在電子學(xué)中，mos管（metal-oxide-semiconductor field effect transistor）是一種重要的電子器件。mos管廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，包括計(jì)算機(jī)、電視、手機(jī)等。然而，為了更好地發(fā)揮mos管的性能，常常需要將二極管與之并聯(lián)。本文將詳細(xì)分析為什么mos管要并聯(lián)二極管，以及二極管在此過程中的作用。
首先，我們來了解一下mos管的基本工作原理。mos管由金屬柵極、氧化物和半導(dǎo)體構(gòu)成。通過在金屬柵極上施加一定的電壓，可以控制在半導(dǎo)體中形成的導(dǎo)電通道。這個(gè)導(dǎo)電通道的導(dǎo)電能力可以通過控制柵極電壓來調(diào)節(jié)。mos管的主要優(yōu)點(diǎn)是控制端電流很小，具有高輸入電阻和低輸出電阻等特性，因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路和集成電路中。
然而，當(dāng)mos管工作在開關(guān)模式下，即處于截止態(tài)和飽和態(tài)之間切換時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些問題。在切換過程中，出現(xiàn)了一個(gè)稱為開關(guān)失效的現(xiàn)象，即在截止到飽和態(tài)或從飽和態(tài)到截止態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中，導(dǎo)通電流出現(xiàn)中間狀態(tài)。這種中間狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致mos管發(fā)生臨界區(qū)干擾，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞或性能下降。為了解決這個(gè)問題，我們常常會(huì)將二極管與mos管并聯(lián)。
那么，為什么并聯(lián)二極管可以解決mos管開關(guān)失效的問題呢？其主要原因是二極管具有反向恢復(fù)時(shí)間（reverse recovery time）這一特性。反向恢復(fù)時(shí)間是指當(dāng)二極管由導(dǎo)通態(tài)切換到截止態(tài)時(shí)，所需時(shí)間衰減到零的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間非常短暫，可以控制并減小mos管切換過程中的臨界區(qū)干擾。
具體地說，當(dāng)mos管的電流變化時(shí)，二極管可以通過提供一個(gè)反向電流的通路來消除由于電流變化而產(chǎn)生的能量。二極管通過這種方式可以吸收或釋放能量，以保持mos管的正常工作狀態(tài)。此外，由于二極管的導(dǎo)通特性，它可以提供一個(gè)額外的電流路徑，使得電流可以繞過mos管的臨界區(qū)域，減少臨界區(qū)干擾的產(chǎn)生。
舉個(gè)例子來說明這個(gè)過程。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用場景是控制led燈的開關(guān)，那么我們可以使用mos管來控制led燈的通斷。當(dāng)mos管工作在開關(guān)模式下，臨界區(qū)干擾可能使得led燈亮度下降甚至無法正常工作。但是如果我們?cè)趍os管的源極和漏極之間加入一個(gè)二極管，那么二極管就可以幫助吸收臨界區(qū)產(chǎn)生的能量，保持led燈的正常亮度。
總結(jié)一下，mos管的并聯(lián)二極管可以解決開關(guān)失效問題，提高mos管的工作效率和可靠性。二極管具有反向恢復(fù)時(shí)間特性，可以減小mos管切換過程中的臨界區(qū)干擾。通過提供額外的電流路徑，二極管可以保持和穩(wěn)定電子設(shè)備的工作狀態(tài)。因此，在設(shè)計(jì)電子電路時(shí)，我們常常會(huì)看到mos管與二極管并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
需要注意的是，選擇適當(dāng)?shù)亩O管是非常重要的。二極管的逆向恢復(fù)時(shí)間越短，其減小臨界區(qū)干擾的效果就越好。此外，二極管的反向電壓和最大電流也需要考慮，以確保與mos管的工作參數(shù)相匹配。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)仔細(xì)選擇并聯(lián)二極管的參數(shù)，以滿足電路的需求。
綜上所述，mos管與二極管的并聯(lián)可以有效減小臨界區(qū)干擾，提高電子設(shè)備的工作效率和可靠性。二極管通過提供反向恢復(fù)時(shí)間和額外的電流路徑來解決開關(guān)失效問題。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的電路需求選擇適當(dāng)?shù)亩O管，并確保其參數(shù)與mos管相匹配。通過合理設(shè)計(jì)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，我們可以充分發(fā)揮mos管的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)更好的電子設(shè)備性能。