FET(场效应晶体管)要比晶体管生二极管发明得晚。为什么要发明这么一个新器件呢?很简单,因为FET的某些特性很有用,在开关电源设计的实际应用中极其需要。FET有吸引力的主要原因在于,其输出特性基本上相当于一个取决于输入电压的可变电阻。FET的输出端分别称为漏极和源极,而输入端则称为门极(如图3-6所示)。

图3-6 FET

图3-6 FET

为了使一个FET开通,其门极上几乎不需要有电流流过(而只需要施加一个电压即可)。这使FET成了放大弱信号的理想器件,因为其不会显著增加信号的负担。事实上,有些性能较好的运放用FET作为输入端,其原因 ?就在这里。不过FET也有不好的地方,它比晶体管容易损坏。FET对静电和过电压比较敏感,因此在使用这类器件时,请注意其最大定额参数。

FET的漏极到源极的连接特性特别神奇,就像一个通过门极电压控制的电阻一样。这实际上使FET成了一个电子控制的可变电阻。由于这个原因,所以我们常常可以在电路中看到利用FET建立的可变增益控制。FET的漏极-源极连接特性在双向都跟电阻一样。这就是说,开关电源电流是可以沿两个方向流动的。然而,FET的漏极-源极之间往往跨接有一个内置的反偏二极管。因此,在这个二极管反偏时,FET输出引脚的表现类似电阻,而在这个二极管正向偏置时,则表现为一个二极管。

当FET用于开关模式时,有一个需要特别注意的参数,就是RDSon(FET的导通压降)。这是当FET完全导通时,漏极到源极的电阻。RDSon的数值越低,你损失在FET上转换成热的功率就越少。FET上的电压等于流过的电流乘以RDSon,发热的功率则等于该电压乘以通过电流。

只要欧姆定律仍然成立,电阻就等于电压除以电流。电阻的倒数或I / R等于电流除以电压,这被称为电导,其单位是姆欧。FET的电导相当于晶体管的β或HFE,它就是FET的增益,也称为跨导。由跨导可以确定FET的输出电流:若FET的门极上输入X伏特,那么乘以跨导,你就将得到Y安培的电流从漏极流到源极。

跟晶体管一样,从输入到输出的这个增益的体体差异也很大。当用于线性模式时,你要么需要对所用的元件进行个别化处理,要么需要建立很好的某种 反馈控制方法来补偿其差异,以获得希望的结果。

依我的经验,我知道有些工程师 十分喜欢使用FET,而另外一些人则喜欢使用表现良好且出现较早的晶体管(BJT).我的建议是,把两个都放在你的工具箱里,设计开关电源工作时该 用哪个就用哪个。

日期:2013-09-02, 固定链接: http://www.szeya.com.cn/switching-power-supply-electrical-devices-fet.html