与BJT放大电路相比MOSFET偏置电路有什么特点？

MOSFET是电压型控制器件，它的栅极电压决定着它的电流，不同的mosfet特性也不同，增强型、耗尽型的控制电压不同。\x0d\这样一来，mos的偏置需要一个准确的栅极电压，而偏置电流却很低，偏置电阻可以取到很大，这样MOS的输入阻抗也会很高。\x0d\D、S极与三极管略同。\x0d\相比于IGBT和BJT耐冲击性好,故障率低由于电导率负温度系数,MOSFET可扩展性很好大功率应用时,如成本不敏感,如军用、工业、高端消费产品,MOSFET是最优选择低压大电流领域是MOSFET的强项\x0d\IGBT是和功率MOSFET同步发展起来的一类开关器件,IGBT的优点在于做大功率时成本低,堪称“穷人的法拉利”,耐压比MOSFET容易做高相比于BJT,更少被二次击穿而失效常用于高压（600V)应用领域以及低端大功率（2000W)设备,如电磁炉、逆变器等\x0d\BJT是最老的开关器件,目前由于国内仍有一批尚未淘汰的BJT生产线没有停产,仍然活跃于低端市场低压BJT开关频率可以较高,但由于饱和CE压降高达04V以上而远逊于MOSFET,只被用在最低端领域高压BJT驱动麻烦,需使用低压大电流的电流源驱动,一般使用变压器驱动在驱动不当或电压应力过大时容易发生二次击穿而失效适合中功率(50~1000W),对成本极度敏感的市场\x0d\BJT有两种驱动方式,一种是基极开关,一种是射极开关射极开关的效率和开关速度都优于基极开关,是BJT应用的潮流\x0d\答：MOSFET是稳定性最好的器件,不容易损坏MOSFET常见的失效模式有：\x0d\栅极击穿即栅极和源极之间的绝缘层破坏此时的MOSFET（此处均指增强型MOSFET）无法开启\x0d\封装破裂这是由瞬间高热引起的在瞬间产热过大,散热不良的情形下,树脂封装材料部分分解气化并膨胀,把封装撑裂\x0d\漏源极之间击穿这是MOSFET最严重的一种失效模式,通常不易发生发生后会导致短路而非断路会导致强电源灌进弱电部分,如输入电压直接进入控制芯片而烧毁很多控制电路通常是持续温度太高引起的（管芯温度大面积超过200度持续工作时才可能发生)IGBT稳定性比MOSFET稍差,但仍强过BJT除了MOSFET的失效模式外,还有二次击穿的失效模式\x0d\当IGBT持续超过安全工作区工作时,会出现还未大面积发热就出现CE极击穿的现象,这种击穿称为二次击穿IGBT出现二次击穿的可能性比BJT小很多,但仍有可能出现\x0d\BJT常见的失效模式有：\x0d\二次击穿：最常见的失效模式,表现为芯片并未大面积发热,但CE之间持续低阻此时BJT已经损坏如果是用在电源上没有保护,则会进一步发展为整管熔毁CB间绝缘破坏：比较少见,通常发生在整管熔毁时,或CB间承受的电压高于VCBO时击穿\x0d\热击穿：在高温下管子热失效通常不易发生,因二次击穿发生更加容易,先发生二次击穿\x0d\MOSFET开关极快,而且是多子导电器件,没有拖尾电流,损耗主要是开通时的输出电容放电损耗计算公式为:\x0d\Ploss=f05CossV^2,\x0d\V是MOSFET开通前一瞬间承受的电压\x0d\IGBT开关速度较快,没有存储时间,但存在拖尾电流拖尾电流,就是在VCE已经升高的情况下,CE之间仍然有一股小电流流通一段时间,拖尾电流导致的电流--电压交叉损耗构成了IGBT的主要损耗\x0d\BJT开关速度慢,而且是少子器件,存在存储时间存储时间就是基极电流已经切断甚至反向,而集极和射极仍然保持完全导通的时间在存储时间后进入下降时间下降时间是电压、电流交叉的时间,交叉损耗发生在下降时间低压BJT由于β值高,下降时间比较短,存储时间也可以通过肖特基箝位电路大幅减小,因此主要损耗在于导通损耗,开关损耗不太大高压BJT的存储时间不容易通过箝位控制,下降时间也较长,主要损耗包括电流--电压交叉损耗\x0d\但必须注意,采用射极开关的BJT没有存储时间,下降时间也很短,开关损耗可以达到MOSFET的水准\x0d\答：从损耗分析上来看,\x0d\MOSFET的主要损耗是输出电容放电损耗,因此需要实现零电压开通,即开通前一瞬间DS电压为0\x0d\电路形式有LLC半桥以及准方波谐振的变换器,如移相全桥ZVS,准谐振反激\x0d\IGBT的主要损耗来自拖尾电流,因此需要实现零电流关断,消除拖尾电流,即关断前一瞬间CE电流为0\x0d\电路形式有ZCS半桥、ZCS全桥\x0d\BJT的主要损耗和IGBT相仿,主要在关断时有电流--电压交叉损耗,因此也应实行零电流关断

提高功率密度已经成为电源变换器的发展趋势。为达到这个目标，需要提高开关频率，从而降低功率损耗、系 统整体尺寸以及重量。对于当今的开关电源(SMPS)而言，具有高可靠性也是非常重要的。零电压开关(ZVS) 或零电流开关(ZCS) 拓扑允许采用高频开关技术，可以 大限度地降低开关损耗。ZVS拓扑允许工作在高频开 关下，能够改善效率，能够降低应用的尺寸，还能够降 低功率开关的应力，因此可以改善系统的可靠性。LLC 谐振半桥变换器因其自身具有的多种优势逐渐成为一种 主流拓扑。这种拓扑得到了广泛的应用，包括高端服务 器、平板显示器电源的应用。但是，包含有LLC谐振半 桥的ZVS桥式拓扑，需要一个带有反向快速恢复体二极 管的MOSFET，才能获得更高的可靠性。
在功率变换市场中，尤其对于通信/服务器电源应用，不 断提高功率密度和追求更高效率已经成为具挑战性的 议题。对于功率密度的提高，普遍方法就是提高开关 频率，以便降低无源器件的尺寸。零电压开关(ZVS)拓 扑因具有极低的开关损耗、较低的器件应力而允许采用 高开关频率以及较小的外形，从而越来越受到青睐 。这些谐振变换器以正弦方式对能量进行处理，开 关器件可实现软开闭，因此可以大大地降低开关损耗和 噪声。在这些拓扑中，相移ZVS全桥拓扑在中、高功率 应用中得到了广泛采用，因为借助功率MOSFET的等效 输出电容和变压器的漏感可以使所有的开关工作在ZVS 状态下，无需额外附加辅助开关。然而，ZVS范围非常 窄，续流电流消耗很高的循环能量。近来，出现了关于 相移全桥拓扑中功率MOSFET失效问题的讨论。这种 失效的主要原因是：在低反向电压下，MSOFET体二极 管的反向恢复较慢。另一失效原因是：空载或轻载情况 下，出现Cdv/dt直通。在LLC谐振变换器中的一个潜在 失效模式与由于体二极管反向恢复特性较差引起的直通 电流相关。即使功率MOSFET的电压和电流处于安全工作区域，反向恢复dv/dt和击穿dv/dt也会在如启动、 过载和输出短路的情况下发生。

谐振频率设置在40K到100K比较合适。主要考虑到开关管和整流管的开关损耗，100K以上开关损耗会巨增。频率太小，会增加变压器和后面滤波电感的体积，以及滤波电容数量。另外变压器也有一个最佳工作频率问题。LLC电源的工作开关频率就是谐振频率。有的电路是两倍的关系。

要了解LLC，就要先了解软开关。对于普通的拓扑而言，在开关管开关时，MOSFET的D-S间的电压与电流产生交叠，因此产生开关损耗。如图所示。
为了减小开关时的交叠，人们提出了零电流开关（ZCS)和零电压开关(ZVS)两种软开关的方法。对于ZCS：使开关管的电流在开通时保持在零，在关断前使电流降到零。对于ZVS:使开关管的电压在开通前降到零，在关断时保持为零。最早的软开关技术是采用有损缓冲电路来实现。从能量的角度来看，它是将开关损耗转移到缓冲电路中消耗掉，从而改善开关管的工作条件。这种方法对变换器的效率没有提高，甚至会使效率降低。目前所研究的软开关技术不再采用有损缓冲电路，这种技术真正减小了开关损耗，而不是损耗的转移，这就是谐振技术。而谐振变换器又分为全谐振变换器，准谐振变换器，零开关PWM变换器和零转换PWM变换器。全谐振变换器的谐振元件一直谐振工作，而准谐振变换器的谐振元件只参与能量变换的某一个阶段，不是全程参与。零开关PWM变换器是在准谐振的基础上加入一个辅助开关管，来控制谐振元件的谐振过程。零转换PWM变换器的辅助谐振电路只是在开关管开关时工作一段时间，其它时间则停止工作。
全谐振变换器主要由开关网络和谐振槽路组成，它使得流过开关管的电流变为正弦而不是方波，然后设法使开关管在某一时刻导通，实现零电压或零电流开关。

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