內容簡介
《實用電子技術叢書:場效應管基礎與應用實務》是“實用電子技術叢書”之一,從實踐和一般應用的角度全麵介紹瞭場效應管(FET)。重點介紹瞭市場上的主流品種-VMOS的應用知識。考慮到《實用電子技術叢書:場效應管基礎與應用實務》是針對功率電子領域的入門者與實踐者,因此盡量避免介紹很深的理論知識而側重於應用,同時側重瞭知識麵的“廣度”方麵的介紹,試圖達到“拋磚引玉”的目的。
《實用電子技術叢書:場效應管基礎與應用實務》內容包括認識FET、實踐入門、VMOS的技術參數詳解、JFET(結型FET)的技術參數概述,基本電路、範例電路等幾部分。作者根據自己的從業經驗,從實踐齣發,試圖從應用的角度告訴讀者,撇開芯片級的FET製造、設計理論,FET用起來並不難。
《實用電子技術叢書:場效應管基礎與應用實務》對於電子愛好者、即將就業的電子專業大學生有啓發性作用,對剛剛從事電器、電工、電子電路硬件設計的工程師亦有參考價值,也適閤工科院校的非電專業作為基礎專業教材。
目錄
第1章 認識場效應管
1.1 身邊的場效應管
1.1.1 從麥剋風說起
1.1.2 打開一塊手機的鋰電池
1.1.3 運算放大器
1.2 場效應管是如何工作的
1.2.1 N型、P型半導體與N+型、P-型半導體
1.2.2 FET是如何工作的:N溝道、P溝道
1.2.3 場效應管的簡單分類:JFET與MOSFET
1.2.4 JFET是如何工作的
1.2.5 MOSFET是如何工作的
1.3 場效應管的種類
1.3.1 TMOS、VMOS
1.3.2 DMOS、餗OS
1.3.3 VDMOS(VMOS)、UMOS(UDMOS、UVDMOS)
1.3.4 LDMOS
1.3.5 HEXMOS與管芯結構
1.3.6 耗盡型MOSFET
1.3.7 VFET、V-FET與SIT
1.3.8 MESFET
1.3.9 HFET、HEMT、HHMT
1.3.1 0DGMOSFET、FinFET、PSDGMOSFET
1.3.1 1TFT
1.3.1 2製造商的專利名稱
1.3.1 3MOS的集成:CMOS、BiCMOS/BiMOS、HV-CMOS
1.3.1 4FET發展簡史
1.4 場效應管的個性
1.5 電路中的FET
1.6 場效應管模塊
1.6.1 模塊的優勢
1.6.2 模塊的基本結構和一般特徵
1.6.3 模塊的常見種類:Module、IPM、PIM
1.6.4 MCM、SIP/SOP
1.6.5 闆級封裝
1.7 場效應管的發展近況
1.7.1 小型化封裝
1.7.2 低功耗趨勢
1.7.3 低電壓規格趨勢
第2章 實踐初步
2.1 認識電路中的VMOS
2.2 用萬用錶簡單判彆FET
2.2.1 一般原則與適用範圍
2.2.2 根據外形和型號判彆FET的類型和主要技術規格
2.2.3 用萬用錶判彆VMOS的引腳和好壞
2.2.4 用萬用錶判彆JFET的引腳
2.3 花10元錢做兩個FET的簡單實驗
2.3.1 VMOS實驗:工頻同步整流電路
2.3.2 JFET實驗:甲類耳放
2.4 為避免在電路實驗中炸管準備一些簡單的工具
2.4.1 用接觸式調壓器構建實驗電源
2.4.2 為驅動電路和控製電路準備單獨的直流電源
2.4.3 電爐絲,方便易用的假負載與小阻值的大功率電阻
第3章 VMOS的技術參數
3.1 極限參數:VDDS、ID、PD、SOA、TA
3.1.1 電壓規格:VDDS、VDS、BVDDS、V(BR)DSS
3.1.2 電流規格:ID及其IDP、IDM
3.1.3 溫度參數:TJ、TC、TA、Tch、TSTG、TL
3.1.4 功率規格:PD、Ptot、IDR、IS
3.1.5 SOA
3.1.6 SOA的實際意義
3.1.7 EA、EAR、EAS、IAR、dV/dt
3.1.8 極限參數的一般應用:降額因素
3.2 熱傳導參數:R鐹C、R鐲S、R鐹A、R鐹CD、R鐲A
3.2.1 定義
3.2.2 熱歐姆定律
3.3 電參數
3.3.1 通態電阻:RDS(ON)
3.3.2 跨導:gfs、|Yfs|、gm
3.3.3 結電容Cgd、Cgs、Cds與分布參數Ciss、Crss、Coss
3.3.4 開關參數ton、td(on)、tr、toff、td(off)、tf
3.3.5 柵電荷Qg、Qgs、Qgd
3.3.6 體二極管的技術參數VSD、IS、trr、Qrr、ISM、IRRM
3.3.7 技術手冊中的其他電參數
第4章 JFET的技術參數
4.1 小功率JFET的技術參數
4.1.1 小功率JFET
4.1.2 小功率JFET技術參數概覽
4.1.3 小功率JFET部分技術參數概述
4.2 功率JFET的技術參數
4.2.1 用於射頻功率放大的功率JFET
4.2.2 VFET的技術參數
第5章 基本電路
5.1 場效應管放大器的仿真模型
5.2 電壓放大器的分類
5.3 功率放大器與工作點
5.3.1 A類、AB類、D類、C類及其他
5.3.2 晶體管的工作點
5.3.3 基本電路形式
5.4 電路拓撲的基本類型
5.4.1 全橋(H橋)
5.4.2 半橋
5.4.3 無處不在的推挽
5.4.4 Totem-Pole(圖騰柱),橋接
5.4.5 單管
5.4.6 三相橋
5.5 模塊內部的等效電路
5.6 開關電源的常見類型
5.6.1 開關電源的一般分類
5.6.2 電感式開關電源的一般原理
5.6.3 電感的工作模式:CCM與DCM
5.6.4 AC-DC與DC-DC開關電源
5.6.5 Charge Pump(電荷泵)
5.7 隔離型DC-DC開關電源的常見電路拓撲
5.7.1 Forward(正激)拓撲
5.7.2 Flyback(反激)拓撲,RCC
5.7.3 Half Bridge(半橋)拓撲,LLC(HB-LLC)
5.7.4 Push-Pull(推挽)拓撲,Royer
5.7.5 Full Bridge(全橋)拓撲
5.7.6 Dual SwitchForward(雙管正激)拓撲
5.7.7 Active Clamp(有源鉗位)拓撲
5.8 隔離型開關電源中的變壓器
5.8.1 變壓器的一般分析方法——磁路
5.8.2 理想的變壓器
5.8.3 實際的變壓器,勵磁電感
5.8.4 實際變壓器的漏感
5.8.5 實際變壓器的功耗
5.9 非隔離型DC-DC開關電源的常見電路拓撲
5.9.1 Boost(升壓)拓撲
5.9.2 Buck(降壓),斬波
5.9.3 Buck-boost(升-降壓)拓撲
5.9.4 Cuk(丘剋)、Cuk
5.9.5 SEPIC
5.9.6 Zeta
5.9.7 SyncBuck(同步降壓)拓撲,同步整流
5.9.8 Multi-PhaseSyncBuck(多相同步降壓)拓撲
5.9.9 Split-Pi(Boost-Buck)
5.10 軟開關
5.10.1 軟開關
5.10.2 突波吸收
5.10.3 突波的抑製方法
5.10.4 突波吸收電容
5.11 多電平變換
5.11.1 多電平變換的常見拓撲類型
5.11.2 多電平變換拓撲的基本構成與特點
5.11.3 多電平變換拓撲的基本驅動方法
5.12 VMOS的驅動
5.12.1 VMOS的開通與關斷
5.12.2 直接驅動VMOS
5.12.3 不隔離的高邊驅動
5.12.4 柵極驅動的優化
5.12.5 柵極的隔離驅動
5.12.6 集成化的柵極驅動器件
5.13 VMOS的串聯與並聯
5.13.1 VMOS的並聯
5.13.2 VMOS的串聯
第6章 範例電路
6.1 基於雙柵極MOSFET的廣播調諧器高頻頭
6.1.1 簡介
6.1.2 CT-7000的高頻頭電路
6.2 給大功率D類功放供電的開關電源
6.2.1 簡介
6.2.2 電路架構
6.2.3 主開關電源的AC-DC部分
6.2.4 主開關電源的DC-DC部分
6.2.5 副開關電源
6.3 全分立元件的UCD大功率D類功放
6.3.1 UCD功放電路
6.3.2 原理概述
6.3.3 電路工作條件與元器件的選擇
6.4 CCFL背光電源
6.4.1 LCD、CCFL、LCD顯示麵闆、CCFL逆變電源
6.4.2 19英寸LCD顯示麵闆的CCFL逆變電源
6.4.3 輸入輸齣特性,燈管決定逆變電源的基本技術規格
6.4.4 FAN7311
6.4.5 FAN7311的主要工作參數
6.4.6 觸發調光與綫性調光
6.4.7 燈管的保護
6.4.8 諧振
6.5 電動自行車充電器
6.5.1 電路原理
6.5.2 UC3842
6.5.3 功率開關管STP9NK90Z
6.5.4 二極管
附錄1 縮略語
附錄2 VMOS技術參數符號簡錶
附錄3 常見電荷泵IC
參考文獻
前言/序言
曾經分不清電子愛好者和無綫電愛好者的區彆,很長時間裏自詡為無綫電愛好者,後來逐漸明白,無綫電愛好者的門檻其實更高,要花的錢也更多,即使將收音機愛好者也算作無綫電愛好者,收音機電路其實也比多數電子電路復雜,甘做電子愛好者,心中也就釋然瞭。
除去無綫電,電子的領域仍然很寬泛,即使科班齣身的人,也難以涵蓋全部,不過這樣的愛好者一般都有相當的理論基礎,即使愛好離所學專業很遠,恐怕也不算業餘愛好者瞭。與“正宗”的業餘愛好者相比,這樣的愛好者顯然要幸福得多瞭。
“正宗”的業餘愛好者很難有從事專業研究的機會,愛好以體驗實踐為主也就不足為奇瞭:對理論與原理不求甚解,係統創新的東西,基本上就不要想瞭。請不要誤解,這不是為輕視基礎理論研究找藉口,盡管這也是很多生産商忽略的地方:一旦過瞭專門學習的人生階段,係統學習、實踐一門知識實在不是件容易的事情。
雖然有幸接受過高等教育,專業卻也是與電子不相乾。有幸的是,初中的時候,上到瞭一所實驗室和實驗條件都相當好的學校,當初中物理電學部分學完的時候,我就已經能獨立為傢裏的傢用電器布綫瞭:選綫、走綫、保險絲、插座、燈頭……此後,從高中到大學,我有幸遇到過實驗室條件好得多的學校,但是再也沒有機會遇到實驗條件這樣好的學校瞭,也愈發意識到我們的實踐機會太少瞭,尤其是對電子而言。
筆者的工作與電無關,工作之餘,有幸參與瞭一傢民營企業對闆級封裝模塊的研發與試生産,在與客戶的工程師們打交道的過程中,我不止一次被問及諸如“125W的管子(VMOS或IGBT)能輸齣多大的功率?”之類的問題,這個乍一聽有理(應該給予迴答)的問題,實際上卻是個僞問題:“管子”就像是蓋大樓的磚與水泥,路邊的窩棚和百米高樓,基本的材料都是磚與水泥,它們能蓋多高的樓?
如果這本書能夠給予你大膽使用“新型”器件的勇氣並且不被諸如“鐵素體比鐵氧體如何如何優秀”之類的問題迷住眼的話,這本書的目的就達到瞭。本書試圖探討解決“什麼是什麼的問題”。
“預防醫學‘’碩士吳紅靜女士、”食品科學“博士塗追先生幫助筆者完成瞭書中所有非中文專業術語的翻譯與勘校工作,資深電子愛好者鄭玉山、工程技師(機械專業)王文麗、銷售經理(非電專業)王素蘋參與瞭本書插圖的繪製和資料選編,從事電動三輪車充電器生産的技師硃由恭師傅也給本書的編寫提供瞭相當寶貴的建議,與本書相關的愛好者、業者在工作實踐中所積纍的、雖然不夠係統、但是數量卻足以用”海量“來形容的應用資料,則是本書的基石,在此一並嚮他(她)們緻以最誠摯的謝意。
本書在某些方麵可能不夠嚴謹,”創新“的東西可能也不如你所想的那麼多,不過,如果你能夠將重新組閤也視為”創新“的話,你還是能夠發現很多作者自己的觀點。當然,疏漏不足之處自然也是難免的,還望”無意間“讀到本書的人能給予寬容,如果有可能,更希望能夠不吝斧正。
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