常用模擬器件設(shè)計(jì)指南

1、文件名稱：常用模擬器件設(shè)計(jì)指南編號：版本：V1.0常用模擬器件設(shè)計(jì)指南共31頁目錄1目的12范圍13二極管應(yīng)用指南13.1二極管工作原理和特性13.1.1二極管工作原理13.1.2二極管的特性13.2二極管的常用分類和參數(shù)23.2.1二極管的常用分類23.2.2二極管的主要參數(shù)33.3二極管的典型設(shè)計(jì)應(yīng)用43.3.1典型設(shè)計(jì)應(yīng)用43.3.2二極管好壞測試83.3.3應(yīng)用要點(diǎn)94三極管的應(yīng)用指南94.1三極管的工作原理和特性94.1.1三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)94.1.2三極管的特性曲線104.2三極管的常用分類和參數(shù)134.2.1三極管的常用分類134.2.2三極管的交流參數(shù)、134.2.3三極管的直

2、流參數(shù)134.2.4三極管的極限參數(shù)144.2.5溫度對三極管參數(shù)的影響154.3三極管的典型設(shè)計(jì)和應(yīng)用154.3.1三極管的典型應(yīng)用154.3.2應(yīng)用要點(diǎn)185MOS管的應(yīng)用指南185.1MOS管的工作原理、特性參數(shù)185.1.1MOS管基本結(jié)構(gòu)185.1.2增強(qiáng)型NMOS的工作原理195.2MOS管特性曲線和參數(shù)205.3MOS管的典型設(shè)計(jì)和應(yīng)用215.3.1MOS管的典型設(shè)計(jì)215.3.2MOS管的應(yīng)用要點(diǎn)236運(yùn)放的應(yīng)用指南246.1運(yùn)放的工作原理246.2運(yùn)放的常用分類和參數(shù)246.2.1運(yùn)放的常用分類246.2.2運(yùn)放的主要參數(shù)256.3運(yùn)放的典型設(shè)計(jì)和應(yīng)用266.3.1運(yùn)放的典型

3、應(yīng)用266.3.2運(yùn)放的引用要點(diǎn)307附錄31參考文獻(xiàn)31-A1-常用模擬器件設(shè)計(jì)指南1 目的本規(guī)范用于指導(dǎo)研發(fā)人員正確、可靠的應(yīng)用常用的模擬器件，同時(shí)也會給出一些典型的參考實(shí)例。公司目前常用的模擬器件，主要是TI、ON等一些大家廠家的模擬器件，設(shè)計(jì)選型時(shí)盡可能選用公司已有的優(yōu)選器件。 具體的選型請參考相關(guān)器件的選型指南。2 范圍本規(guī)范簡要介紹了模擬器件的基礎(chǔ)知識，包括二極管、三極管、MOS管和運(yùn)放，羅列了它們應(yīng)用注意事項(xiàng)。本規(guī)范適用于所有硬件工程師。3 二極管應(yīng)用指南3.1 二極管工作原理和特性3.1.1 二極管工作原理二極管又稱晶體二極管，簡稱二極管(diode)：它只往一個(gè)方向傳送電流的

4、電子零件。它是一種具有按照外加電壓的方向，使電流流動(dòng)或不流動(dòng)的性質(zhì)。晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空

5、穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。p-n結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。 二極管的管壓降：硅二極管（不發(fā)光類型）正向管壓降0.7V，發(fā)光二極管正向管壓降為隨不同發(fā)光顏色而不同。 3.1.2 二極管的特性二極管的電壓與電流不是線性關(guān)系，所以在將不同的二極管并聯(lián)的時(shí)候要接相適應(yīng)的電阻。二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡單的實(shí)驗(yàn)說明二極管的正向特性和反向特性。 1) 正向特性。 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當(dāng)加在二極管兩端的正

6、向電壓很小時(shí)，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門坎電壓”，又稱“死區(qū)電壓”，鍺管約為0.1V，硅管約為0.5V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.6V），稱為二極管的“正向壓降”。 2) 反向特性。 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過，此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單

7、方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。其典型的特性曲線如下：uv/V    015105   （A ） iv/mA    ABBA-5IR0.2 0.4 0.6 0.8    CDDC-30-U（BR） 硅 鍺 圖2.1 二極管伏安特性曲線3.2 二極管的常用分類和參數(shù)3.2.1 二極管的常用分類1) 整流二極管利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。 2) 開關(guān)元件 二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)

8、于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。3) 限幅二極管 二極管正向?qū)ê螅恼驂航祷颈３植蛔儯ü韫転?.6V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。大多數(shù)二極管能作為限幅使用。4) 續(xù)流二極管 在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起續(xù)流作用。 5) 檢波二極管 在收音機(jī)中起檢波作用。就原理而言，從輸入信號中取出調(diào)制信號是檢波，以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。 6) 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是代替穩(wěn)壓電子二極管的產(chǎn)品

9、。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管，二極管工作時(shí)的端電壓（又稱齊納電壓）從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài)，硅材料制作，動(dòng)態(tài)電阻RZ很小。7) 肖特基二極管 它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管，其正向起始電壓較低。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。3.2.2 二極管的主要參數(shù) 用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對應(yīng)用者而言，必

10、須了解以下幾個(gè)主要參數(shù)： 1) 最大整流電流 是指二極管長期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流值，其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。因?yàn)殡娏魍ㄟ^管子時(shí)會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為141左右，鍺管為90左右）時(shí)，就會使管芯過熱而損壞。所以在規(guī)定散熱條件下，二極管使用中不要超過二極管最大整流電流值。例如，常用的IN40014007型硅二極管的額定正向工作電流為1A。 2) 最高反向工作電壓 加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V

11、。 3) 反向電流 反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25時(shí)反向電流若為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時(shí)，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦裕€會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時(shí)反向電流僅為5uA，溫度升高到75時(shí)，反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。 4) 動(dòng)態(tài)電阻Rd 二極管特性曲線靜態(tài)工作點(diǎn)Q附

12、近電壓的變化與相應(yīng)電流的變化量之比。 3.3 二極管的典型設(shè)計(jì)應(yīng)用3.3.1 典型設(shè)計(jì)應(yīng)用在二極管的設(shè)計(jì)使用中，首先我們要根據(jù)設(shè)計(jì)的需求選用不同種類和特性的二極管，下面給出一些二極管的常用實(shí)例。1) 整流二極管整流二極管有很多分類，有快恢復(fù)二極管和超快恢復(fù)二極管等區(qū)分，主要是開關(guān)應(yīng)用場合的開關(guān)頻率。其典型的應(yīng)用如下圖所示： 圖2.2 整流二極管其主要作用是將脈沖電壓整成穩(wěn)定的直流電壓。該電路使用過程中請注意二極管的耐壓和最大電流，以及過熱可能引起的損傷。 2) 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是工作在反向擊穿狀態(tài)，其應(yīng)用要注意兩點(diǎn)：一是擊穿電壓；二是最小擊穿電流。如果擊穿電壓不夠，穩(wěn)壓二極管會不工作；如果

13、最小擊穿電流不夠，該輸出電壓是可變的，不是穩(wěn)定的輸出電壓。其應(yīng)用實(shí)例如下： 圖2.3：穩(wěn)壓二極管該電路可以輸出一個(gè)穩(wěn)定的5.6V的電壓。該電路使用中要注意兩點(diǎn)：一是穩(wěn)壓二極管的功耗問題，就是說最大輸出功率問題，如果選用不當(dāng)，可能會因?yàn)檫^熱引起二極管的燒毀。二是最小擊穿電流問題，當(dāng)擊穿電流沒有到達(dá)穩(wěn)壓管的最小擊穿電流時(shí)，穩(wěn)壓管的輸出電壓是不正常，也是不穩(wěn)定的。3) 續(xù)流二極管續(xù)流二極管一般是應(yīng)用在感性的電路中，其作用是由于電感的電流不能突變，關(guān)斷后需要給電感存儲的能量有一個(gè)釋放回路，其典型應(yīng)用如下： 圖2.4：續(xù)流二極管續(xù)流二極管選擇時(shí)候要注意一個(gè)問題就是二極管的耐壓問題，建議選用是正常工作電壓

14、的3倍以上的耐壓。4) 限幅二極管限幅二極管的作用主要是保護(hù)器件的輸入不超過限定的幅值，以免對后續(xù)器件造成損傷，其典型應(yīng)用如下： 圖2.5：限幅二極管在一些精密設(shè)計(jì)的場合，限幅二極管可考慮選用低壓降的肖特基二極管（0.3V壓降），以便更穩(wěn)定精確的限幅，保護(hù)后續(xù)器件。 5) 發(fā)光二極管發(fā)光二極管一般是做信號的狀態(tài)指示用，如用作通信狀態(tài)，電源狀態(tài)等相關(guān)指示。典型應(yīng)用如下： 圖2.6：發(fā)光二極管 發(fā)光二極管應(yīng)用中，一般要注意控制好點(diǎn)燈電流，通常的發(fā)光二極管1mA2mA足夠點(diǎn)亮了，電流不易過大，電流過大會對發(fā)光二極管的試用壽命造成影響。為了保護(hù)發(fā)光二極管，設(shè)計(jì)時(shí)建議在二極管兩端并一只0.01uF電容。

15、 6）保護(hù)二極管TVS保護(hù)二極管一般用在板內(nèi)或板外的通信接口電路中，常見有RS232、RS485、GPS對時(shí)等相關(guān)的通信接口電路中 圖2.7 TVS保護(hù) TVS保護(hù)原理是利用PN擊穿后形成的保護(hù)，用來吸收尖峰電壓或浪涌電流，在選取TVS時(shí)，要考慮一個(gè)重要的參數(shù)：結(jié)電容。 通信速率越高，對結(jié)電容的要求越高，要求結(jié)電容越小，過高的結(jié)電容會引起通信異常、甚至通信不上。 7）以太網(wǎng)保護(hù)二極管 公司的電力產(chǎn)品中，以太網(wǎng)是常用的通信接口，針對該通信接口的特性，我們采用SLVU2.8-4的保護(hù)二極管對其進(jìn)行防護(hù) 圖2.8 以太網(wǎng)防護(hù) 圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識分別是以太網(wǎng)的兩對差分信號，采用雙管并聯(lián)的方式對每對差分進(jìn)行防

16、護(hù)，可提高通信接口的防護(hù)能力。 8）BOOST/BUCK電路中的應(yīng)用 圖2.9 BOOST電路 在BOOST/BUCK電路中，二極管更多的是作為一種續(xù)流和整流管的作用，通過與電感、開關(guān)器件配合形成工作回路。 該電路在PCB設(shè)計(jì)時(shí)要注意，盡可能將開關(guān)管、電感和二極管緊湊放置，減小開關(guān)回路的寄生參數(shù)。 9）單向?qū)щ娦?在多數(shù)的二極管應(yīng)用中，單向?qū)щ娦允瞧渥罨镜奶匦?。例如在下圖中的應(yīng)用： 圖2.10 單向?qū)щ娦?此處二極管的選擇要注意：反向漏電流盡可能的小。10）邏輯功能實(shí)現(xiàn) 用二極管也可以實(shí)現(xiàn)邏輯或功能。 圖2.11 或功能實(shí)現(xiàn)從上電路圖可看出，只要IN1、IN2、IN3有一個(gè)信號為高，則開關(guān)管

17、將導(dǎo)通。即：OUT=IN1 | IN2 | IN3。同理我也可以用二極管實(shí)現(xiàn)邏輯與功能 圖2.12 與功能實(shí)現(xiàn)從電路圖可看出，只要輸入信號有一個(gè)為低，則輸出為低。即：OUT=IN1&&IN2&&IN3。但在這個(gè)邏輯電路的設(shè)計(jì)中，要注意，高并不是真正的高；低也不是真正的低。因?yàn)槎O管在導(dǎo)通狀態(tài)是有壓降存在的，所以在類似電路設(shè)計(jì)中，如果要求高的場合，盡可能選取低壓降的二極管。11）特殊二極管應(yīng)用 圖2.13 特殊二極管的應(yīng)用 該電路中二極管SMDB3是一個(gè)特殊的二極管，該二極管的主要特性有：一是漏電流小，二是正向必須有擊穿電壓才能導(dǎo)通，擊穿電壓是28V。 該電路的工

18、作原理是：交流信號整成直流，對電容C20充電，在此過程中二極管SMDB3一直不導(dǎo)通；C20充電超過28V后，SMDB3導(dǎo)通，電容放電，LED燈閃爍一次。3.3.2 二極管好壞測試下面簡單講下二極管的好壞測試，一般是用萬用表的歐姆檔進(jìn)行測試。1) 正向特性測試把萬用表的紅表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，黑表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極。這時(shí)出現(xiàn)的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越好。若正向電阻為0值，說明管芯短路損壞，若正向電阻接近無窮大值，說明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。 2) 反向特性測試把萬用表的黑表筆搭觸二極管的正極，紅表筆搭觸二極管的負(fù)極，如內(nèi)阻為無窮大，二極管

19、就是合格的。3.3.3 應(yīng)用要點(diǎn) 二極管按鍵電路中開關(guān)二極管要選用反向漏電流小的，滿足輸入電平要求。二極管不可使用多個(gè)二極管并聯(lián)來增加二極管的通流量二極管整流二極管：同電流等級選擇反壓最高的型號。如1A以下選用IN4007，3A的選用IN5408。二極管使用二極管作為電源路徑管理時(shí)，須考慮二極管反向漏電流的影響。二極管LED管體不允許直接接觸金屬機(jī)殼。-ESD ，并且LED并聯(lián)0.01uF的電容。二極管在電壓裕度充足的情況下，盡量在電源輸入端串聯(lián)一個(gè)二極管，防止電源反接燒板。現(xiàn)場返修經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這類情況。二極管在電源中串聯(lián)二極管進(jìn)行單向供電時(shí)，要考慮負(fù)載變化時(shí)二極管管壓降變化對供電電壓的影響。肖特

20、基二極管肖特基二極管的反向耐壓降額50以上。整流二極管正向?qū)▔航翟叫≡胶?，特別是低電壓大電流輸出時(shí)建議選肖特基二極管如30BQ060、1N5817等。整流二極管反向恢復(fù)時(shí)間trr越小越好，trr小不僅降低了二極管的損耗和發(fā)熱，而且減小了噪聲和干擾選超快恢復(fù)或肖特基管，如FR207等。發(fā)光二極管發(fā)光二極管應(yīng)兩端并聯(lián)0.01uF陶瓷電容，防止靜電損傷。4 三極管的應(yīng)用指南4.1 三極管的工作原理和特性4.1.1 三極管(Bipolarity Junction Transistor)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管，晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件，其作用是把微弱

21、信號放大成輻值較大的電信號，也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。 晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下： 圖3.1 NPN圖 圖3.2 PNP圖 半導(dǎo)體二極管內(nèi)部只有一個(gè)PN結(jié)，若在半導(dǎo)體二極管P型半導(dǎo)體的旁邊，再加上一塊N型半導(dǎo)體如圖3.1（a）所示。由圖3.1（a）可見，這種結(jié)構(gòu)的器件內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié)，且N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體交錯(cuò)排列形成三個(gè)區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)，基區(qū)和集電區(qū)。從三個(gè)區(qū)引出的引腳分別稱為發(fā)射極，基極和集電極，用符號e、b、c來表示。

22、處在發(fā)射區(qū)和基區(qū)交界處的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)；處在基區(qū)和集電區(qū)交界處的PN結(jié)稱為集電結(jié)。具有這種結(jié)構(gòu)特性的器件稱為三極管。 三極管通常也稱雙極型晶體管（BJT），簡稱晶體管或三極管。三極管在電路中常用字母Q來表示。因三極管內(nèi)部的兩個(gè)PN結(jié)相互影響，使三極管呈現(xiàn)出單個(gè)PN結(jié)所沒有的電流放大的功能，開拓了PN結(jié)應(yīng)用的新領(lǐng)域，促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展。 因圖3.1（a）所示三極管的三個(gè)區(qū)分別由NPN型半導(dǎo)體材料組成，所以，這種結(jié)構(gòu)的三極管稱為NPN型三極管，圖3.1（b）是NPN型三極管的符號，符號中箭頭的指向表示發(fā)射結(jié)處在正向偏置時(shí)電流的流向。 根據(jù)同樣的原理，也可以組成PNP型三極管，圖3.2（a）、（

23、b）分別為PNP型三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號。 由圖3.1和圖3.2可見，兩種類型三極管符號的差別僅在發(fā)射結(jié)箭頭的方向上，理解箭頭的指向是代表發(fā)射結(jié)處在正向偏置時(shí)電流的流向，有利于記憶NPN和PNP型三極管的符號，同時(shí)還可根據(jù)箭頭的方向來判別三極管的類型。 晶體管除了PNP和NPN兩種類別的區(qū)分外，還有很多種類。根據(jù)三極管工作頻率的不同，可將三極管分為低頻管和高頻管；根據(jù)三極管消耗功率的不同，可將三極管分為小功率管、中功率管和大功率管等。4.1.2 三極管的特性曲線三極管的特性曲線是描述三極管各個(gè)電極之間電壓與電流關(guān)系的曲線，它們是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律在管子外部的表現(xiàn)。三極管的特性曲線反映了管

24、子的技術(shù)性能，是分析放大電路技術(shù)指標(biāo)的重要依據(jù)。三極管特性曲線可在晶體管圖示儀上直觀地顯示出來，也可從手冊上查到某一型號三極管的典型曲線。 三極管共發(fā)射極放大電路的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線，下面以NPN型三極管為例，來討論三極管共射電路的特性曲線。 1) 輸入特性曲線 輸入特性曲線是描述三極管在管壓降UCE保持不變的前提下，基極電流iB和發(fā)射結(jié)壓降uBE之間的函數(shù)關(guān)系，即 （3-1） 圖3.4： 三極管輸入特性曲線三極管的輸入特性曲線如圖3.4所示。由圖3.4可見NPN型三極管共射極輸入持性曲線的特點(diǎn)是： a) 在輸入特性曲線上也有一個(gè)開啟電壓，在開啟電壓內(nèi)，uBE雖已大于零，但i

25、B幾乎仍為零，只有當(dāng)uBE的值大于開啟電壓后，iB的值與二極管一樣隨uBE的增加按指數(shù)規(guī)律增大。硅晶體管的開啟電壓約為0.5V，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓Von約為0.60.7V；鍺晶體管的開啟電壓約為0.2V，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓約為0.20.3V。 b) 三條曲線分別為UCE=0V，UCE=0.5V和UCE=1V的情況。當(dāng)UCE=0V時(shí)，相當(dāng)于集電極和發(fā)射極短路，即集電結(jié)和發(fā)射結(jié)并聯(lián)，輸入特性曲線和PN結(jié)的正向特性曲線相類似。當(dāng)UCE=1V，集電結(jié)已處在反向偏置，管子工作在放大區(qū)，集電極收集基區(qū)擴(kuò)散過來的電子，使在相同uBE值的情況下，流向基極的電流iB減小，輸入特性隨著UCE的增大而右移。當(dāng)UCE>

26、1V以后，輸入特性幾乎與UCE=1V時(shí)的特性曲線重合，這是因?yàn)閁CE>1V后，集電極已將發(fā)射區(qū)發(fā)射過來的電子幾乎全部收集走，對基區(qū)電子與空穴的復(fù)合影響不大，iB的改變也不明顯。 因晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，集電結(jié)要反偏，UCE必須大于1伏，所以，只要給出UCE=1V時(shí)的輸入特性就可以了。 2) 輸出特性曲線 輸出特性曲線是描述三極管在輸入電流iB保持不變的前提下，集電極電流iC和管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系，即 （3-2） 圖3.5 三極管的輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線如圖3.5所示。由圖3.5可見，當(dāng)IB改變時(shí)，iC和uCE的關(guān)系是一組平行的曲線族，并有截止、放大、飽和三個(gè)工作區(qū)。 a

27、) 截止區(qū) IB=0持性曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。此時(shí)晶體管的集電結(jié)處于反偏，發(fā)射結(jié)電壓uBE0，也是處于反偏的狀態(tài)。由于iB0，在反向飽和電流可忽略的前提下，iC=iB也等于0，晶體管無電流的放大作用。處在截止?fàn)顟B(tài)下的三極管，發(fā)射極和集電結(jié)都是反偏，在電路中猶如一個(gè)斷開的開關(guān)。 實(shí)際的情況是：處在截止?fàn)顟B(tài)下的三極管集電極有很小的電流ICE0，該電流稱為三極管的穿透電流，它是在基極開路時(shí)測得的集電極-發(fā)射極間的電流，不受iB的控制，但受溫度的影響。 b) 飽和區(qū) 在三極管放大電路中，集電極接有電阻RC，如果電源電壓VCC一定，當(dāng)集電極電流iC增大時(shí)，uCE=VCC-iC*RC將下降，對于硅管，

28、當(dāng)uCE 降低到小于0.7V時(shí)，集電結(jié)也進(jìn)入正向偏置的狀態(tài)，集電極吸引電子的能力將下降，此時(shí)iB再增大，iC幾乎就不再增大了，三極管失去了電流放大作用，處于這種狀態(tài)下工作的三極管稱為飽和。 規(guī)定UCEUBE時(shí)的狀態(tài)為臨界飽和態(tài)，圖3.5中的虛線為臨界飽和線，在臨界飽和態(tài)下工作的三極管集電極電流和基極電流的關(guān)系為： （3-3）式中的ICS，IBS，UCES分別為三極管處在臨界飽和態(tài)下的集電極電流、基極電流和管子兩端的電壓（飽和管壓降）。當(dāng)管子兩端的電壓UCEUCES時(shí)，三極管將進(jìn)入深度飽和的狀態(tài)，在深度飽和的狀態(tài)下，iC=*iB的關(guān)系不成立，三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置會導(dǎo)電的狀態(tài)下，在

29、電路中猶如一個(gè)閉合的開關(guān)。 三極管截止和飽和的狀態(tài)與開關(guān)斷、通的特性很相似，數(shù)字電路中的各種開關(guān)電路就是利用三極管的這種特性來制作的。 c) 放大區(qū) 三極管輸出特性曲線飽和區(qū)和截止區(qū)之間的部分就是放大區(qū)。工作在放大區(qū)的三極管才具有電流的放大作用。此時(shí)三極管的發(fā)射結(jié)處在正偏，集電結(jié)處在反偏。由放大區(qū)的特性曲線可見，特性曲線非常平坦，當(dāng)iB等量變化時(shí)，iC幾乎也按一定比例等距離平行變化。由于iC只受iB控制，幾乎與uCE的大小無關(guān)，說明處在放大狀態(tài)下的三極管相當(dāng)于一個(gè)輸出電流受IB控制的受控電流源。 上述討論的是NPN型三極管的特性曲線，PNP型三極管特性曲線是一組與NPN型三極管特性曲線關(guān)于原點(diǎn)

30、對稱的圖像 4.2 三極管的常用分類和參數(shù)4.2.1 三極管的常用分類² 按材質(zhì)分: 硅管、鍺管 ² 按結(jié)構(gòu)分: NPN 、 PNP。² 按功能分: 開關(guān)管、功率管、達(dá)林頓管、光敏管等. ² 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管 ² 按工作頻率分：低頻管、高頻管、超頻管 ² 按結(jié)構(gòu)工藝分：合金管、平面管 ² 按安裝方式:插件三極管、貼片三極管 4.2.2 三極管的交流參數(shù)1) 集電極一基極反向飽和電流Icbo，發(fā)射極開路（Ie=0)時(shí)，基極和集電極之間加上規(guī)定的反向電壓Vcb>0時(shí)的集電極反向電流，它只與溫度有關(guān)，在

31、一定溫度下是個(gè)常數(shù)，所以稱為集電極一基極的反向飽和電流。良好的三極管，Icbo很小，小功率鍺管的Icbo約為110微安，大功率鍺管的Icbo可達(dá)數(shù)毫安，而硅管的Icbo則非常小，是毫微安級。 2) 集電極一發(fā)射極反向電流Iceo(穿透電流）基極開路（Ib=0）時(shí)，集電極和發(fā)射極之間加上規(guī)定反向電壓Vce>0時(shí)的集電極電流。Iceo大約是Icbo的倍即Iceo=(1+)Icbo 。 Icbo和Iceo受溫度影響極大，它們是衡量管子熱穩(wěn)定性的重要參數(shù)，其值越小，性能越穩(wěn)定，小功率鍺管的Iceo比硅管大。 對于以上各參數(shù)，測試時(shí)需要強(qiáng)調(diào)“反向”，是指，使被測PN結(jié)施加反向電壓。3) 發(fā)射極-基

32、極反向電流Iebo 集電極開路時(shí)，在發(fā)射極與基極之間加上規(guī)定的反向電壓時(shí)發(fā)射極的電流，它實(shí)際上是發(fā)射結(jié)的反向飽和電流。4) 直流電流放大系數(shù)1（或hEF） 這是指共發(fā)射接法，沒有交流信號輸入時(shí)，集電極輸出的直流電流與基極輸入的直流電流的比值，即：1=Ic/Ib 4.2.3 三極管的直流參數(shù)1) 共發(fā)射極交流放大系數(shù)（或hfe） 這是指共發(fā)射極接法，集電極輸出電流的變化量Ic與基極輸入電流的變化量Ib之比，即： = Ic/Ib一般晶體管的大約在10-200之間，如果太小，電流放大作用差；如果太大，電流放大作用雖然大，但性能往往不穩(wěn)定。 2) 共基極交流放大系數(shù)（或hfb） 這是指共基極接法時(shí)，集

33、電極輸出電流的變化是Ic與發(fā)射極電流的變化量Ie之比，即： =Ic/Ie 因?yàn)镮cIe，故1。高頻三極管的0.90就可以使用 。與之間的關(guān)系： = /（1+） = /（1-）1/（1-） 3) 截止頻率f、f 當(dāng)下降到低頻時(shí)0.707倍的頻率，就是共發(fā)射極的截止頻率f；當(dāng)下降到低頻時(shí)0.707倍的頻率，就是共基極 的截止頻率f； f、f是表明管子頻率特性的重要參數(shù)，它們之間的關(guān)系為： f（1-）f 4) 特征頻率fT因?yàn)轭l率f上升時(shí)，就下降，當(dāng)下降到1時(shí)，對應(yīng)的fT是全面地反映晶體管的高頻放大性能的重要參數(shù)。4.2.4 三極管的極限參數(shù)三極管正常使用時(shí)，不允許超過其極限參數(shù)。1) 集電極最大允

34、許電流ICM 晶體管的集電極電流IC在相當(dāng)大的范圍內(nèi)值基本保持不變，但當(dāng)IC的數(shù)值大到一定程度時(shí)，電流放大系數(shù)值將下降（這樣的話，Ib的電流值就不能成固定放大系數(shù)（即值）來放大了）。使明顯減少的IC即為ICM。為了使三極管在放大電路中能正常工作，IC不應(yīng)超過ICM。 2) 集電極最大允許功耗PCM 晶體管工作時(shí)、集電極電流在集電結(jié)上將產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生熱量所消耗的功率就是集電極的功耗PCM，即 PCM=ICUCE （3-4） 圖3.6 三極管的功耗圖功耗與三極管的結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫又與環(huán)境溫度、管子是否有散熱器等條件相關(guān)。根據(jù)3-4式可在輸出特性曲線上作出三極管的允許功耗線，如圖3.6所示：功耗線的左

35、下方為安全工作區(qū)，右上方為過損耗區(qū)。 手冊上給出的PCM值是在常溫下25時(shí)測得的。硅管集電結(jié)的上限溫度為150左右，鍺管為70左右，使用時(shí)應(yīng)注意不要超過此值，否則管子將損壞。 3) 反向擊穿電壓UBR（CEO） 反向擊穿電壓UBR（CEO）是指基極開路時(shí)，加在集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓。使用中如果管子兩端的電壓UCEUBR（CEO），集電極電流IC將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為擊穿。管子擊穿將造成三極管永久性的損壞。三極管電路在電源EC的值選得過大時(shí)，有可能會出現(xiàn)，當(dāng)管子截止時(shí)，UCEUBR（CEO）導(dǎo)致三極管擊穿而損壞的現(xiàn)象。一般情況下，三極管電路的UCE應(yīng)小于1/2 UBR（CEO）。 4

36、.2.5 溫度對三極管參數(shù)的影響 幾乎所有的三極管參數(shù)都與溫度有關(guān)，因此不容忽視。溫度對下列的三個(gè)參數(shù)影響最大。 1) 對的影響： 三極管的隨溫度的升高將增大，溫度每上升1，值約增大0.51，其結(jié)果是在相同的IB情況下，集電極電流IC隨溫度上升而增大。 2) 對反向飽和電流ICEO的影響： ICEO是由少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的，它與環(huán)境溫度關(guān)系很大，ICEO隨溫度上升會急劇增加。溫度上升10，ICEO將增加一倍。由于硅管的ICEO很小，所以，溫度對硅管ICEO的影響不大。 3) 對發(fā)射結(jié)電壓ube的影響： 和二極管的正向特性一樣，溫度上升1，ube將下降22.5mV。 綜上所述，隨著溫度的上升

37、，值將增大，iC也將增大，ube， uCE將下降，這對三極管放大作用不利，使用中應(yīng)采取相應(yīng)的措施克服溫度的影響。 4.3 三極管的典型設(shè)計(jì)和應(yīng)用4.3.1 三極管的典型應(yīng)用具體設(shè)計(jì)中的三極管的使用，需要根據(jù)試用參數(shù)選定不同的型號，下面給出一些常用的設(shè)計(jì)電路。1) 三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器該電路采用了兩種不同的電平來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，圖一是用高電平驅(qū)動(dòng)；圖二是用低電平驅(qū)動(dòng)；在實(shí)際使用中，CPU上電后的IO引腳一般是高電平，如果采用高電平驅(qū)動(dòng)的話，那在程序沒有啟動(dòng)或控制的情況下，默認(rèn)就驅(qū)動(dòng)了，這樣的設(shè)計(jì)其輸出實(shí)際是不可控的，實(shí)際使用中，建議采用低電平驅(qū)動(dòng)。 圖3.7 三極管驅(qū)動(dòng)電路同理，可用三極管驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管

38、、繼電器等一系列的功率器件。但使用中要注意：如果驅(qū)動(dòng)的是感性負(fù)載，為了保護(hù)三極管，需要在感性負(fù)載端（三極管的CE端）加反向續(xù)流二極管，以保護(hù)三極管。（感性負(fù)載在通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓較高，而電流較小，應(yīng)用續(xù)流二極管目的是抑制浪涌反向高電壓。）另在用三極管驅(qū)動(dòng)功率器件的時(shí)候，建議負(fù)載放在集電極，因?yàn)榧姌O的面積大，因而其灌入電流也大。2) 三極管實(shí)現(xiàn)電平匹配在實(shí)際電路使用中，容易發(fā)生驅(qū)動(dòng)信號電平不匹配的問題，可用三極管來實(shí)現(xiàn)電平的匹配。如下例：圖3.8： 電平匹配電路例中的DRIVER 3.3V是3.3V的驅(qū)動(dòng)信號，而匹配后的OUT驅(qū)動(dòng)信號是一個(gè)5V電平信號。也可以簡化用一個(gè)三極管實(shí)現(xiàn)電平匹配。但

39、要注意，如上電路具有電平匹配和反向驅(qū)動(dòng)的作用。如僅僅做電平匹配并不反向處理，可將電路修改如下： 圖3.9 繼電器驅(qū)動(dòng)電路在上圖中，當(dāng)DRIVER為低時(shí)，繼電器動(dòng)作；DRIVER為高時(shí)，繼電器不動(dòng)作，和圖3.8相比，該電路的驅(qū)動(dòng)沒有反向的功能。3) 用三極管實(shí)現(xiàn)VCC或GND的控制。圖3.10電源控制電路（配圖畫錯(cuò)了，Q3和Q4應(yīng)該交換下位置，應(yīng)是PNP三極管S9012控制VCC,而用NPN三極管BC846控制GND的開關(guān)）三極管可用作開關(guān)管來控制電源，具體的電路參數(shù)可根據(jù)實(shí)際使用情況再做調(diào)整，但要注意：因?yàn)閷?shí)際使用過程中，不管是控制VCC還是控制GND，它們和被控制的電平有一個(gè)Vce的壓降，實(shí)

40、際使用中必須考慮Vce對控制電路的影響，只有在影響可以忽略不計(jì)的情況下才可以選擇該電路。目前推薦用MOS來控制VCC或GND，因?yàn)镸OS管的壓降?。╩的導(dǎo)通阻抗，對應(yīng)壓降在mV以下），對VCC和GND的影響小。4）反向器的應(yīng)用三極管還有一個(gè)比較典型的應(yīng)用就是反向功能，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號的反向。圖3.11 反向器應(yīng)用我們可以對三極管的應(yīng)用做一個(gè)小結(jié)：正常來說，三極管可以驅(qū)動(dòng)相關(guān)的功率器件，如繼電器、蜂鳴器、電機(jī)等功率器件；可以實(shí)現(xiàn)一些小功率的驅(qū)動(dòng)；可以實(shí)現(xiàn)電平的匹配和轉(zhuǎn)換；還可以實(shí)現(xiàn)信號的反向等等。5）邏輯功能的實(shí)現(xiàn) 圖3.12 邏輯與功能實(shí)現(xiàn) 該電路實(shí)現(xiàn)邏輯與非的功能，IN_1和IN_2只要有一路為

41、高，則輸出為低。類似的三極管還可以實(shí)現(xiàn)很多其他的邏輯功能，關(guān)鍵是如何合理的應(yīng)用。但在實(shí)際使用中，我們要特別注意三極管的開關(guān)頻率問題和溫升問題。4.3.2 應(yīng)用要點(diǎn)三極管是電流控制元件，通過控制基極的電流或射極電流可以控制集電極電流。要使三極管正常工作并具有放大的作用，其基本條件是：發(fā)射極正偏，集電極反偏。三極管正常的放大需要有合適的靜電工作點(diǎn)，這樣可以保證信號被放大后不會產(chǎn)生放大的失真。除了上述應(yīng)用要點(diǎn)，下列應(yīng)用注意點(diǎn)也需關(guān)注：三極管驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載的三極管的CE之間要并聯(lián)反向保護(hù)二極管，防止反壓擊穿。即使內(nèi)部已有二極管，還是要求外部再加保護(hù)。三極管基極要串連電阻，防止過流和電路振蕩。三極管三極管

42、應(yīng)工作于安全工作區(qū)以內(nèi)，并且集電極發(fā)射極電壓應(yīng)降額0.8，集電極最大允許電流應(yīng)降額0.7三極管三極管的功耗應(yīng)降額0.65 （Pcm）三極管三極管的反向電壓應(yīng)降額0.7（3個(gè)反向電壓）三極管三極管使用中，BE之間必須接電阻，其作用有三：1：給三極管提供合理的直流偏置，2：防止輸入懸空時(shí)，三極管導(dǎo)通，（NPN管）3：使BE之間產(chǎn)生一個(gè)0.7V作用等效壓降即“自舉”。三極管三極管是電流控制器件，在使用時(shí)要考慮其開關(guān)頻率，當(dāng)開關(guān)頻率過高時(shí)，要注意選用高速的三極管，或者加加速電容來提高三極管的開關(guān)速度。5 MOS管的應(yīng)用指南5.1 MOS管的工作原理、特性參數(shù)5.1.1 MOS管基本結(jié)構(gòu)mos管是金屬(

43、metal)氧化物(oxid)半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管?；蛘叻Q是金屬絕緣體(insulator)半導(dǎo)體。場效應(yīng)管的名字也來源于它的輸入端（稱為gate）通過投影一個(gè)電場在一個(gè)絕緣層上來影響流過晶體管的電流。事實(shí)上沒有電流流過這個(gè)絕緣體，所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管，或，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）。因?yàn)镸OS管更小更省電，所以他們已經(jīng)在很多應(yīng)用場合取代了雙極型晶體管。MOS管根據(jù)構(gòu)造方式，可分為兩種，分別是NMOS和PMOS，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 4.

44、1：NMOS和PMOS的結(jié)構(gòu)圖5.1.2 增強(qiáng)型NMOS的工作原理現(xiàn)在我們一般使用的是增強(qiáng)型NMOS和增強(qiáng)型PMOS管，下面重點(diǎn)介紹增強(qiáng)型NMOS的結(jié)構(gòu)和工作原理。MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數(shù)管子在出廠前已連接好) （以NMOS為例，襯底的電勢與源極相同，都是GND）。 圖4.2 增強(qiáng)NMOS結(jié)構(gòu)圖從圖4.2可以看出，增強(qiáng)型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵-源電壓vGS=0時(shí)，即使加上漏-源電壓vDS，而且無論vDS的極性如何，總有一個(gè)PN結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏-源極間沒有導(dǎo)電溝道，所以這時(shí)漏極電流iD0。若在柵-源極間加上正向電壓，即vGS0，則柵極和襯底之

45、間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向襯底的電場，這個(gè)電場能排斥空穴而吸引電子，因而使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥，剩下不能移動(dòng)的受主離子(負(fù)離子)，形成耗盡層，同時(shí)P襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表面。當(dāng)vGS數(shù)值較小，吸引電子的能力不強(qiáng)時(shí)，漏-源極之間仍無導(dǎo)電溝道出現(xiàn)，如圖4.3所示。 圖4.3 關(guān)斷原理圖vGS增加時(shí)，吸引到P襯底表面層的電子就增多，當(dāng)vGS達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，這些電子在柵極附近的P襯底表面便形成一個(gè)N型薄層，且與兩個(gè)N+區(qū)相連通，在漏-源極間形成N型導(dǎo)電溝道，其導(dǎo)電類型與P襯底相反，故又稱為反型層，如圖4.4所示。圖4.4 導(dǎo)通原理圖vGS越大，作

46、用于半導(dǎo)體表面的電場就越強(qiáng)，吸引到P襯底表面的電子就越多，導(dǎo)電溝道越厚，溝道電阻越小。我們把開始形成溝道時(shí)的柵-源極電壓稱為開啟電壓，用VT表示。 由上述分析可知，N溝道增強(qiáng)型MOS管在vGSVT時(shí)，不能形成導(dǎo)電溝道，管子處于截止?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)vGSVT時(shí)，才有溝道形成，此時(shí)在漏-源極間加上正向電壓vDS，才有漏極電流產(chǎn)生。而且vGS增大時(shí)，溝道變厚，溝道電阻減小，iD增大。這種必須在vGSVT時(shí)才能形成導(dǎo)電溝道的MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管。 5.2 MOS管特性曲線和參數(shù)特性曲線和電流方程圖4.5 NMOS的特性曲線N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線如圖4.5a所示。與結(jié)型場效應(yīng)管一樣，其輸出

47、特性曲線也可分為可變電阻區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)幾部分。轉(zhuǎn)移特性曲線如圖4.5b所示，由于場效應(yīng)管作放大器件使用時(shí)是工作在飽和區(qū)(恒流區(qū))，此時(shí)iD幾乎不隨vDS而變化（“飽和”就是iD相對于漏源電源vDS而言），即不同的vDS所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎是重合的，所以可用vDS大于某一數(shù)值(vDSvGS-VT)后的一條轉(zhuǎn)移特性曲線代替飽和區(qū)的所有轉(zhuǎn)移特性曲線，與結(jié)型場效應(yīng)管相類似。在飽和區(qū)內(nèi)，iD與vGS的近似關(guān)系式為式中IDO是vGS=2VT時(shí)的漏極電流iD。5.3 MOS管的典型設(shè)計(jì)和應(yīng)用5.3.1 MOS管的典型設(shè)計(jì)目前公司的常用的兩種MOS管型號是：N溝道的增強(qiáng)型MOS和P溝道的增強(qiáng)型

48、MOS管，其主要應(yīng)該用在電源控制，電機(jī)驅(qū)動(dòng)等一些場合。1) 用MOS管控制VCC和GND. 圖4.6 電源控制該電路應(yīng)用要注意下：控制電源需要用P-MOS管；控制GND需要用N-MOS管，使用中這兩種型號的管子不能互換。該電路主要應(yīng)用于一些低功耗的電源控制電路中；也可用于單板電源的上電時(shí)序控制。2) 驅(qū)動(dòng)功率器件MOS管還廣泛應(yīng)用于功率器件的驅(qū)動(dòng)電路中。如下圖： 圖4.7 功率驅(qū)動(dòng) 該電路是繼電器驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)轵?qū)動(dòng)的負(fù)載是感性，所以負(fù)載兩端反并續(xù)流二極管（感性負(fù)載在通斷時(shí)，尤其是斷開時(shí)會形成反向瞬時(shí)高壓）。 該電路可以驅(qū)動(dòng)類似的負(fù)載，如電機(jī)、蜂鳴器。 公司常用PMOS有 IRLML6401（U

49、T800人機(jī)板使用-3.3V電壓等級）、AO3401（面板鎖主板1101使用-24V電壓等級）。公司常用NMOS有 IRLML2502（VDS=20V）， CSD17313Q2 IRF640NPBF。3）大功率MOS管 一般來說，針對大功率的MOS管，我們首先要考慮的是功率問題，因?yàn)樵陂_關(guān)過程中，其必然有較大的開關(guān)損耗。 導(dǎo)通損耗較小，計(jì)算如下，IDS為導(dǎo)通電流，乘以導(dǎo)通電阻RDS(ON) < 120m (VGS = -2.5V) 。 圖4.8 反激電源中的MOS管。 這類MOS在應(yīng)用時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：1. 最高耐壓。在開關(guān)過程中，MOS管的兩端需要承受高壓，考慮到其他參數(shù)的波動(dòng)可能，

50、最高耐壓至少要留150V以上；因?yàn)殡S著變壓器溫升變化，其漏感會變大，從而導(dǎo)致其開關(guān)過程中的反沖電壓會更高，所以，該MOS管必須留有足夠多的裕量。2. MOS要注意散熱。因?yàn)榉醇る娫粗?，開關(guān)損耗是最不能忽視的部分，必須給MOS管足夠的散熱空間，當(dāng)散熱能力不足的時(shí)候，會導(dǎo)致MOS管的溫度升加劇，從而又增加了開關(guān)損耗，這是一個(gè)惡性循環(huán)過程。在參數(shù)已調(diào)至極限，器件不能更換情況下的解決辦法是加散熱片。 3. 在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用單點(diǎn)共地的方式，在MOS管處共地，同時(shí)，變壓器、吸收回路、開關(guān)管等器件布局需要緊湊，以減小寄生回路對開關(guān)過程的影響。5.3.2 MOS管的應(yīng)用要點(diǎn)我們可以對MOS管的使用做一

51、個(gè)簡單的小結(jié)：1. 其應(yīng)用場合主要是做開關(guān)作用。用于電源或地的開通或關(guān)斷。在這種小功率的應(yīng)用場合，一般可以不考慮散熱問題。2. 驅(qū)動(dòng)功率器件。主要是用于一些功率器件的驅(qū)動(dòng)，如繼電器、蜂鳴器等驅(qū)動(dòng)。3. 作為大功率的開關(guān)管。在這種使用情況下需要主要兩個(gè)極限參數(shù)，一是耐壓問題；二是散熱問題。4. MOS管是靜電敏感器件，我們在使用過程中，需要盡可能做一些防靜電設(shè)計(jì)保護(hù)電路，以提高其防靜電能力；我們在PCB布局的時(shí)候，盡可能將MOS管布置在不易被人觸摸的地方，以防止其被靜電損壞。 除了上述問題外，還有以下應(yīng)用要點(diǎn)： 功率MOS管功率MOS管的降額主要是峰值電壓VDS、工作電流和結(jié)溫等的降額MOS在使

52、用MOS管進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮大部分MOS管中源級和漏級之間的反向保護(hù)二極管對電路的影響.MOS管散熱對于內(nèi)部電源板上發(fā)熱量大的MOS管，應(yīng)采用鋁型材散熱器加導(dǎo)熱硅膠的設(shè)計(jì)以直接接觸方式散熱。對于MOS管外殼不能接地的情況，用絕緣導(dǎo)熱墊片隔離，用導(dǎo)熱硅脂散熱。MOS管MOS管柵極要串連電阻，防止過流和電路振蕩。MOS管柵極電阻一般應(yīng)小于100歐1K。MOS管任何時(shí)候MOS管柵極都不能懸空。6 運(yùn)放的應(yīng)用指南6.1 運(yùn)放的工作原理運(yùn)放全稱是運(yùn)算放大器，是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實(shí)際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。運(yùn)放是一個(gè)從功能角度命名的電路單元，可以由分立的器件實(shí)現(xiàn)，

53、也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，如今絕大部分的運(yùn)放是以芯片的形式存在。運(yùn)放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的行業(yè)當(dāng)中。 圖5.1 運(yùn)放端口圖運(yùn)放如上圖有兩個(gè)輸入端2（反相輸入端），3(同相輸入端)和一個(gè)輸出端1。也分別被稱為反向輸入端，同向輸入端和輸出端。一般可將運(yùn)放簡單地視為：具有一個(gè)信號輸出端口（Out）和同相、反相兩個(gè)高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運(yùn)放來制作同相、反相及差分放大器。 運(yùn)放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對于雙電源供電運(yùn)放，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動(dòng)輸入電壓為零時(shí)輸出也可置零。采用單電源供電的運(yùn)放，輸出在電源與地之間的某一

54、范圍變化。“軌到軌”運(yùn)放的電壓輸出范圍會很接近供電電源的電壓。6.2 運(yùn)放的常用分類和參數(shù) 6.2.1 運(yùn)放的常用分類按照運(yùn)放的參數(shù)來分，運(yùn)放可分為如下幾類。 1) 通用型運(yùn)算放大器 通用型運(yùn)算放大器就是以通用為目的而設(shè)計(jì)的。這類器件的主要特點(diǎn)是價(jià)格低廉、產(chǎn)品量大面廣，其性能指標(biāo)能適合于一般性使用。例A741（單運(yùn)放-美國仙童60年代末后的經(jīng)典）、LM358（雙運(yùn)放）、LM324（四運(yùn)放-TI-公司有用）及以場效應(yīng)管為輸入級的LF356都屬于此種。它們是目前應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。 2) 高阻型運(yùn)算放大器 這類集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，一般rid1G1T，IB為幾皮安到幾十皮安。實(shí)現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是