在各類電路圖中,我們經常可以看到MOSFET在作開關時,其漏極和源極之間有一個寄生二極管,如圖1所示。那么這個二極管是用來做什么的?
圖1 帶二極管的MOSFET
這個叫體二極管,在驅動感性負載(如馬達),這個二極管很重要。順便說一句,體二極管只在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內部通常是沒有的。
一般,控制器中使用的MOSFET為開關功率MOSFET,即可以輸出較大的工作電流(幾安到幾十安),用于功率輸出級的開關。而該MOSFET的漏極與源極之間接的二極管一般為 快速恢復二極管 ,目的為防止MOSFET接電感負載時,在截止瞬間產生感應電壓與電源電壓之和擊穿MOSFET。
二極管的保護工作原理如下:當在MOSFET的輸出極(D極)接感性負載時(如圖2),如一個帶感性的電阻到UB,在開關開啟時,DS導通,MOS管工作;此時,若關閉開關,則由于感性負載的存在,會在負載上產生一個上負下正的電壓差。此電壓和UB一起作用在MOS管的D極,相當于在DS間加了一個較大的電壓,如果該電壓過大,在不接二極管的前提下,就可能導致MOS管的PN結雪崩擊穿或是漏源兩區的穿通,使得MOS管被擊穿。
圖2 接感性負載時的MOSFET
而由于該二極管的存在,當因電感出現的大電壓便完全施加在二極管兩端,使得二極管實現電感的續流。這樣,便起到了保護MOSFET的作用。
實際中,當MOSFET用作功率開關時,都會在漏極和源極之間加這么一個二極管。而這個二極管的參數,則來自于MOSFET生產商。
除了在實際電路中會用到帶二極管的MOSFET,在測試中,LSD(低邊驅動)通常也是這種結構。在關閉開關時,往往需要測試其箝位到某一特定電壓,如45V。
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