了解两个连接源极的 MOSFET

电器工程 场效应管 开关 电池充电
2022-01-13 13:26:42

我无法理解这种 MOSFET 配置(用于电池充电器)的工作原理?

在这张幻灯片中,

“在允许双向电流的同时阻止两个方向的电压”是什么意思?

3个回答

为简单起见,以下假设为 NMOS。另请注意,我描述的是电流可以流动的方向,不是流动的方向。它将以哪种方式流动取决于电路所连接的电压。

单个 MOSFET 有两种状态:ON 和 OFF。

ON:电流可以双向流动

关:电流可以流向一个方向(源极-漏极,由于体二极管)而不是另一个方向(漏极-源极,因为 FET 关闭)

与二极管串联的单个 MOSFET:

在此处输入图像描述

也有两种状态,ON和OFF。

ON:电流流向一个方向(漏-源,通过 FET 和第二个二极管),但不是另一个方向(源-漏,因为第二个二极管指向错误的方向)

关:电流不会以任何一种方式流动,因为无论你怎么看,都有一个二极管与电流的流动相反。

两个串联的 MOSFET,指向相反的方向:

在此处输入图像描述

有四种可能的状态。开-开、开-关、关-开和关-关。对于这个例子,我将用上图所示的方向描述电流流动。

ON-ON:电流可以双向流过电路。

ON-OFF:电流可以从左向右流动(通过左 FET 和右二极管),但不能从右向左流动(因为右二极管)

OFF-ON:电流可以从右流向左(通过右场效应管和左二极管)但不能从左流向右(因为左二极管)

OFF-OFF:电流不能在任一方向流动,因为在两个 FET 都关闭的情况下,你所拥有的只是两个二极管阻止电流在任一方向流动。

因此,第三种拓扑可以选择阻断两个方向的电流或者允许电流沿任一方向流动,具体取决于它的门控方式。

我同意第二张幻灯片中的措辞令人困惑,主要是因为它没有区分开关是打开还是关闭。我认为它们的意思是:

  • 当开关关闭(使用栅极)时,没有电流可以流动,因此如果其中一个电源关闭,它不会像没有额外二极管的简单单个 MOSFET 那样有一个电压向后施加。这是“双向阻断电压”部分。

  • 当开关打开时(使用栅极),电流可以从高压侧向低压侧沿任一方向流动。

在第一张幻灯片中,体二极管允许电流从 Vin 或 Vbatt 流向 Vcc。

当栅极为低电平时,P-MOSFET 将体二极管短路,大概是为了在 Vin 处提供更高的电压来为电池 Vbatt 充电。

换句话说: - 当 Vin 连接时,电流从那里流出 - 否则,从电池 - 当栅极为低电平时,电池从 Vin 充电

在第二张幻灯片中,默认状态会阻止任一方向的电流。