電路知識(shí)-阻抗概念分析-KIA MOS管

阻抗概念

阻抗是電阻和電抗的統(tǒng)稱(chēng)，電阻和電抗最大的差異在于電阻限流（歐姆定律）的同時(shí)會(huì)消耗電能。而電抗只限流，不消耗電能（不做功）。電阻在直流電和交流電下都有限流作用，而電抗只在交流電環(huán)境中有限流作用。

阻抗思維分析開(kāi)關(guān)電路

如下圖，V1持續(xù)向R1在輸送電流，圖中電流回路如綠色箭頭所示。如果想控制電流流向R1，有哪些辦法？

最常見(jiàn)的方法是，斷開(kāi)V1和R1之間的連接，切斷電流回路。如下圖所示。

或者我們可以把R1旁路，如下圖所示。將R1前面加一條導(dǎo)線，把電流引向阻抗低的通路上，R1上將獲得忽略不計(jì)的電流。

上述兩種方法，都很直截了當(dāng)，要么將V1到R1的通路徹底斷開(kāi)，要么短路R1，解決的很徹底。但是在工程的世界里，我們無(wú)法做的這么干脆利落，往往講究個(gè)“差不多”就行。所以，“短路模型”只能做到“低阻抗”，“開(kāi)路模型”只能做到“高阻抗”，能量被大幅度“衰減”，就認(rèn)為達(dá)標(biāo)了。

如下圖所示，下圖為實(shí)際的電源-負(fù)載模型。我們看如何通過(guò)調(diào)整阻抗來(lái)達(dá)到開(kāi)關(guān)效果。實(shí)際電路中的電源都有輸出能力限制和內(nèi)阻，輸出電流越大，輸出電壓也會(huì)越低。

如下內(nèi)阻為0.1Ω，負(fù)載為1KΩ的電路。在當(dāng)前情況下，負(fù)載兩端獲得的電壓為內(nèi)阻和R2分壓而成。我們可以計(jì)算出V=5V*(1K/(1K+0.1))=4.9999V，I=5V/1000.1Ω=4.9mA。

如果用“開(kāi)路模型”的方法來(lái)斷開(kāi)電路，該怎么調(diào)整阻抗呢？就是在電源和負(fù)載之間串接遠(yuǎn)大于1K的電阻，進(jìn)行串聯(lián)分壓，使得R2上獲得的電壓更小。如下圖，若串聯(lián)的1M電阻與負(fù)載分壓?？梢杂?jì)算出負(fù)載兩端最終分配的電壓：

V=5V*（1K/（0.1+1000K+1K））=0.00499V，I=5V/1001000.1Ω=0.0049mA。幅值削弱了接近1000倍，在工程思維上，R2近似于被“斷開(kāi)”了。

如果用“短路模型”的方法來(lái)斷開(kāi)R2，該怎么調(diào)整呢？就是在負(fù)載前端并聯(lián)遠(yuǎn)小于0.1Ω的電阻，與內(nèi)阻進(jìn)行串聯(lián)分壓，使得R2上獲得的電壓更小。如下圖，若濾波措施等效為并聯(lián)的0.005Ω電阻與內(nèi)阻分壓。我們可以計(jì)算出負(fù)載R2兩端最終分配的電壓：

V=5V*（0.0049/（0.1+0.0049）=0.233V。幅值削弱了接近20倍，在工程思維上，R2同樣近似于被“斷開(kāi)”了。

如上就是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)電路的理論模型，以反相器電路為例：

當(dāng)IN端加高電平時(shí)，我們會(huì)說(shuō)MOS管Q1導(dǎo)通。此時(shí)的導(dǎo)通狀態(tài)相當(dāng)于Q1變成了一個(gè)阻抗為幾十毫歐的電阻，然后與R1電阻進(jìn)行分壓。假如上拉電阻R1太小，也為幾十毫歐，那即使IN為高，Q1導(dǎo)通，OUT端也無(wú)法輸出低電平。

當(dāng)IN端加低電平時(shí)，我們會(huì)說(shuō)MOS管Q1截止。此時(shí)的截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于Q1變成了一個(gè)阻抗為幾兆歐的電阻，與R1電阻進(jìn)行分壓。假如上拉電阻R1太大，也為幾兆歐，那即使IN為低，Q1截止，OUT端也無(wú)法輸出高電平。所以深入理解開(kāi)關(guān)電路時(shí)，要以阻抗的思維去分析。

聯(lián)系方式：鄒先生

聯(lián)系電話：0755-83888366-8022

手機(jī)：18123972950

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區(qū)車(chē)公廟天安數(shù)碼城天吉大廈CD座5C1

請(qǐng)搜微信公眾號(hào):“KIA半導(dǎo)體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號(hào)

請(qǐng)“關(guān)注”官方微信公眾號(hào):提供  MOS管  技術(shù)幫助