方波信號可以直接驅動場效應管嗎

方波信號直接驅動場效應管

方波信號驅動場效應管：要看方波信號是不是能夠直接驅動場效應管, 那么我們就要先了解場效應管的一些特點,然后針對場效應管的特點去選配方波信號產生電路。

場效應管的特點

場效應管是一個輸入電阻很高的電壓控制型器件，它可分為結型場效應管( FET )和絕緣柵型場效應管( MOSFET ) , 在實際應用中絕緣柵型場效應管使用最廣泛,在這里我主要說一下增強型的NMOS場效應管,這種類型的管子在實際應用電路中是最為常見的。

對于這種增強型場效應管要使它導通一定要在柵極G和源極S之間加一個正向的電壓才可以,也就是說Ugs這個電壓要大于零,并且要有一定的電壓值才能使這個場效應管充分導通,元件符號和工作結構示意圖如下圖所示。

場效應管是一種電壓控制器件，只要前級電路輸出的電壓幅度足夠大，便可以直接驅動場效應管工作，故方波信號的幅度若能夠滿足要求，是可以直接驅動場效應管工作的，若方波信號的幅度較小，則需加一級三極管放大電路來增幅，然后才能驅動場效應管工作。下面我們詳細介紹一下方波信號驅動場效應管時需要注意的幾個問題。

簡單的場效應管開關電路

場效應管是一種電壓控制器件，其直流輸入電阻極高，一般都在吉歐級以上，工作時所需的驅動電流遠小于雙極型三極管，但這種器件對驅動電壓的幅度要求較高；

像8N50、IRF540這類大功率場效應管，它們一般約需10V左右的驅動電壓方能充分飽和導通，即使像AO3401、SI2302這類低開啟電壓的管子，一般也需4～5V的驅動電壓才能充分飽和，故若想用方波信號直接驅動場效應管工作，其幅度必須能夠滿足驅動要求。

大功率N溝道場效應管IRF540。

若方波發生器電路的輸出幅度較小，直接驅動場效應管，可能無法使管子飽和導通，加一級三極管放大電路，通過該電路去驅動場效應管工作。

三極管放大電路。

NPN型三極管的供電電壓選用12～15V，場效應管的柵極直接接NPN管的集電極，幅度較小的方波信號通過1KΩ電阻加至三極管的基極，這樣三極管的集電極便可以輸出幅度足夠大的信號驅動場效應管工作。

簡單的矩形波發生器電路。

在用矩形波或方波信號驅動場效應管工作時，不僅對其幅度有要求，一般還要求這些波形的上升沿或下降沿陡直，這樣可以避免場效應管較長時間的停留在線性放大區。

簡單波形發生器電路其輸出波形的上升沿或下降沿不夠陡直，若用這類信號直接驅動場效應管工作，會使管子較長時間的停留在線性放大區，此時場效應管漏源兩極之間的管壓降會顯著增大，若其漏極負載電流較大，管子將會發熱。

555構成的矩形波發生器電路。

NE555是一款用途廣泛的雙極型555時基IC，其工作電壓范圍為5～16V，并且帶負載能力強，輸出電流及灌入電流皆可達200mA。

在其外圍接少量的電阻、電容等元件，使其工作于無穩態工作模式，即可產生矩形波及方波等波形。

由于NE555的高頻性能良好，其輸出波形的上升時間及下降時間只有100nS，故NE555構成的方波發生器可以輸出邊沿陡直的方波信號，只要該信號幅度足夠大，即可直接驅動場效應管工作。

NE555驅動場效應管的電路。

NE555與外圍的R1、C1及D1、D2等元件一起組成一個占空比可調的矩形波發生器，合理選用外圍元件，本電路即可輸出占空比為50％的方波信號。

為了提高輸出信號的幅度，本電路采用12V直流電源供電，這樣在驅動BUZ11這類場效應管時，其輸出信號幅度不低于11.5V，足可以驅動場效應管使其飽和。

場效應管與NE555電路連接時，只要在其柵極接一個數十～數百Ω的電阻即可。NE555的輸出端③腳輸出高電平時，其幅度不低于11V，場效應管BUZ11飽和導通，其漏極負載工作；當NE555的③腳輸出低電平時，其幅度只有零點幾伏，BUZ11截止，漏極負載停止工作。

方波信號產生電路

方波信號產生電路可以用分離元件實現，也可以用集成電路實現，我們最常用的是一種名叫NE555集成定時器芯片通過外圍的一些電阻和電容構成一個方波產生電路，這種芯片的工作電壓范圍比較寬，從1.5伏到16V都可以工作。

為了使NE555芯片的第三腳能夠輸出一定功率的方波驅動信號，最好給這個芯片加12V伏的電壓，這樣第三腳就可以輸出大約8V的電壓了，當輸出高脈沖的時候就可以使場效應管充分得到導通。其工作原理圖如下圖所示的那樣。

方波信號直接驅動場效應管的實際應用

方波信號當然可以直接驅動場效應管，前提是：

1.方波電壓的幅度必須大于場管導通電壓，保證場管處于開關狀態。

2.頻率如果大到GS間結電容導致方波嚴重畸變的程度，必須加圖騰柱之類的緩沖驅動電路，不然場管發熱嚴重。

方波信號驅動場效應管的例子在實際電路中有很多的應用。比如在電磁爐中為了使絕緣柵管IGBT工作在振蕩狀態，那么就需要一個能夠產生方波的電路去直接驅動絕緣柵管IGBT的柵極G。

在修電瓶車充電器時，所用的振蕩管也是場效應管，它是由電源管理芯片UC3842第6引腳輸出PWM波形去驅動場效應管，使它產生振蕩，為高頻變壓器提供高頻脈沖電壓，如下圖所示。

還有就是在變頻器中的六個逆變管絕緣柵管IGBT也是有方波電路直接驅動的，類似這種電路例子還有很多。

我們通過介紹可以看出，只要方波信號功率達到使場效應管導通的要求，是可以直接驅動場效應管的。

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