背靠背 MOSFET:共源极与共漏极?

电器工程 场效应管
2022-01-26 15:16:46

如果将一对分立 MOSFET 背靠背连接以创建双向负载开关,那么将它们设为共源极与共漏极之间的实际区别是什么?

在这种特殊情况下,我使用一对 p-ch FET 将电池与负载隔离,并确保负载中存储的电荷在关闭时不会返回电池。我有一个 3V6 电池,所以逻辑电平 FET 工作正常。如果我有共同的来源,PCB 布线效果最好,但我在文献中看到了这两种配置。

在集成设备中,我认为可能有充分的理由选择一个而不是另一个,因为常见的体硅很可能会影响选择。但是对于分立器件,似乎没有明确的理由选择一个而不是另一个,只要栅极驱动超过体二极管正向压降以及 Vgth。

那么有理由专门选择其中一种配置吗?

给定基本条件:电源大于 FET Vgth 加上体二极管正向压降;然后任何一个电路都可以正常工作。然而,仿真表明,共源极布置有一些好处,因为开关转换更快,因此 FET 中的功率浪费更少。

LTSpice 原理图

仿真结果

2个回答

如果您需要从一个公共信号驱动两个 MOSFET,则必须将源极连接在一起,否则体二极管会阻止您将它们关闭。每个 MOSFET 都有一个与漏极和源极并联的二极管。

在此处输入图像描述

栅极驱动器需要在公共源极和公共栅极之间应用浮动源极。或者有足够的摆幅来保证输入信号的整个摆幅有足够的偏置。最大 Vgs 通常会禁止这种方法。

我相信凯文怀特的答案部分不正确(我最初认为的部分不正确!以及显示 N 通道 fets)。如果栅极不参考浮动源,则这两种方法都不起作用,除非栅极可以达到信号的极端(因为二极管)。无论哪种方式都可以解决该限制。

在公共源极的情况下,正如 Kevin 指出的那样,将栅极引用到浮动源极允许切换正电压或负电压,而不受 Vgs 的限制

在此处输入图像描述

如果栅极以左侧(Common)为参考,那么很明显,在 Common-Source 情况下,如果 Load 更负,则 Vgate 必须小于 S3/4,这仅是 Common 的一个二极管压降转on 和 >= Common 关闭。如果 Source 更正,则 Vgate 必须小于 Common 才能打开,但 >= S3/4 现在是 Source 的一个二极管压降。

在共漏极情况下,如果负载更负,则 Vgate 必须小于 Load 才能打开,>= Common 才能关闭。如果 Source 更正,则 Vgate 必须 < Common 才能打开,>= Source 才能关闭。

假设 Common 只能在 Load 和 Source 之间摆动,那么 Vgate 必须能够在任一配置中从 Source 摆动到 Load-G(thres)。除了可能在共漏极情况下两个 FET 可以共享一个散热器的事实之外,我认为没有理由推荐它。