场效应管基础与应用实务PDF电子书下载

第1章 认识场效应管 1

1.1 身边的场效应管 1

1.1.1 从麦克风说起 1

1.1.2 打开一块手机的锂电池 3

1.1.3 运算放大器 5

1.2 场效应管是如何工作的 5

1.2.1 N型、P型半导体与N＋型、P－型半导体 6

1.2.2 FET是如何工作的：N沟道、P沟道 8

1.2.3 场效应管的简单分类：JFET与MOSFET 8

1.2.4 JFET是如何工作的 10

1.2.5 MOSFET是如何工作的 11

1.3 场效应管的种类 12

1.3.1 TMOS、VMOS 12

1.3.2 DMOS、πMOS 14

1.3.3 VDMOS(VMOS)、UMOS(UDMOS、UVDMOS) 14

1.3.4 LDMOS 15

1.3.5 HEXMOS与管芯结构 16

1.3.6 耗尽型MOSFET 18

1.3.7 VFET、V-FET与SIT 18

1.3.8 MESFET 19

1.3.9 HFET、HEMT、HHMT 20

1.3.10 DGMOSFET、FinFET、PSDG MOSFET 21

1.3.11 TFT 22

1.3.12 制造商的专利名称 22

1.3.13 MOS的集成：CMOS、BiCMOS/BiMOS、HV-CMOS 23

1.3.14 FET发展简史 25

1.4 场效应管的个性 27

1.5 电路中的FET 29

1.6 场效应管模块 31

1.6.1 模块的优势 32

1.6.2 模块的基本结构和一般特征 33

1.6.3 模块的常见种类：Module、IPM、PIM 34

1.6.4 MCM、SIP/SOP 36

1.6.5 板级封装 37

1.7 场效应管的发展近况 39

1.7.1 小型化封装 39

1.7.2 低功耗趋势 40

1.7.3 低电压规格趋势 41

第2章 实践初步 43

2.1 认识电路中的VMOS 43

2.2 用万用表简单判别FET 44

2.2.1 一般原则与适用范围 44

2.2.2 根据外形和型号判别FET的类型和主要技术规格 45

2.2.3 用万用表判别VMOS的引脚和好坏 45

2.2.4 用万用表判别JFET的引脚 49

2.3 花10元钱做两个FET的简单实验 49

2.3.1 VMOS实验：工频同步整流电路 49

2.3.2 JFET实验：甲类耳放 55

2.4 为避免在电路实验中炸管准备一些简单的工具 60

2.4.1 用接触式调压器构建实验电源 60

2.4.2 为驱动电路和控制电路准备单独的直流电源 62

2.4.3 电炉丝，方便易用的假负载与小阻值的大功率电阻 63

第3章 VMOS的技术参数 65

3.1 极限参数：VDDS、ID、PD、SOA、TA 65

3.1.1 电压规格：VDSS、VDS、BVDSS、V(BR)DSS 66

3.1.2 电流规格：ID及其IDP、IDM 67

3.1.3 温度参数：TJ、TC、TA、Tch、TSTG、TL 68

3.1.4 功率规格：PD、Ptot、IDR、IS 69

3.1.5 SOA 70

3.1.6 SOA的实际意义 73

3.1.7 EA、EAR、EAS、IAR、dV/dt 73

3.1.8 极限参数的一般应用：降额因素 76

3.2 热传导参数：RθJC、RθCS、RθJA、RθJCD、RθCA 77

3.2.1 定义 77

3.2.2 热欧姆定律 78

3.3 电参数 79

3.3.1 通态电阻：RDS(ON) 80

3.3.2 跨导：gfs、｜Yfs｜、gm 81

3.3.3 结电容Cgd、Cgs、Cds与分布参数Ciss、Crss、Coss 83

3.3.4 开关参数ton、td(on)、tr、toff、td(off)、tf 85

3.3.5 栅电荷Qg、Qgs、Qgd 87

3.3.6 体二极管的技术参数VSD、IS、trr、Qrr、ISM、IRRM 91

3.3.7 技术手册中的其他电参数 94

第4章 JFET的技术参数 97

4.1 小功率JFET的技术参数 97

4.1.1 小功率JFET 97

4.1.2 小功率JFET技术参数概览 98

4.1.3 小功率JFET部分技术参数概述 99

4.2 功率JFET的技术参数 104

4.2.1 用于射频功率放大的功率JFET 104

4.2.2 VFET的技术参数 110

第5章 基本电路 113

5.1 场效应管放大器的仿真模型 113

5.2 电压放大器的分类 116

5.3 功率放大器与工作点 118

5.3.1 A类、AB类、D类、C类及其他 119

5.3.2 晶体管的工作点 120

5.3.3 基本电路形式 122

5.4 电路拓扑的基本类型 124

5.4.1 全桥（H桥） 124

5.4.2 半桥 129

5.4.3 无处不在的推挽 130

5.4.4 Totem-Pole（图腾柱），桥接 131

5.4.5 单管 132

5.4.6 三相桥 133

5.5 模块内部的等效电路 133

5.6 开关电源的常见类型 135

5.6.1 开关电源的一般分类 135

5.6.2 电感式开关电源的一般原理 136

5.6.3 电感的工作模式：CCM与DCM 137

5.6.4 AC-DC与DC-DC开关电源 139

5.6.5 Charge Pump（电荷泵） 140

5.7 隔离型DC-DC开关电源的常见电路拓扑 142

5.7.1 Forward（正激）拓扑 142

5.7.2 Flyback（反激）拓扑，RCC 143

5.7.3 Half Bridge（半桥）拓扑，LLC（HB-LLC） 145

5.7.4 Push-Pull（推挽）拓扑，Royer 147

5.7.5 Full Bridge（全桥）拓扑 149

5.7.6 Dual Switch Forward（双管正激）拓扑 149

5.7.7 Active Clamp（有源钳位）拓扑 150

5.8 隔离型开关电源中的变压器 151

5.8.1 变压器的一般分析方法——磁路 152

5.8.2 理想的变压器 154

5.8.3 实际的变压器，励磁电感 155

5.8.4 实际变压器的漏感 156

5.8.5 实际变压器的功耗 157

5.9 非隔离型DC-DC开关电源的常见电路拓扑 158

5.9.1 Boost（升压）拓扑 158

5.9.2 Buck（降压），斩波 159

5.9.3 Buck-boost（升-降压）拓扑 159

5.9.4 ？uk（丘克）、Cuk 160

5.9.5 SEPIC 161

5.9.6 Zeta 161

5.9.7 Sync Buck（同步降压）拓扑，同步整流 162

5.9.8 Multi-Phase Sync Buck（多相同步降压）拓扑 164

5.9.9 Split-Pi（Boost-Buck） 165

5.10 软开关 166

5.10.1 软开关 166

5.10.2 突波吸收 168

5.10.3 突波的抑制方法 170

5.10.4 突波吸收电容 172

5.11 多电平变换 173

5.11.1 多电平变换的常见拓扑类型 174

5.11.2 多电平变换拓扑的基本构成与特点 175

5.11.3 多电平变换拓扑的基本驱动方法 178

5.12 VMOS的驱动 179

5.12.1 VMOS的开通与关断 179

5.12.2 直接驱动VMOS 182

5.12.3 不隔离的高边驱动 185

5.12.4 栅极驱动的优化 189

5.12.5 栅极的隔离驱动 191

5.12.6 集成化的栅极驱动器件 195

5.13 VMOS的串联与并联 197

5.13.1 VMOS的并联 197

5.13.2 VMOS的串联 200

第6章 范例电路 203

6.1 基于双栅极MOSFET的广播调谐器高频头 203

6.1.1 简介 203

6.1.2 CT-7000的高频头电路 205

6.2 给大功率D类功放供电的开关电源 209

6.2.1 简介 209

6.2.2 电路架构 210

6.2.3 主开关电源的AC-DC部分 212

6.2.4 主开关电源的DC-DC部分 217

6.2.5 副开关电源 225

6.3 全分立元件的UCD大功率D类功放 232

6.3.1 UCD功放电路 232

6.3.2 原理概述 234

6.3.3 电路工作条件与元器件的选择 236

6.4 CCFL背光电源 241

6.4.1 LCD、CCFL、LCD显示面板、CCFL逆变电源 241

6.4.2 19英寸LCD显示面板的CCFL逆变电源 242

6.4.3 输入输出特性，灯管决定逆变电源的基本技术规格 244

6.4.4 FAN7311 245

6.4.5 FAN7311的主要工作参数 247

6.4.6 触发调光与线性调光 248

6.4.7 灯管的保护 251

6.4.8 谐振 252

6.5 电动自行车充电器 253

6.5.1 电路原理 254

6.5.2 UC3842 257

6.5.3 功率开关管STP9NK90Z 260

6.5.4 二极管 262

附录1 缩略语 263

附录2 VMOS技术参数符号简表 269

附录3 常见电荷泵IC 272

参考文献 274