常常被忽略的耗盡型功率MOSFET，真的一無(wú)是處嗎？

之前發(fā)表過(guò)一篇《為什么開關(guān)電源幾乎選增強(qiáng)型NMOS作為開關(guān)？》提到了實(shí)際應(yīng)用中我們經(jīng)常使用的是增強(qiáng)型的MOSFET。

那常常被忽略的耗盡型呢？就沒(méi)有其它作用了嗎？

我們先來(lái)了解耗盡型有什么不同。

功率MOSFET分為耗盡型（DM）和增強(qiáng)型（EM）兩種，兩者主要在于導(dǎo)電溝道的區(qū)別，兩者的控制方式不同。

耗盡型MOS管的G端在不施加電壓時(shí)就會(huì)有導(dǎo)電溝道的存在，增強(qiáng)型MOS管則相反，只有在開啟后，才會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電溝道，它的Vgs必須大于柵極閾值電壓才行。

耗盡型MOS管的Vgs（柵極電壓）則可以正、零、負(fù)電壓控制導(dǎo)通。若要使漏極和源極不導(dǎo)通，則需要在柵極處施加一定的負(fù)電壓，通常會(huì)把耗盡型MOSFET理解成一種“常閉開關(guān)”。

應(yīng)用區(qū)別

與增強(qiáng)型MOS管不同，耗盡型MOS并不用于高頻應(yīng)用。

除了線性的MOSFET以外，增強(qiáng)型器件并不能工作在線性型，然而，耗盡型器件卻具有擴(kuò)展的FBSOA（正向偏置 安全工作去），因此能夠工作在線性型下。

耗盡型MOSFET產(chǎn)品一般可以應(yīng)用在傳統(tǒng)的啟動(dòng)電路、線性電壓調(diào)節(jié)器的浪涌保護(hù)、恒流源、高壓斜坡信號(hào)發(fā)生器、固態(tài)繼電器等應(yīng)用中。

我們拿傳統(tǒng)的啟動(dòng)電路和線性電壓調(diào)節(jié)器，兩者來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明：

1. 傳統(tǒng)的電阻式啟動(dòng)電路

2. 傳統(tǒng)的啟動(dòng)電路多采用功率電阻直接給PWM控制IC供電，但是在電源啟動(dòng)后，電阻會(huì)持續(xù)消耗功率，造成大量的損耗。我們上面提到了耗盡型MOSFEY屬于常閉器件，因此在待機(jī)零功耗的要求下，耗盡型MOSFET成為了不二之選。

傳統(tǒng)電阻式啟動(dòng)電路

當(dāng)柵-源電源Vgs=0V時(shí)，器件溝道自然開通，電路啟動(dòng)后，通過(guò)耗盡型MOS管給PWM控制IC供電，電流再經(jīng)過(guò)耗盡型MOS給C1充電，C1電壓持續(xù)上升，直至PWM IC開始進(jìn)行工作。

之后，再由附加繞組給PWM控制IC供電，此時(shí)通過(guò)ASU端口將耗盡型MOS的柵極下拉至低電平，耗盡型MOS的柵-源極電壓Vgs大于其關(guān)斷電壓Vgs（off），隨后耗盡型MOS關(guān)斷，之后電路再無(wú)電流經(jīng)過(guò)，不再產(chǎn)生功率損耗。

2.線性電壓調(diào)節(jié)器的浪涌保護(hù)

線性電壓調(diào)節(jié)器為小型模擬電路，CMOS IC 或其他任何需要低電流的負(fù)載提供電源，其輸入電壓Vin直接來(lái)自母線電壓。這可能會(huì)出現(xiàn)很大的電壓變化，包括由于應(yīng)用環(huán)境造成的電壓尖峰。

耗盡型MOSFET在線性電壓調(diào)節(jié)器電路中實(shí)施浪涌保護(hù)，它采用源極跟隨器配置連接，而源極上的電壓將跟隨柵極上的電壓變化。耗盡型MOSFET的導(dǎo)通僅僅取決于柵極電壓，與漏極電壓無(wú)關(guān)。

這種配置一般是為了減少電壓瞬變，直到達(dá)到器件額定電壓Vds的耐受能力。這是基于耗盡型MOSFET具有寬泛的直流工作電壓范圍Vin，以及能夠借助低靜態(tài)電流去實(shí)現(xiàn)最小功耗。

這樣的保護(hù)功能能夠用于通信應(yīng)用，以減少浪涌造成的瞬變影響，也可用于汽車或者航空電子應(yīng)用，減少由電感負(fù)載引起的瞬變。

不過(guò)，耗盡型分N溝道和P溝道，在制造NMOS在SiO2絕緣層處摻有大量的Na+或者K+正離子，在制造PMOS里摻入了負(fù)離子，當(dāng)Vgs=0時(shí)，正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)可以在P型襯底中感應(yīng)出足夠的電子，然后形成N型的導(dǎo)電溝道。

當(dāng)Vgs>0時(shí)，將產(chǎn)生較大的ID（漏極電流）；當(dāng)Vgs<0時(shí)，它將削弱離子所形成的電場(chǎng)，使N溝道變窄，ID電流減少。

這使得在實(shí)際應(yīng)用使用耗盡型MOS管時(shí)，當(dāng)設(shè)備開機(jī)時(shí)可能會(huì)誤觸發(fā)MOS管，導(dǎo)致整機(jī)失效，不易被控制，這也就是為什么耗盡型MOSFET其應(yīng)用極少的原因。