相连后连接NMOS管栅极。 9 三、NMOS推挽驱动电路 2.NMOS推挽驱动电路元件作用 R1：为限流电阻，限制Q2与Q3基极电流大小 Q2、Q3：Q2与Q3为一对推挽管 P1:作为NMOS驱动电路的负载； Q3：NMOS管，通过栅极与源极之间电压控制漏极与源极之间的通断； R3：泄放电阻，用来泄放GS极间的电荷 10 三、NMOS推挽驱动电路 3.NMOS推挽驱动电路工作原理 （1）当control端为高电平时，Q2导通，Q3截止，Q3导通，负载工作； （2）当control端为低电平时，Q2截止，Q3导通，Q3迅速截止，由于Q3截止，负载停止工作； （3）由于推挽管的电流放大作用，NMOS推挽驱动电路常用于驱动能力较弱的电路中 11 三、NMOS快速关断驱动电路 1.NMOS快速关断驱动电路结构 （1）电路组成：NMOS管、负载、泄放电路R2、限流电阻R3，快恢复二极管D1,耦合电阻R1， （2）电路连接关系：负载一端接NMOS管漏极，另一端接电源正极； NMOS管源极连接地端；泄放电阻R2连接NMOS管栅极与源极，电路的控制信号端通过耦合电阻连接MOS管栅极，快恢复二极管D1负极连接控制信号端，D1正极通过限流电阻连接MOS管栅极。 12 三、NMOS快速关断驱动电路 2.NMOS快速关断驱动电路元件作用 P1:作为NMOS驱动电路的负载； Q1：NMOS管，通过栅极与源极之间电压控制漏极与源极之间的通断； R2：泄放电阻，用来泄放GS极间的电荷 R3：限流电阻，避免快恢复二极管D1过流损坏 D1：快恢复二极管，截止恢复到导通的时间极短 13 三、NMOS快速关断驱动电路 3.NMOS快速关断驱动电路工作原理 （1）当control端为高电平时，D1截止，Q3导通，负载工作； （2）当control端为低电平时，D1快速导通，Q1会迅速截止，由于Q1能够快速截止，所以负载能迅速停止工作； （3） 一般NMOS驱动电路由于寄生电容的存在，驱动电路关断时间较长，所以 NMOS快速关断驱动电路应用于需要NMOS管迅速关断的场合 14 例题分析 NMOS推挽驱动电路当control端为低电平时，NPN推挽管和NMOS管的状态分别为（）。 A.均导通 B.均截止 C.导通、截止 D.截止、导通 解析：当control端为低电平时，NPN三极管发射结反偏 而截止，PNP三极管导通，NMOS管输入端为高电平， NMOS管VGS大于Vth,MOS管导通，所以选D答案 15 感谢您的聆听！ 黄洪刚名教师工作室 16 $$