防烧电路中的MOS管控制该如何设计?
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防烧电路中的MOS管控制设计将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、MOS管
金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管可分为N沟道与P沟道两大类, P沟道硅MOS场效应晶体管在N型硅衬底上有两个P+区,分别叫做源极和漏极,两极之间不通导,源极上加有足够的正电压(栅极接地)时,栅极下的N型硅表面呈现P型反型层,成为连接源极和漏极的沟道。改变栅压可以改变沟道中的空穴密度,从而改变沟道的电阻。这种MOS场效应晶体管称为P沟道增强型场效应晶体管。如果N型硅衬底表面不加栅压就已存在P型反型层沟道,加上适当的偏压,可使沟道的电阻增大或减小。这样的MOS场效应晶体管称为P沟道耗尽型场效应晶体管。
二、防烧电路中的MOS管控制设计
目前已有的防烧电路中的MOS管一个主要规格要求Vth低,当前使用的防烧MOS管Vth (Vgs=Vds,Id=250uA)小于1V。实际用1.8V的电压来控制,可以完全打开MOS管了。但是当前Vth小于1V的功率MOS 阻抗偏大 Id较小。
如果要使用阻抗更小 Id更大的功率MOS,Vth(Vgs=Vds,Id=250uA) 在2.5V左右,现在手机平台的GPIO是1.8V,未来还会进一步降低为1.2V。1.2V或者1.8V的电压就不足与控制现有防烧MOS以及功率更大的功率MOS。
实际上可以在原来防烧MOS的电路上,通过增加Vth较低的小信号MOS,来实现1.2V/1.8V 电压去控制打开Vth=2.5V 的功率MOS。原理介绍如下:
1、原防烧电路
原防烧功率MOS Vth较低,用1.8V完全可以控制打开。控制过程如下:
2、增加2个小信号NMOS管
通过增加2颗Vth较小(小于1.2V或1.8V)的NNOS,可以实现1.2V/1.8V的信号电平,来使能打开Vth>2.5V的功率MOS,其中3.4V来自于电池电压或者VBOB。控制过程如下:
GPIO=1.2V ,G1=1.2V,S1=0V, Vgs1=1.2V,NMOS1导通,D1=S1=G2=0V,NMOS2关闭,D2=G3=3.4V,防烧MOS G3=3.4V,防烧MOS Vgs=3.4V,防烧MOS管打开。
GPIO=0V ,NMOS G1=0V,S1=0V ,Vgs=0V,NMOS1关闭,D1=G2=G2=3.4V,NMOS2打开,D2=0V,Vgs=0V,防烧MOS G3=0V ,防烧MOS Vgs=0V,防烧MOS关闭。
3、增加一颗NMOS+一颗PMOS
通过增加2颗Vth较小(小于1.2V或1.8V)的NNOS和PMOS,可以实现1.2V/1.8V的信号电平,来使能打开Vth>2.5V的功率MOS,其中3.4V来自于电池电压或者VBOB。控制过程如下:
GPIO=1.2V ,NMOS G1=1.2V,S1=0V, Vgs1=1.2V,NMOS导通,D1=S1=G2=0V,S2=3.4V,Vgs2=-3.4VV ,PMOS导通,D2=S2=3.4V,防烧MOS G=3.4V,防烧MOS Vgs=3.4V,防烧MOS管打开。
GPIO=0V ,NMOS G1=0V,S1=0V ,Vgs=0V,NMOS关闭,D1=G2=S2=3.4V,D2=0V,Vgs=0V,PMOS关闭不导通,D2=0V,防烧MOS G=0V,Vgs=0V,防烧MOS关闭。
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。最后的最后,祝大家有个精彩的一天。