液晶电视机原理与维修技术知识讲解.pdf

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1、 液晶电视机原理与维修技术 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 人档案|好友 查看文章 平板电视维修技术 大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（二）2010-03-29 10:05 海信 TLM32XX 系列大屏幕液晶电视 背光灯电路原理及分析 海信 32 寸 液晶电视 主要采用韩国三星屏和 LG 屏，以下把三星屏背光驱动电路进行介绍；在本文的第一部分，介绍了背光灯管及驱动电路，并对驱动电路的要求进行了较详细的叙述，下面背光灯高压驱动电路在液晶电视机中，是一个单独工作的受控于 CPU 的电路组件，其主要作用是点管的数量、点亮电压、启动特性均不相同，背光灯高压驱动电路其

2、输出特性必须适配于所驱动的液电路组件是不能互换的。背光灯高压驱动电路组件部分主要由；振荡器、调制器、功率输出电路及保护检测电路组成，在三采用一块 ROHM（罗姆）公司的单片集成电路 BD9884FV 来完成（图 1 虚线框内），功率输出采用 N器、谐振电容及背光灯管（CCFL）完成（并有输出电压、输出电流取样电路），以上这几部份安装 图 1 一、信号流程及工作原理；图 1 中 CPU 部分送来的控制信号控制振荡器开始工作，产生频率约 100KHz 的振荡信号，送入调制出电路，输出高压并点亮背光灯管。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 PWM 调制信号改变输出高压脉冲的宽度达到改变亮

3、度的目的，背光灯管点亮后 L2、C 及 CCFL 的组串联在背光灯管上的取样电阻 R 上的压降作为背光灯管的工作状态取样电压输送到保护检测电路（光灯管工作电流出现异常，保护检测电路控制调制器停止输出。由于三星 32 寸屏是采用 16 只背光灯管，又由于背光灯管不能并联和串联应用，所以必须每个背光高压驱动组件图片，图 2B 是主要元件标注。图 2A 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 2 B 【郝铭原创作品 二、集成电路 BD9884FV 及 MOS 功率输出模块 SP8M3 介绍 1、BD9884FV BD9884FV 是 ROHM（罗姆）公司专门为液晶显示屏背光灯高压驱动电路

4、设计的系列集成电路之一（高压驱动电路，每块 BD9884FV 可支持到 8 只灯管驱动。BD9884 特点；1）2 通道输出 半桥拓扑结构（电路上改变即可用于全桥结构）2）内置灯管电流、电压反馈检测控制电路 3）支持多灯管方案 4）软启动功能 5）具有时间锁存短路保护 6）具有欠压和过压保护 7）具有脉冲（PWM）输入和直流输入两种亮度控制方式 8）具有待机控制功能（由 STB 脚实现）9）供电电压 511V 10）具有内置同步移相通讯接口，支持多 IC 并联使用，实现大屏幕多灯管驱动（16 根灯管）11）SS0P-B28 封装（表面贴片）BD9884FV 外形如 图 3 所示 内部框图如图

5、4 所示 各引脚的功能及实测电压值见表 1（用数字表测）精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 3 图 4 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 2、SP8M3 SP8M3 是 N 沟道+P 沟道组合功率放大 MOSFET 模块 具有体积小、功率大、导通电阻小、对称性好 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 5 SP8M3 内部电路及外形 图 6 SP8M3 内部 N 沟道及 P 沟道参数 三、BD9884FV 基本电路介绍 三星 32 寸液晶屏采用了两块 BD9884FV 完成对 16 灯管背光灯的激励驱动，电路比较 复杂，为了便于对三星 32 寸液晶屏

6、16 灯管背光灯高压驱动电路的理解，先介绍图 7 所示的 采用一块 BD9884FV 构成的两灯管驱动电路的基本方案。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 7 BD9884FV 是具有两通道输出的驱动集成电路，图 7 方案是两个通道分别点亮各自一只背光灯管的由 26、27 脚输出第一通道激励信号，23、24 脚输出第二通道激励信号 第一通道高压激励驱动；BD9884FV 的 26、27 脚输出激励信号及 Q1、Q2、T1、C1、CCFL1、R1 组成第一通道激励驱动电路，灯管工作异常时即进入停止激励输出的保护作用。电路特点；Q1、Q2 为 SP8M3 功率输出模块，组成了全桥架构

7、功率输出模式，等效电路图 8 所示（BD9884FV 的功能），输出电路由 T1、C1、CCFL1 及 R1 组成一个低 Q 值串联谐振电路。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 8 工作过程；在液晶电视开机后 24V 电源即加于背光灯驱动电路板上，该电压直接加于 Q1Q4 功率输出模块，并BD9884FV 内部振荡器开始工作产生 100KHz 方波信号送入调制器并和 CPU 来经过 BD9884FV 1 脚输只 N 沟道 MOS 管的栅极（G1）上，从图 8 等效电路中可以看到 Q1、Q2 中的四只 MOS 管组成了全桥通，放大后的激励信号则经过 L1 流通，经过 TI 升压加

8、到背光灯管并点亮灯管，TI 的 L3、C1 和CCFL1 灯管点亮后，其 T1 的感抗和 C1 的容抗起到了灯管限流作用。R1 为 CCFL1 灯管工作电流取降 Ui 也相应变化，该灯管工作电流取样电压 Ui 反馈到 BD9884FV 的 18 脚，控制振荡激励电路停T1 的 L2 为输出电压过压、欠压取样绕组，取样电压 Uv 反馈到振荡、控制集成电路 BD9884FV 的 110 脚内部的比较控制电路，控制振荡电路停止工作。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 高压变压器外形及接线图如图 9 所示。图 9 第二通道高压激励驱动；23、24 脚输出激励 Q3、Q4、T2、C2、CCF

9、L2、R2 组成第二路通道系统，工作原理和第一路通道相四、采用两块 BD9884FV 的 16 背光灯管驱动方案 三星 32 寸液晶屏的高压驱动电路采用了 两只 BD9884FV 支持 16 只背光灯管，每只 BD9884FV 支持在图 10 中可以看到 BD9884FV 的 26、27 脚输出通道同时激励两组全桥架构功率输出电路；Q1、Q2励通道支持两组率输出电路。再看图中由 Q1 Q2 组成的一路输出电路在输出端连接两只高压输出变完成支持 8 只灯管。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 10 16 只背光灯管 32 寸液晶屏采用如图 11 所示的方案；用两块 ND9884F

10、V 并联应用，采用一套控制信激励输出信号的 PWM 调制脉冲，依次移相 900，这样 4 组灯管则达到轮流断电、供电，使亮度更均之间进行，使四通道输出的 PWM 调制信号的相位关系如图 12 所示。未完待续 保护电路及故障维修 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 类别：tv 在线|添加到搜藏|分享到 i 贴吧|浏览(348)|评论(0)上一篇：平板电视维修技术 大屏幕液晶显.下一篇：平板电视维修技术 大屏幕液晶显.精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 查看文章 平板电视维修技术 大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（一）2010-03-28 23:47（目前

11、液晶电视的销量和社会保有量非常大，液晶电视的维修资料奇缺，而液晶电视的背光灯高压视的行扫描电路。目前对于该部分的原理电路分析维修的资料很少，该文对于背光灯管及驱动电路修打好基础）液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件，液晶屏自身不发光，它需要借助背光灯来实现屏像，所以一块液晶屏工作成像必须配上背光源才能成为一个完整的显示屏，要显示色彩丰富的优质光谱范围较好的冷阴极荧光灯（cold cathode fluorescent lamp；CCFL）作为背光光源。大屏幕的液晶电视要保证有足够的亮度、对比度和整个屏幕亮度的均匀性，均采用多灯管系统，3达到 130W,一台 47 寸的液晶电视背光灯的耗电

12、量达到近 200W（加上其它电路耗电，一台 32 寸屏的冷阴极荧光灯的构造和工作原理 冷阴极荧光灯 CCFL 是气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，不同的是采用镍钽和锆等发射电子使灯管内汞原子激发和电离，产生灯管电流并辐射出 253.7nm 紫外线，紫外线再激发管壁冷阴极荧光灯的特性 冷阴极荧光灯是一个高非线性负载，它的触发（启动）电压一般是三倍于工作（维持）电压，（电阻（数兆欧），一旦达到触发值，灯管内部产生电离放电产生电流，此时电流增加，灯管两端电压会因为电流过大烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 2 是冷阴极荧光灯的电压电流特性，垂

13、直轴表示流过灯管电流，水平轴表示灯管两端电压。在灯达到触发电压时（1200V1600V）灯管内部汞原子电离，产生电流，灯管点亮由于电流上升，灯管分之一处，灯管两端电压的小幅度变化会引起灯管电流较大幅度的变化（电流大幅度的变化，直接冷阴极荧光灯在良好的供电环境下，寿命可以达到 2500050000 小时（近似于 CRT 寿命），即灯灯管寿命大大缩短（有些屏的背光灯管和液晶屏是做成一个整体是不可换的，灯管损坏，屏体整体冷阴极荧光灯要求高效率、长寿命，那么对其灯管的供电、激励部分是要符合灯管的特性，供电源直径决定），由于每一只灯管的电压/电流特性并不是完全一样，灯管不能直接并联使用（串联应管均配单独

14、一只高压变压器，图 3 是三星 32 寸屏的背光灯高压驱动板，该屏有 16 只灯管，其驱动目前背光灯高压驱动板和液晶屏是配套出厂的，不同型号、尺寸的液晶屏其高压驱动板是不可互换精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 3 关于冷阴极荧光灯的亮度控制；液晶电视也应该和 CRT 电视一样能进行亮度亮度的增大可以通过增大灯管的电流来实现，但增大电流改变亮度的作用是有限的，且过大的电流难以维持导致熄灭，灯管弱电流放电对灯管的寿命也是不利的。所以目前冷阴极荧光灯的亮度控制均采用脉冲调光，具体方法是；用 30200Hz 的低频 PWM 脉冲波到控制亮度的目的，其控制原理是；断续的在极短间内停止对

15、冷阴极荧光灯供电，由于停止时间极PWM 的脉冲的占空比，就可以改变灯管在一个导通/关闭周期的时间比，从而达到控制灯管平均亮但是，由于此种控制方式是反复的启动、截止灯管，即在每一个启动、关闭周期都会造成灯管高启前均采用一种“柔性”启动技术，即对调光脉冲的包络的前沿和后沿，采用连续线性增幅和降幅的灯管上，就不会对灯管造成损伤，也不会影响灯管的寿命。为了防止断续时间过长灯管熄灭，PWM响。目前具有亮度控制笔记本电脑的液晶屏的亮度控制，均采用此方法。但是具有脉冲调光的背光对于多灯管屏的亮度控制，如果同时间断灯管的瞬间供电，PWM 的间断频率会和液晶屏的刷新频率精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员

16、删除 异，即对灯管来说，短暂停止供电在多根灯管中，不是同时断电、供电，必须是交替轮流断电、供组灯管供电，通道之间输出的 PWM 调制脉冲，依次移相 900，这样 4 组灯管则达到轮流断电、供电管）。图 5 图6 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 7 功率放大器和输出电路；功率放大器的作用是把调制器调制的高频断续脉冲波，经过放大到足够激压，输出电路还有一重要的作用，即是把功率放大输出的方波转化为冷阴极荧光灯管工作必须的正功率放大器在目前各厂家生产的背光灯高压驱动电路中均采用 MOSFET 组成的功率输出电路，电路1、全桥架构；全桥架构功率放大电路 图 8，放大元件由 4 只 M

17、OSFET（两只 N 沟道及两只 P 沟道）组成,应用的供2、半桥架构；半桥架构功率放大电路如图 9；和全桥架构相比，节省了两只功率放大管（一只 N 沟道和一只 P 沟压较高的设备上（大于 12V）。以上两种架构的功率输出电路的每一个桥臂的放大元件是 N 沟道和 P 沟道 MOSFET 组成的串连推挽3、推挽架构；这种架构的功率放大电路如图 10，只用两只廉价的低导通电阻的 N 沟道 MOSFET，使电路的效率更最大限度降低成本。该推挽架构对电源的稳定要求较高（如稳定的 12V 供电），对于如笔记本电脑4、Royer 架构（自激振荡）；自激振荡器方式 图 11，不需要激励控制电路，主要两只功率

18、管和变压器加反馈电路组成的最简单振荡频率和输出电压的稳定，而这两者都会直接影响灯的亮度、使用寿命。并且无法对液晶屏进行简单、廉价的。图 8 全桥架构 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 9 半桥架构 图 10 推挽架构 输出电路及正弦波的形成；背光板驱动电路中前级（振荡器和调制器阴极荧光灯的最佳供电电压波形是正弦波，为了保证背光灯管工作在最佳状态（对于发光亮度及寿正弦波的转换；整个背光灯驱动电路我们可以把它看成是一个它激振荡器。作为一个振荡器输出什么波型，完全取决于振荡器的输出电路特性，输出电路是非谐振电路，输出是谐振电路输出必然是正弦波。我们只要把背光灯高压驱动输出电路，做成

19、一个谐振电路就可以输给灯管。输出电路的处理方式是；在高压变压器的输出端（输入端也可以）和灯管连接处串连一只电容器于功率输出信号的频率作用于电感 L 和电容 C,来说，在此频率下，当电感 L 的感抗 XL 等于电容 C电流即是流过冷阴极荧光灯管的电流。其谐振时达到的最大值，也意味着功率输出的能量，最大限使是振荡频率略有偏差，也能保证能量的传输。前面介绍过，在灯管点亮后的负阻特性，必须有限流的作用，此电路中电容器 C 的容抗，正好起但是为了保证电容 C 和电感 L 的谐振频率就是振荡器的振荡频率，又要使电容 C 的容抗 XC 的大小在维修中，电容 C 是比较容易损坏的元件，如有损坏，一定要用和原来

20、一样的电容代换，否则其性精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 12 图 图 13 以上第一部分 主要介绍 冷阴极荧光灯的构造、特性。工作时对驱动电路的要求，特别是具有亮度下一部分；是冷阴极荧光灯高压驱动电路的电路原理，故障分析，以三星屏为例。内容；一、电路组成 二、工作原理 三、保护电路 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 四、检修方法及注意事项 五、BD9884FV 详细分析海信 TLM-3277 液晶电视 采用韩国三星屏，该屏内置冷阴极荧光灯管 16 只。冷阴极荧光灯驱动电该冷阴极荧光灯驱动电路由两块 BD9884 及 8 组全桥架构功率输出电路组成，功率输出采用

21、 8SPM3块，次级高压绕组 X X 接冷阴极荧光灯管 次级低压绕组 X X 为作为取样电压送往 BD9884 的电压BD9884 有两路激励输出 26 27 输出一路 23 24 一路，每一路激励输出向两个全桥功率电路提供只灯管，两只 BD9884 共驱动 16 只灯管。在两块集成电路的 4 路输出激励信号中，在进行亮度控制时，是采用 PWM 方式控制，4 路 PWM 脉冲文章 平板电视维修技术 大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（三）2010-03-29 10:11 TLM3277 液晶电视背光灯驱动稳定保护电路工作原理 背光灯驱动电路向背光灯管供电并点亮背光灯管，要求液晶

22、屏整个屏幕亮度均匀、稳定。在实际应用中，由于电源、灯管特性、温度等原因等的影响会造成精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 发光亮度不稳定，此时要求背光灯高压驱动电路要有自动稳压、稳流功能。又由于液晶屏是多灯管点亮，当某只背光灯管异常损坏或者性能不良，该灯管不亮或亮度极低，液晶屏即出现亮度不均匀甚至出现暗区，这是不能允许的，此时要求背光灯高压驱动电路能进行保护性关机。为了解决上述问题，在背光灯高压驱动电路上设置了；自动检测输出电压、自动检测灯管电流，并稳定电压、电流的自动检测控制电路。当某只背光灯管异常损坏或者性能不良出现暗区时，有故障的灯管会无电流或电流极小，此时背光灯高压驱动电路设

23、置检测控制电路，检测灯管异常电流，并控制整个背光灯高压驱动电路停止工作（黑屏），等待检修的。图 1 所示是该背光灯驱动电路的电压、电流稳定控制及自动检测保护电路的示意图。图中，高压变压器的 L3 是输出电压的取样绕组、电阻 R 是灯管电流取样电阻。L3 的取样电压经过电压反馈电路加到 BD9884FV 的电压反馈输入引脚 10，R 上的取样电压 Ui（经 D502、C1 整流滤波，反映灯管工作电流大小）经过电流反馈电路加到 BD9884FV 的电流反馈输入引脚 9，这两路反馈电压进入 BD9884FV后，和引脚 1 来的亮度工作 PWM 信号一起加到 PWM 亮度调制电路，完成亮度控制及亮度稳

24、定的作用。同时 R 上的取样电压进入比较控制电路 IC502 和基准电压进行比较，当灯管衰老、损坏时取样电压大幅变化，比较控制电路动作输出控制电压进入 BD9884FV的引脚 17，使振荡器停止工作整个电路停止工作。图 1 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 2 具体电原理图如图 2 所示，一 电压、电流反馈电路；（第一通道）工作原理；电压反馈电路；TI 的 L2、R553、R554、D510、BD9884FV 的 10 脚组成电压反馈电路。工作时由于某些原因造成输出电压幅度变化不稳定时，L2 输出的电压 Uv 即相应的变化不稳定，该电压经过 R553、R554 分压取样后经

25、D510 加到 BD9884FV 的10 脚电压反馈控制输入端。电流反馈电路；R1、D502、C1、R537、R538、BD9884FV 的 9 脚组成电流反馈电路。当灯管在点亮后由于温度的变化等原因引起电流变化造成亮度不稳定时，变化的电流在取样电阻上的压降 Ui 也随之变化，经 D502、C1 整流滤波后该电压经过 R537、R538 分压取样后经 D502 加到 BD9884FV 的 9 脚电流反馈输入端。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 电压和电流反馈电路的把反馈信号输入后进入 BD9884FV 内部的调制电路和和经由 1 脚送来的 PWM 亮度控制信号,在调制电路中共同作

26、用完成亮度控制和对灯管的电压、电流稳定性控制。二灯管电流异常保护控制电路；（第一通道）由取样电路、基准比较电路及控制输出两部分组成。工作原理；取样电路；由 Q105、R540、D530 组成，取样电压仍取自 Ui。灯管工作正常时，Ui 流入 Q105 的基极，Q105 的集电极电流 Ic 上升,并饱和导通，集电极电压 Uc 下降约为零，此时 D530 截止。当灯管损坏或衰老，Ui 很小甚至无电压，此时 Q105 的集电极电流 Ic 下降到很小甚至无电流，则集电极电压 Uc 上升，当上升电压大于 IC502 引脚 2 电压时 D530 导通，此电压经过 D530加于基准比较电路 IC502 的输

27、入引脚 2 上。基准比较电路；电路采用了一块比较器集成电路 IC502（10393），控制精度高，且控制门槛可调，等效电路图 3 所示。IC502 的引脚 3 是基准电压输入端，引脚 2 是电流取样电压输入端。引脚 1 是控制信号输出端，R571、R572 的分压比决定了基准电压的设置（门槛）大小。图 3 比较器的工作条件；当引脚 3 为高电平，引脚 2 为低电平时 输出引脚 1 为高电平。当引脚 3 为低电精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 平引脚 2 为高电平时 输出引脚 1 为低电平。在正常工作时；由于取样电路送来的是低电平（电压小于 1V）加于 IC502 的引脚 2，引脚

28、 3 的电压由 R571、R572（10K）分压设置为 3V，引脚 2 电压小于引脚 3 电压，此时引脚 1 为高电平输出。在背光灯管损坏时，取样电路送来的时高电平（约 6V），引脚 2 电压大于引脚 3 电压，此时引脚 1 为低电平输出。控制输出部分；IC501 BD9884FV 的引脚 17 为保护控制输入端，连接受控于 IC502 的控制输出引脚 1，BD9884FV 正常工作引脚 17 电压为 11.5V（由 R529、R530 设定），当背光灯管出现故障，IC502 引脚 1 为低电平，把 17 脚的电压下拉为小于 1V的低电平，经过 IC501 BD9884FV 内部的控制，停止振

29、荡及激励输出。由于大屏幕液晶屏是多灯管方式，所以在电路上每一个灯管均设一个取样电路，多个取样电路的输出端经过隔离二极管（D530、D830）接在一个基准比较电路的控制端（IC502 的引脚 2），多个灯管在工作时，只要有任一个灯管工作异常，其升高的 Uc 即会通过隔离二极管加于基准比较电路上，保护电路即会动作 如图四所示。图 4 以上介绍第一通道的原理，其它通道原理相同。文章 平板电视维修人员必备知识-MOS 管 2010-03-29 10:36 现在的高清、液晶、等离子电视机中开关电源部分除了采用了 PFC 技术外，在元器件上的开关管均精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 MOS

30、管取代过去的大功率晶体三极管，使整机的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。由于 MOS 管极管在结构、特性有着本质上的区别，在应用上；驱动电路也比晶体三极管复杂，致使维修人员对析倍感困难，此文即针对这一问题，把 MOS 管及其应用电路作简单介绍，以满足维修人员需求。一、什么是 MOS 管 MOS 管的英文全称叫 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，即金属氧效应管，属于场效应管中的绝缘栅型。因此，MOS 管有时被称为绝缘栅场效应管。在一般电子电路被用于放大电路或开关电路。1、MOS 管的构造；在一块掺杂浓度较低的 P

31、型半导体硅衬底上，用半导体光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的 N+引出两个电极，分别作为漏极 D 和源极 S。然后在漏极和源极之间的 P 型半导体表面复盖一层很薄（Si02）绝缘层膜，在再这个绝缘层膜上装上一个铝电极，作为栅极 G。这就构成了一个 N 沟道（MOS 管。显然它的栅极和其它电极间是绝缘的。图 1-1 所示 A、B 分别是它的结构图和代表符号。同样用上述相同的方法在一块掺杂浓度较低的 N 型半导体硅衬底上，用半导体光刻、扩散工艺制作的 P+区，及上述相同的栅极制作过程，就制成为一个 P 沟道（PNP 型）增强型 MOS 管。图 1-2 所示沟道 MOS 管道结构图和代表符号。图 1

32、-1-A 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 1-2-A 图 1-2-B 2、MOS 管的工作原理：图 1-3 是 N 沟道 MOS 管工作原理图；图 1-3-A 图 1-3-B 从图 1-3-A 可以看出，增强型 MOS 管的漏极 D 和源极 S 之间有两个背靠背的 PN 结。当栅-源电压上漏-源电压 VDS，总有一个 PN 结处于反偏状态，漏-源极间没有导电沟道（没有电流流过），所ID=0。此时若在栅-源极间加上正向电压，图 1-3-B 所示，即 VGS0，则栅极和硅衬底之间的 SiO2 绝缘栅极指向 P 型硅衬底的电场，由于氧化物层是绝缘的，栅极所加电压 VGS 无法形成

33、电流，氧化物层一个电容，VGS 等效是对这个电容充电，并形成一个电场，随着 VGS 逐渐升高，受栅极正电压的吸的另一边就聚集大量的电子并形成了一个从漏极到源极的 N 型导电沟道，当 VGS 大于管子的开启电为 2V）时，N 沟道管开始导通，形成漏极电流 ID，我们把开始形成沟道时的栅-源极电压称为开启VT 表示。控制栅极电压 VGS 的大小改变了电场的强弱，就可以达到控制漏极电流 ID 的大小的目的用电场来控制电流的一个重要特点，所以也称之为场效应管。3、MOS 管的特性；上述 MOS 管的工作原理中可以看出，MOS 管的栅极 G 和源极 S 之间是绝缘的，由于 Sio2 绝缘层的和源极 S

34、之间等效是一个电容存在，电压 VGS 产生电场从而导致源极-漏极电流的产生。此时的栅了漏极电流的大小，控制栅极电压 VGS 的大小就可以控制漏极电流 ID 的大小。这就可以得出如下精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 1）MOS 管是一个由改变电压来控制电流的器件，所以是电压器件。2）MOS 管道输入特性为容性特性，所以输入阻抗极高。4、MOS 管的电压极性和符号规则；图 1-4-A 是 N 沟道 MOS 管的符号，图中 D 是漏极，S 是源极，G 是栅极，中间的箭头表示衬底，如是 N 沟道的 MOS 管，箭头向外表示是 P 沟道的 MOS 管。在实际 MOS 管生产的过程中衬底在出

35、厂前就和源极连接，所以在符号的规则中；表示衬底的箭头也接，以区别漏极和源极。图 1-5-A 是 P 沟道 MOS 管的符号。MOS 管应用电压的极性和我们普通的晶体三极管相同，N 沟道的类似 NPN 晶体三极管，漏极 D 接正极，栅极 G 正电压时导电沟道建立，N 沟道 MOS 管开始工作,如图 1-4-B 所示。同样 P 道的类似 PN漏极 D 接负极，源极 S 接正极，栅极 G 负电压时，导电沟道建立，P 沟道 MOS 管开始工作,如图 1-图 1-4-A N 沟道 MOS 管符号 图 1-4-B N 沟道 MOS 管电压极性及衬底精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 1-5

36、-A P 沟道 MOS 管符号 图 1-5-B P 沟道 MOS 管电压极性及衬底连接 5、MOS 管和晶体三极管相比的重要特性；1）场效应管的源极 S、栅极 G、漏极 D 分别对应于三极管的发射极 e、基极 b、集电极 c，它们1-6-A 所示是 N 沟道 MOS 管和 NPN 型晶体三极管引脚，图 1-6-B 所示是 P 沟道 MOS 管和 PNP 型晶体图。图 1-6-A 图 1-6-B 2)场效应管是电压控制电流器件，由 VGS 控制 ID，普通的晶体三极管是电流控制电流器件，由管道放大系数是（跨导 gm）当栅极电压改变一伏时能引起漏极电流变化多少安培。晶体三极管是（贝塔）当基极电流改

37、变一毫安时能引起集电极电流变化多少。3)场效应管栅极和其它电极是绝缘的，不产生电流；而三极管工作时基极电流 IB 决定集电极电应管的输入电阻比三极管的输入电阻高的多。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 4)场效应管只有多数载流子参与导电；三极管有多数载流子和少数载流子两种载流子参与导电，度受温度、辐射等因素影响较大，所以场效应管比三极管的温度稳定性好。5)场效应管在源极未与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大，而三极管极互换使用时，其特性差异很大，b 值将减小很多。6)场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效7)场效应管和

38、普通晶体三极管均可组成各种放大电路和开关电路，但是场效应管制造工艺简单，晶体三极管不能比拟的优秀特性，在各种电路及应用中正逐步的取代普通晶体三极管，目前的大规成电路中，已经广泛的采用场效应管。6、在开关电源电路中；大功率 MOS 管和大功率晶体三极管相比 MOS 管的优点；1)、输入阻抗高，驱动功率小：由于栅源之间是二氧化硅（SiO2）绝缘层，栅源之间的直流电阻基绝缘电阻，一般达 100M 左右，交流输入阻抗基本上就是输入电容的容抗。由于输入阻抗高，对生压降，有电压就可以驱动，所以驱动功率极小（灵敏度高）。一般的晶体三极管必需有基极电压极电流 Ib，才能驱动集电极电流的产生。晶体三极管的驱动是

39、需要功率的（VbIb）。2）、开关速度快:MOSFET 的开关速度和输入的容性特性的有很大关系，由于输入容性特性的存在变慢，但是在作为开关运用时，可降低驱动电路内阻，加快开关速度（输入采用了后述的“灌流电了容性的充放电的时间）。MOSFET 只靠多子导电，不存在少子储存效应，因而关断过程非常迅速10100ns 之间，工作频率可达 100kHz 以上，普通的晶体三极管由于少数载流子的存储效应，使象，影响开关速度的提高（目前采用 MOS 管的开关电源其工作频率可以轻易的做到 100K/S150K大功率晶体三极管来说是难以想象的）。3）、无二次击穿；由于普通的功率晶体三极管具有当温度上升就会导致集电

40、极电流上升（正的温的现象，而集电极电流的上升又会导致温度进一步的上升，温度进一步的上升，更进一步的导致集这一恶性循环。而晶体三极管的耐压 VCEO 随管温度升高是逐步下降，这就形成了管温继续上升、终导致晶体三极管的击穿，这是一种导致电视机开关电源管和行输出管损坏率占 95%的破环性的热称为二次击穿现象。MOS 管具有和普通晶体三极管相反的温度电流特性，即当管温度（或环境温道电流 IDS 反而下降。例如；一只 IDS=10A 的 MOS FET 开关管，当 VGS 控制电压不变时，在 250C当芯片温度升高为 1000C 时，IDS 降低到 2A，这种因温度上升而导致沟道电流 IDS 下降的负温

41、度电会产生恶性循环而热击穿。也就是 MOS 管没有二次击穿现象，可见采用 MOS 管作为开关管，其开关度的降低，近两年电视机开关电源采用 MOS 管代替过去的普通晶体三极管后，开关管损坏率大大降的证明。4）、MOS 管导通后其导通特性呈纯阻性；普通晶体三极管在饱和导通是，几乎是直通，有一个极低的压降，称为饱和压降，既然有一个压降普通晶体三极管在饱和导通后等效是一个阻值极小的电阻，但是这个等效的电阻是一个非线性的电压和流过的电流不能符合欧姆定律），而 MOS 管作为开关管应用，在饱和导通后也存在一个阻值极这个电阻等效一个线性电阻，其电阻的阻值和两端的电压降和流过的电流符合欧姆定律的关系，电精品文

42、档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 电流小压降就小，导通后既然等效是一个线性元件，线性元件就可以并联应用，当这样两个电阻并一个自动电流平衡的作用，所以 MOS 管在一个管子功率不够的时候，可以多管并联应用，且不必另（非线性器件是不能直接并联应用的）。MOS 管和普通的晶体三极管相比，有以上四项优点，就足以使 MOS 管在开关运用状态下完全取代普管。目前的技术 MOS 管道 VDS 能做到 1000V，只能作为开关电源的开关管应用，随着制造工艺的不不断提高，取代显像管电视机的行输出管也是近期能实现的。二、灌流电路 1、MOS 管作为开关管应用的特殊驱动电路；灌流电路 MOS 管和普通晶体三

43、极管相比，有诸多的优点，但是在作为大功率开关管应用时，由于 MOS 管具有性，MOS 管的输入端，等于是一个小电容器，输入的开关激励信号，实际上是在对这个电容进行反的过程，在充放电的过程中，使 MOS 管道导通和关闭产生了滞后，使“开”与“关”的过程变慢，能允许的（功耗增加，烧坏开关管），如图所示，在图 2-1 中 A 方波为输入端的激励波形，电阻阻，电容 C 为 MOS 管输入端等效电容，激励波形 A 加到输入端是对等效电容 C 的充放电作用，使输 图 2-1 压波形变成 B 的畸变波形，导致开关管不能正常开关工作而损坏，解决的方法就是，只要 R 足够的值，激励信号能提供足够的电流，就能使等

44、效电容迅速的充电、放电，这样 MOS 开关管就能迅速的“关”，保证了正常工作。由于激励信号是有内阻的，信号的激励电流也是有限度，我们在作为开输入部分，增加一个减少内阻、增加激励电流的“灌流电路”来解决此问题，如图 2-2 所示。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 2-2 在图 2-2 中；在作为开关应用的 MOS 管 Q3 的栅极 S 和激励信号之间增加 Q1、Q2 两只开关管，此两晶体三极管，两只管接成串联连接，Q1 为 NPN 型 Q2 为 PNP 型，基极连接在一起（实际上是一个 P射极跟随器），两只管等效是两只在方波激励信号控制下轮流导通的开关，如图 2-2-A、图 2

45、-2-B当激励方波信号的正半周来到时；晶体三极管 Q1（NPN）导通、Q2（PNP）截止，VCC 经过 Q1 导通的栅极充电，由于 Q1 是饱和导通，VCC 等效是直接加到 MOS 管 Q3 的栅极，瞬间充电电流极大，充证了 MOS 开关管 Q3 的迅速的“开”，如图 2-2-A 所示（图 2-2-A 和图 2-2-B 中的电容 C 为 MOS 管容）。当激励方波信号的负半周来到时；晶体三极管 Q1（NPN）截止、Q2（PNP）导通，MOS 开关管 Q3 的荷，经过 Q2 迅速放电，由于 Q2 是饱和导通，放电时间极短，保证了 MOS 开关管 Q3 的迅速的“关所示。精品文档 收集于网络，如有

46、侵权请联系管理员删除 图 2-2-A 由于 MOS 管在制造工艺上栅极 S 的引线的电流容量有一定的限度，所以在 Q1 在饱和导通时 VCC 对瞬时充电电流巨大，极易损坏 MOS 管的输入端，为了保护 MOS 管的安全，在具体的电路中必须采取电的电流值，在栅极充电的电路中串接一个适当的充电限流电阻 R，如图 2-3-A 所示。充电限流电取；要根据 MOS 管的输入电容的大小，激励脉冲的频率及灌流电路的 VCC（VCC 一般为 12V）的大十姆欧到一百欧姆之间。图 2-3-A 图 2-由于充电限流电阻的增加，使在激励方波负半周时 Q2 导通时放电的速度受到限制（充电时是 VCC时是栅极所充的电压

47、 VGS 产生电流，VGS 远远小于 VCC,R 的存在大大的降低了放电的速率）使 MOS坏，为了使 R 阻值在放电时不影响迅速放电的速率，在充电限流电阻 R 上并联一个形成放电通路的3-B 所示。此二极管在放电时导通，在充电时反偏截止。这样增加了充电限流电阻和放电二极管后管的安全，又保证了 MOS 管，“开”与“关”的迅速动作。2、另一种灌流电路 灌流电路的另外一种形式，对于某些功率较小的开关电源上采用的 MOS 管往往采用了图 2-4-A 的电精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 2-4-A 2-4-B 图中 D 为充电二极管，Q 为放电三极管（PNP）。工作过程是这样，当激

48、励方波正半周时，D 导通端等效电容充电(此时 Q 截止)，在当激励方波负半周时，D 截止，Q 导通，MOS 管栅极 S 所充电荷MOS 管完成“开”与“关”的动作，如图 2-4-B 所示。此电路由激励信号直接“灌流”，激励信号低。该电路一般应用在功率较小的开关电源上。3、MOS 管开关应用必须设置泄放电阻；MOS 管在开关状态工作时；Q1、Q2 是轮流导通，MOS 管栅极是在反复充电、放电的状态，如果在此MOS 管的栅极就有两种状态；一个状态是；放电状态，栅极等效电容没有电荷存储，一个状态是；等效电容正好处于电荷充满状态，图 2-5-A 所示。虽然电源切断，此时 Q1、Q2 也都处于断开状态的

49、回路，MOS 管栅极的电场仍然存在（能保持很长时间），建立导电沟道的条件并没有消失。这样间，由于激励信号还没有建立，而开机瞬间 MOS 管的漏极电源(VDS)随机提供,在导电沟道的作用下生不受控的巨大漏极电流 ID，引起 MOS 管烧坏。为了避免此现象产生，在 MOS 管的栅极对源极并R1，如图 2-5-B 所示，关机后栅极存储的电荷通过 R1 迅速释放，此电阻的阻值不可太大，以保证放，一般在 5K数 10K 左右。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 2-5-A 2-5-B 灌流电路主要是针对 MOS 管在作为开关管运用时其容性的输入特性，引起“开”、“关”动作滞后当 MOS

50、管作为其他用途；例如线性放大等应用，就没有必要设置灌流电路。三、大功率 MOS 管开关电路。实例应用电路分析 初步的了解了以上的关于 MOS 管的一些知识后，一般的就可以简单的分析，采用 MOS 管开关电源的1、三星等离子 V2 屏开关电源 PFC 部分激励电路分析；图 3-1 所示是三星 V2 屏开关电源，PFC 电源部分电原理图，图 3-2 所示是其等效电路框图。图 3-1 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图 3-2 图 3-1 所示；是三星 V2 屏等离子开关电源的 PFC 激励部分。从图中可以看出；这是一个并联开关电感，D10 是这个开关电源的整流二极管，Q1、Q2 是