自1980年代中期以來,MOSFET一直是大多數開關電源(SMPS)選擇的晶體管技術。MOSFET用作主開關晶體管,并用作門控整流器來提高效率。本設計實例對P溝道和N溝道增強型MOSFET做了比較,以便選擇最適合電源應用的開關 。
自1980年代中期以來,MOSFET一直是大多數開關電源(SMPS)首選的晶體管技術。當用作門控整流器時,MOSFET是主開關晶體管且兼具提高效率的作用。為選擇最適合電源應用的開關,本設計實例對P溝道和N溝道增強型MOSFET進行了比較。
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體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)。
由于具有較低的導通電阻(RDS(on))和較小尺寸,N溝道MOSFET在產品選擇上超過了P溝道。在降壓穩壓器應用中,基于柵控電壓極性、器件尺寸和串聯電阻等多種因素,使用P溝道MOSFET或N溝道MOSFET作為主開關。同步整流器應用幾乎總是使用N溝道技術,這主要是因為N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通。
MOSFET多數是載流子器件, N溝道MOSFET在導電過程中有電子流動。P溝道在導電期間使用被稱為空穴的正電荷。電子的流動性是空穴的三倍。盡管沒有直接的相關性,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閾值的正電壓時導通;P溝道MOSFET通過施加給定的負的柵-源極電壓導通。
MOSFET的柵控決定了它們在SMPS轉換器中的應用。例如,N溝道MOSFET更適用于以地為參考的低側開關,特別是用于升壓、SEPIC、正向和隔離反激式轉換器。在同步整流器應用以及以太網供電(PoE)輸入整流器中,低側開關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的降壓穩壓器中的高側開關。根據應用的不同,N溝道MOSFET也可用作降壓穩壓器高側開關。這些應用需要自舉電路或其它形式的高側驅動器。
審核編輯 :李倩
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原文標題:P溝道和N溝道MOSFET在開關電源中的應用
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