dell d600系列上电原理(很详细)

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1、第四章Notebook电源一基本知识笔记本的高度集成化对电源输出电压和功率的稳定性要求越来越高.PWM(pulsewidemodel)电源无疑是各个厂商的首选.以下将从基本功率MOSFET的工作原理,NOTEBOOK的上电时序及结合分析实际的电源电路的原理等方面入手阐述Notebook的上电过程．一基本知识MOSFET所谓MOSFET指的是金属－氧化－半导体（(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor）组成．其结构就如同字面上的意义是由金属，氧化层及半

2、导体构成．包括NMOS和PMOS．若將这二种MOS合在一起使用则称为互补式金属半导体，即MOSFETCMOS（ComplementaryMOS）。CMOS的优点为操作比较省电，因此一般电路布局设计就是以CMOS为基本单元來设计。一基本知识PMOS简介PMOS，指的是利用空穴來传导电性信号的金氧半导体。PMOS的电路符号如下图，而其结构则如右图所示，是由正型掺杂形成的漏极(drain)及源极(source)，与闸极(gate)及闸极下面的氧化层所构成。一基本知识PMOS的工作原理当在闸极(gate)施以负偏

3、压时，就会在氧化层下方薄区内感应出许多电洞，当在源极(source)施加一个偏压之后，聚集的电洞就可经由源极(source)与漏极(drain)之间的通道导通。一基本知识NMOS的简介NMOS，指的是利用电子来传导电性信号的金氧半晶体管。NMOS的电路符号如下图，而其结构图如左图所示，是由负型掺杂形成的漏极与源极，与在氧化层上的闸极所构成。一基本知识NMOS的工作原理当在闸极施以正偏压时，就会在氧化层下方薄区内感应出许多电子。当在漏极施加一个偏压之后，聚集的电子就可经由源极与漏极之间的电子信道导通。以下将

4、详细介绍NMOS的工作特性．N沟道增强型MOSFET的结构取一块P型半导体作为衬底，用B表示。用氧化工艺生成一层SiO2薄膜绝缘层。然后用光刻工艺腐蚀出两个孔。扩散两个高掺杂的N型区。从而形成两个PN结。（绿色部分）从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。N沟道增强型MOSFET的符号如左图所示。左面的一个衬底在内部与源极相连，右面的一个没有连接，使用时需要在外部连接。N沟道增强型MOSFET的工作原理对N沟道增强型MOS场效应三极管的工作原理，分两

5、个方面进行讨论，一是栅源电压UGS对沟道会产生影响，二是漏源电压UDS也会对沟道产生影响，从而对输出电流，即漏极电流ID产生影响。1．栅源电压UGS的控制作用先令漏源电压UDS=0，加入栅源电压UGS以后并不断增加。UGS带给栅极正电荷，会将正对SiO2层的表面下的衬底中的空穴推走，从而形成一层负离子层，即耗尽层，用绿色的区域表示。同时会在栅极下的表层感生一定的电子电荷，若电子数量较多，从而在漏源之间可形成导电沟道。沟道中的电子和P型衬底的多子导电性质相反，称为反型层。此时若加上UDS，就会有漏极电流ID

6、产生。反型层显然改变UGS就会改变沟道，从而影响ID，这说明UGS对ID的控制作用。当UGS较小时，不能形成有效的沟道，尽管加有UDS，也不能形成ID。当增加UGS，使ID刚刚出现时，对应的UGS称为开启电压，用UGS(th)或UT表示。2．漏源电压UDS的控制作用设UGS＞UGS(th)，增加UDS，此时沟道的变化如下。显然漏源电压会对沟道产生影响，因为源极和衬底相连接，所以加入UDS后，UDS将沿漏到源逐渐降落在沟道内，漏极和衬底之间反偏最大，PN结的宽度最大。所以加入UDS后，在漏源之间会形成一个倾

7、斜的PN结区，从而影响沟道的导电性。当UDS进一步增加时，ID会不断增加,同时，漏端的耗尽层上移，会在漏端出现夹断，这种状态称为预夹断。预夹断当UDS进一步增加时，漏端的耗尽层向源极伸展，此时ID基本不再增加，增加的UDS基本上降落在夹断区。N沟道增强型MOSFET的特性曲线N沟道增强型MOSFET的转移特性曲线有两条，转移特性曲线和漏极输出特性曲线。1．转移特性曲线N沟道增强型MOSFET的转移特性曲线如左图所示，它是说明栅源电压UGS对漏极电流ID的控制关系，可用这个关系式来表达，这条特性曲线称为转移

8、特性曲线。转移特性曲线的斜率gm反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm称为跨导。这是场效应三极管的一个重要参数。单位mS（mA/V）2．漏极输出特性曲线当UGS＞UGS(th)，且固定为某一值时，反映UDS对ID的影响，即ID=f(UDS)UGS=const这一关系曲线称为漏极输出特性曲线。场效应三极管作为放大元件使用时，是工作在漏极输出特性曲线水平段的恒流区，从曲线上可以看出UDS对ID的影响很小。但是改变UGS可以明显