【正文】 MOSFET分P溝道耗盡型、P溝道增強(qiáng)型、N溝道耗盡型和N溝道增強(qiáng)型4種類(lèi)型。增強(qiáng)型MOSFET具有應(yīng)用方便的“常閉”特性（即驅(qū)動(dòng)信號(hào)為零時(shí)，輸出電流等于零）。在開(kāi)關(guān)電源中，用作開(kāi)關(guān)功率管的MOSFET幾乎全部都是N溝道增強(qiáng)型器件。這時(shí)因?yàn)镸OSFET是一種依靠多數(shù)載流子工作的單極型器件，不存在二次擊穿和少數(shù)載流子的儲(chǔ)存時(shí)間問(wèn)題，所以具有較大的安全工作區(qū)、良好的散熱穩(wěn)定性和非?？斓拈_(kāi)關(guān)速度。MOSFET在大功率開(kāi)關(guān)電源中用作開(kāi)關(guān)，比雙極型功率晶體管具有明顯的優(yōu)勢(shì)。所有類(lèi)型的有源功率因數(shù)校正器都是為驅(qū)動(dòng)功率MOSFET而設(shè)計(jì)的，所以說(shuō)，用作開(kāi)關(guān)的MOSFET是任何雙極型功率晶體管所不能替代的。 (1) MOSFET的主要特點(diǎn)MOSFET是一種依靠多數(shù)載流子工作的典型場(chǎng)控制器件。由于它沒(méi)有少數(shù)載流子的存儲(chǔ)效應(yīng)，所以它適用于100~200MHz的高頻場(chǎng)合，從而可以采用小型化和超小型化的磁性元件和電容器。MOSFET具有負(fù)的電流溫度系數(shù)，可以避免熱不穩(wěn)定性和二次擊穿，適合在大功率和大電流條件下應(yīng)用。MOSFET從驅(qū)動(dòng)模式上來(lái)分，屬于電壓控制器件，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率甚微，在啟動(dòng)或穩(wěn)定工作條件下的峰值電流要比采用雙極型功率晶體管小得多。MOSFET中大多數(shù)集成有阻尼二極管，而雙極型功率晶體管中大多沒(méi)有內(nèi)裝阻尼二極管。MOSFET對(duì)系數(shù)的可靠性與安全性的影響并不像雙極型晶體管那樣重要。MOSFET的主要缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻（RDS(ON)）較大，而且具有正溫度系數(shù)，用在大電流開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)通損耗較大，開(kāi)啟門(mén)限電壓VGS(th)較高（一般為2~4V），要求驅(qū)動(dòng)變壓器繞組的匝數(shù)比采用雙極型晶體管多1倍以上。 (2) MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路如圖41和圖42所示。 圖41 加速TR關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路在圖41中，NS為脈沖變壓器次級(jí)驅(qū)動(dòng)繞組，R是MOSFET的柵極限流電阻。齊納二極管DW1，DW2反向串接在一起，用于對(duì)VT的柵—漏極進(jìn)行鉗位，放置驅(qū)動(dòng)電壓VGS過(guò)高而使VT幾串。R的阻值一般為60~200Ω。盡管MOSFET的輸入阻抗很高，但仍會(huì)產(chǎn)生充電電流。R值小，則開(kāi)關(guān)速度高，只要柵極的驅(qū)動(dòng)電壓一撤銷(xiāo)，就會(huì)立刻截止。圖42 功率驅(qū)動(dòng)電路圖42所示是加速漏極電流跌落時(shí)間、有利于零功率控制的電路。當(dāng)MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)電壓突然降到門(mén)限電壓時(shí)，MOSFET由導(dǎo)通突變?yōu)榻刂?，三極管BC557加速了ID的跌落，為MOSFET起到加速作用。 絕緣柵雙極型晶體管絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一種大電流密度、高電壓激勵(lì)的場(chǎng)控制器件，是高壓、高速新型大功率器件。它的耐壓能力為600～1800V，電流容量為100～400A，在開(kāi)關(guān)電源中作功率開(kāi)關(guān)用，具有MOSFET與之不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。IGBT的主要特點(diǎn)是：① 電流密度大，是MOSFET的10倍以上。② 輸入阻抗高，柵極驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。③ 低導(dǎo)通電阻。IGBT的導(dǎo)通電阻只有MOSFET的10%。④ 擊穿電壓高，安全工作區(qū)大，在受到較大瞬態(tài)功率沖擊時(shí)不會(huì)損壞。⑤ 開(kāi)關(guān)速度快，關(guān)斷時(shí)間短。上述這些特征克服了MOSFET的一些缺陷，即在大功率、高電壓、大電流條件下工作時(shí)導(dǎo)通電阻大、器件發(fā)熱嚴(yán)重、輸出功率下降、電源效率低下的弊病。有關(guān)MOSFET和IGBT的圖形符號(hào)見(jiàn)圖43和圖44。圖43 MOSFET的圖形符號(hào)圖44 IGBT的圖形符號(hào) 軟磁鐵氧體磁芯軟磁鐵氧體材料常用在高頻變壓器、電感整流器、脈沖變壓器以及PFC中的升壓電感等電路中，在開(kāi)關(guān)電源中時(shí)一種非常重要的元件。但是，我們不能十分有把握地掌握磁性材料的特性，以及這種特性與溫度、頻率、氣隙等的依賴(lài)性和不易測(cè)量性。在選擇鐵氧體時(shí)，它不像電子元件那樣可以測(cè)量，它的具體的參數(shù)、特性曲線(xiàn)在顯示測(cè)量?jī)x器上也不時(shí)一目了然。由于高頻變壓器、電感器所涉及的參數(shù)太多，例如電壓、電流、溫度、頻率、電感量、變比、漏感、磁性材料參數(shù)、銅損、鐵損、交流磁場(chǎng)強(qiáng)度、交流磁感應(yīng)強(qiáng)度、真空導(dǎo)磁率等十幾種參量。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員對(duì)高頻變壓器的設(shè)計(jì)制作，時(shí)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)制作的頭等重要任務(wù)。鐵氧體受到的影響因素多、元器件選用以及電路板上元器件的布置和走線(xiàn)的方式等對(duì)此都有影響。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品，我們不看它的電路布置如何漂亮，而是要看各元器件布局是否合理，鐵氧體磁芯的顏色、線(xiàn)圈的屏蔽是否合適，散熱處理是否得當(dāng)?shù)鹊取?1) 磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）與磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）。磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱與方向的一個(gè)物理量，用安/米（A/m）表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度是指磁場(chǎng)作用于磁性物質(zhì)上的作用力的大小，用（Gs）表示。溫度越高，磁感應(yīng)強(qiáng)度越低。(2) 居里溫度TC。磁芯的磁狀態(tài)由鐵磁性轉(zhuǎn)變成順磁性時(shí)，在μ—T曲線(xiàn)上，80%μmax與20%μmax的連線(xiàn)跟導(dǎo)磁率等于1的直線(xiàn)的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為居里溫度。溫度越高，出事導(dǎo)磁率也越高，當(dāng)超過(guò)130℃時(shí)，初始導(dǎo)磁率為零。(3) 初始導(dǎo)磁率μi。磁性材料的磁化曲線(xiàn)始端磁導(dǎo)率的極限值稱(chēng)為初始導(dǎo)磁率。 (4) 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br。磁芯從飽和狀態(tài)除去磁場(chǎng)后剩余的磁感應(yīng)強(qiáng)度稱(chēng)為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。(5) 矯頑力HC。磁芯從飽和狀態(tài)除去磁場(chǎng)后繼續(xù)反向磁化，直到磁感應(yīng)強(qiáng)度減小到零，此時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度稱(chēng)為矯頑力（保磁力）。選用磁性材料時(shí)，要選用可飽和的磁性材料。這種材料具有良好的開(kāi)關(guān)特性，可產(chǎn)生優(yōu)良的振蕩波形，并要求磁芯具有祭祀舉行的磁滯回線(xiàn)。這樣的磁性材料的磁滯回線(xiàn)可使線(xiàn)圈中的電流波形前后沿陡峭，能很好地傳遞各種波形電信號(hào)。如果磁芯的S矩形曲線(xiàn)在B方向上被壓扁，將會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的振蕩波形，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)晶體管溫升加劇。磁芯的使用一定要在一定的居里溫度以?xún)?nèi)，這時(shí)選擇磁芯材料首先要考慮的問(wèn)題。其次還要注意磁芯的結(jié)構(gòu)、脆度、硬度、穩(wěn)定性、導(dǎo)磁率及磁感應(yīng)強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)時(shí)，工作頻率和噪聲干擾應(yīng)十分注意。在強(qiáng)磁場(chǎng)力作用下，磁性材料會(huì)收縮或膨脹，很可能出現(xiàn)磁共振，所以把磁芯變壓器裝在印制電路板上時(shí)要注意切實(shí)粘結(jié)牢固，防止出現(xiàn)機(jī)械噪聲和電磁噪聲。一下是一些主要磁芯結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。(1) POT 是罐形磁芯，銅線(xiàn)繞在磁芯內(nèi)面，此貼包圍線(xiàn)圈。它的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)磁感應(yīng)好，傳遞電能佳，可大量減少EMI；它的缺點(diǎn)是散熱效果極差，溫升很高，只能用在小功率開(kāi)關(guān)電源上。(2) PM 時(shí)R形磁芯，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，但電能耦合不是很好，散熱性能也不是很好。(3) RM、X 形磁芯的磁耦合能力和散熱效果都很好，適合用在100W以上的大中功率電源上。其缺點(diǎn)是所占空間大，放置困難。(4) EC 磁芯是在開(kāi)關(guān)電源上常用的一種磁芯，磁芯截面積大，散熱效果好，常用在100～150W的開(kāi)關(guān)電源上。其缺點(diǎn)是窗口面積比較小，對(duì)變壓器的匝數(shù)要有限制。(5) EE 磁芯是一種常用磁芯，對(duì)于中小功率的變壓器來(lái)說(shuō)很適合。磁芯面積的大小將決定開(kāi)關(guān)電源的功率。一般來(lái)說(shuō)，磁芯面積越大，輸出功率也越大。 二極管二極管在電子電路中用得較多，功能各異。從結(jié)構(gòu)上來(lái)分，有點(diǎn)接觸型和面接觸型二極管。面接觸型二極管的工作電流比較大，發(fā)熱比較厲害，它的最高工作溫度不允許超過(guò)100℃。按照功能來(lái)分，有快速恢復(fù)及超快速恢復(fù)二極管，有整流二極管、穩(wěn)壓二極管及開(kāi)關(guān)二極管等。以下介紹幾種二極管的特點(diǎn)及檢測(cè)方法。開(kāi)關(guān)管用在高速運(yùn)行的電子電路中，起信號(hào)傳輸作用，在模擬電路中起作鉗位抑制作用。高速開(kāi)關(guān)硅二極管是高頻開(kāi)關(guān)電源中的一個(gè)主要器件，這種二極管具有良好的高頻開(kāi)關(guān)特性。它的反向恢復(fù)時(shí)間trr只有幾納秒，而且體積小，價(jià)格低。在開(kāi)關(guān)電源的過(guò)壓保護(hù)、反饋控制系統(tǒng)中常用到硅二極管，如1N4141N4448。硅二極管的主要技術(shù)指標(biāo)是：(1) 最高反向工作電壓VRM和反向擊穿電壓VBR：這兩個(gè)參數(shù)越大越好。(2) 最大管壓降VFM：。(3) 最大工作電流Id：大于150mA。(4) 反向恢復(fù)時(shí)間trr：小于10ns。穩(wěn)壓二極管又叫齊納二極管（Zener Diod），具有單向?qū)щ娦裕ぷ髟陔妷悍聪驌舸顟B(tài)。當(dāng)反向電壓達(dá)到并超過(guò)穩(wěn)定電壓時(shí)，反向電流突然增大，而二極管兩端的電壓恒定，這就叫做穩(wěn)壓。它在電子電路中用作過(guò)壓保護(hù)、電平轉(zhuǎn)換，也可用來(lái)提供基準(zhǔn)電壓。 (1) 穩(wěn)壓二極管的分類(lèi)穩(wěn)壓二極管分低壓和高壓兩種。穩(wěn)壓值低于40V的叫做低壓穩(wěn)壓二極管；高于200V的叫做高壓穩(wěn)壓二極管。，各種型號(hào)規(guī)格齊全。穩(wěn)壓管的直徑一般只有2mm，長(zhǎng)度為4mm。它的穩(wěn)壓性能好，體積小，價(jià)格便宜。穩(wěn)壓二極管從材料上分為N型和P型兩種。選用穩(wěn)壓二極管的原則是：第一，注意穩(wěn)定電壓的標(biāo)稱(chēng)值；第二，注意電壓的溫度系數(shù)。 (2) 穩(wěn)壓二極管的用途穩(wěn)壓二極管具有以下幾個(gè)作用：第一，對(duì)漏極和源極經(jīng)行鉗位保護(hù)；第二，起到加速開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的作