贴片电阻的数据手册介绍，干货满满！（六）

我们看上期最后的图。上图列举的是风华贴片电阻的电阻温度系数表。上面意思呢？举个例子，比如0805 1K ±1%的贴片电阻，它的阻值范围是990Ω~1010Ω，也就是说生产出来的电阻阻值在±10Ω范围内分布，当然也是在25℃环境温度下进行测量的。那么它所对应的电阻温度系数是±100ppm/℃。那么，如果环境温度是75℃，温漂对阻值的影响有多少呢？是不是75℃-25℃=50℃啊，所以，温漂值是±100ppm*50 = ±5000ppm ，这个是百万分的单位是吧，换算一下就是：±5000ppm*1000 = ±5Ω。那么，有的厂家数据手册会提供一个计算公式：

我们也可以根据上面这个公式再来计算一遍

通过以上计算我们知道，当环境温度在75℃的时候，温漂误差在±5Ω，而电阻的±1%精度误差是±10Ω，这个时候温漂和精度它们的误差差不多一个量级了是吧。

4.3频率特性

我们在画原理图的时候，电阻有一个原理图符号是吧，如下图所示：

这里告诉大家的是，电阻在低频信号下，它是电阻，但在高频下，就不能这么看了。这是由于工艺的原因，它会有一些寄生参数，比如电阻两端串联的有寄生电感，内部也有寄生电容，焊盘与焊盘之间也会存在寄生电容，下图就是电阻在高频下的等效模型：

通过电阻在高频下的等效模型可以知道，电阻已经不是电阻本身了，而是有一系列的电感电容串并联是吧。那么，上面说到的只是电阻在高频情况下的特性，对于低频而言依然是纯电阻特性的。电阻最容易忽略的就是封装尺寸对内部寄生参数的影响了，封装不同，寄生参数也会不一样。一般几百Hz以下，问题不大，KHz以上影响就会明显，频率越高，影响越大。

那么，贴片电阻的高频特性对我们的使用会有什么影响呢？比如在电机控制里面，会经常看到贴片电阻用做电流采样，就需要考虑高频特性了。一般用检流电阻采样时，是根据安培定律，电阻两端的压降除以阻值等于电流 I= U/R。这样方式最大的好处是计算出来的电流比较精确。但是，前提是电阻的阻值不能过大，如果过大的话，会影响原有回路的阻抗。而采样电阻小的话，则不会影响原有的回路电流。

我们知道，用电阻的压降除以电阻的阻值，等于电阻上流过的电流。因为电阻是串联在回路中的，因此电阻上流过的电流就是系统的电流。这种方式的前提是电阻是一个纯阻值（没有感抗和容抗）。这样压降除以电阻的阻值才是真实的系统电流。因此，用电阻做采样电流的话，需要对电阻的寄生参数有要求，尽可能的希望电阻是纯阻性的。尤其在高频的场合。

MOSFET讲解（2）

MOSFET讲解

我们现在知道了，只要让MOSFET有一个导通的阈值电压，那么这个MOSFET就导通了。那么在我们当前的这个电路中，假设GS电容上有一个阈值电压，足可以让MOSFET导通，而且电容没有放电回路，不消耗电流。那么DS导通，理论上等效电阻无穷小，我们把这个等效电阻称之为Rdson。当MOSFET电流达到最大时，则Rdson必然是最小的。对于MOSFET来说，Rdson越小，价格也就越贵。我们说MOSFET从不导通变为导通，等效内阻Rdson从无穷大变成无穷小，当然这个无穷小也有一个值的。MOSFET导通了，但是它没有回路。

以上这些就是MOSFET和三极管的区别。当我们在测量MOSFET时，要想测量Rdson，先用镊子夹在GS两端短路掉，把GS电压先放掉，放掉之后再测量DS两端的阻抗，否则测出来的值就不准。

接下来我们再来看MOS管的损耗问题。

我们说，尽管导通后Rdson很小，但是一旦我走大电流，比如100A，最终还是有损耗的。我们把这个损耗叫做MOSFET的导通损耗，这个导通损耗，是由MOSFET的Rdson决定的，当MOSFET选型确定了之后，它的Rdson不再变了。

另外，DS上流过的Id电流是由负载决定的。既然是由负载决定的，我们就不能改变电流，所以，我们说MOSFET的导通损耗是由Rdson决定的。

我们看到，MOSFET的DS之间有一个二极管，我们把这个二极管称为MOSFET的体二极管。假设正向：由D指向S，那么，体二极管的方向是跟正向相反的，而且，这个体二极管正向不导通，反向会导通。所以，这个体二极管和普通二极管一样，也有钳位电压，实际钳位电压跟体二极管上流过的电流是有关系的，体二极管上流过的电流越大，则钳位电压越高，这是因为体二极管本身有内阻。

体二极管的功耗问题。假设体二极管的压降是0.7V，那么它的功耗P=0.7V*I，所以，它的功耗也是由负载决定的。所以，功耗也蛮大的。我们把体二极管的功耗称之为续流损耗。

那么，体二极管的参数我们怎么去设置呢？为了安全起见，体二极管的电流，一般跟Id电流是接近或者相等的。另外，我们还要注意的是，这个体二极管并不是人为的刻意做上去的，而是客观存在的。

对于MOSFET来说，我们来讨论GS电容问题。

我们要知道，MOSFET其实并不是一个MOSFET，它实际上是由若干个小的MOSFET合成的。既然是合成的，我们就讨论下低压MOSFET和高压MOSFET的差异。

假设功率相等：3 KW

低压：24V             电流：125A

高压：310V    电流：9.7A

大家看到没有，低压电流大，高压电流小。从内阻法来分析：如果电流大，是不是等效为内阻小啊；如果电流小，是不是内阻大啊。所以，低压器件要求内阻小，高压内阻大了。

从电压角度比较分析：

从耐压来看，则多个串联；从电流来看，则多个并联。所以：

低压：24V 电流：125A   内阻小   多个管子并联   耐压很难做高

高压：310V  电流：9.7A   耐压高       多个管子串联   内阻必然大

所以根据上面分析，得出一个结论：

高压MOSFET，Rdson大；低压MOSFET，Rdson小。

MOSFET的GS电容：

低压：24V 电流：125A 

内阻小  多个管子并联  耐压很难做高  gs电容大

高压：310V  电流：9.7A  

耐压高  多个管子串联  内阻必然大    gs电容小

由于一个MOSFET里面集成了大量的小的mosfet，实际上在制造工艺的工程中，是用金子来做的。如果里面有一些管子坏了，是测量不出来的，这就是大品牌和小品牌的差异。

那么，我们来看一下啊，MOSFET的GS电容对管子开通特性的影响。我们说，高压的管子，它的GS电容小。要想把管子开通，无非是对这个电容充电，让它什么时候充到阈值电压，对不对？那么我们来看，当电流相等的情况下，对GS电容进行充电。

既然是对GS电容充电，那就看这个电容的大小啊，是吧。比方说，一个截面积小的水缸，和一个截面积很大的水缸，用相等的电流或者电荷数对它进行充电，大水缸充起来，电位升高的慢；小水缸充起来，电位升高的快。

我们说，高压MOS管相等的电流进行充电，那么很明显，结电容大的，则充的慢，也就是说开通的慢；GS电容小，则开通快。高压MOSFET开通快，低压MOSFET开通慢。

补充问题：

高压MOSFET，Rdson大，一般几十mΩ，比如50mΩ，可以通到十几A就不错了。但是功率并不小，因为电压高啊。

低压MOSFET，Rdson小，一般几mΩ，比如3mΩ，可以做到几十，甚至100A。

下篇文章我们来讲一下MOSFET的开通和关断

MOSFET讲解（4）

MOSFET讲解

我们上一章讲到了米勒电容，它在MOSFET开通过程中，扮演着十分重要的角色。为什么呢？待会儿再来看。

我们先来研究一下MOSFET如何进行导通的。首先，它和三极管一样，也有一个导通阈值。在模电里面，阈值的概念是必须要理解的。也就是说，任何器件的导通和关断都要有一定的电压，对应的就是开通电压 和 关断电压，我们把这个电压叫做阈值。同样的，MOSFET也有阈值电压。

MOSFET导通电压：4.5V 2V 1V。

这个电压的高低在我们电路中，有多大的作用呢？我们知道了，MOSFET栅源之间是有压差Vgs（导通阈值电压），那么，由于布局等因素，GND上会有干扰存在，地上就会毛刺，所以，控制的信号线上也会有干扰毛刺吧，这些毛刺是叠加在有效的控制波形上的，比如说叠加在方波上。

如上图所示，比如说地上有了毛刺了，本来是不导通的，由于毛刺的存在，就会让MOSFET误导通。

同样的，在高电平时也可能会产生毛刺是吧。那么高的毛刺没有关系，低的毛刺有可能造成误关断。上面讲的误关断，误开通，我们叫做误触发。

所以，从抗干扰角度来看：阈值电压越高越好。当然，高阈值和低阈值都有它们各自的优缺点。等我们把MOSFET导通原理讲清楚了之后，再来分析阈值高低阈值导通电压的各自优势劣势，这涉及到器件选型。

我们接下来来研究MOSFET的导通，就用比较经典的4.5V导通阈值电压来进行讲解。

我们看上面这幅图。我们知道，对于N型的晶体管或者三极管来说，要想饱和导通，它的E极需要接地。但是对于MOSFET来说，要想导通，不一定非要接地，而是谈它的GS之间的压差，也就是GS压差要大于4.5V（这是假设导通阈值是4.5V），换句话说，GS电容上两端的电压>4.5V，MOSFET就是导通的。这个和三极管还是有区别的。

所以，MOSFET的S源极也可以接地，也可以不接地，只要压差大于4.5V，它就导通。不过，为了后面的讨论方便，我们还是把S极接地，讨论起来就相对方便。

假设栅极加一个控制信号时：

高电平肯定需要大于4.5V，这里我们取12V。高电平，我们叫做ON，代表管子开通；低电平就是OFF了，为0V。

我们先看ON期间，管子是导通的是吧，来看一下它的回路是什么样子的。

分别有两个回路，如上图所示。当有了回路之后，还要分2种情况进行讨论。

我们看GS之间的电阻和电容，它们的阻抗是一样的吗？需要讨论在充电瞬间，电阻R2和电容C3的内阻关系。

很明显，刚开始电压刚刚上电时，电容等效成短路，基本上电流都是从电容上走的。随着给电容进行充电，这个时候电容上的电压越来越高，电容的等效阻抗也会越来越高，那么，电阻也会流过电流。

GS电容充电过程分三个阶段：

1. GS电容的内阻为0，几乎所有的电流，从电容上走；

2. GS电容没有充满的情况下，电流分别从电阻及电容流过，但主要的电流依旧   从电容走；

3. 电容充满了，电流不从电容走，只有很小的电流从电阻走。

这个阶段我们讨论的是：GS电容和下拉电阻的回路分流问题。

上图就是GS电容的充电电压波形示意。

MOSFET讲解（14）

MOSFET讲解

无论上面并联MOS管也好，还是用二极管也好，实际上都会增加成本，主要因素还是因为续流。续流的时候为什么不能把下管导通呢？如果续流的时候把下管导通，不就可以从管子走了吗，也就是说从Rdson走了，而不是从体二极管走。我们续流的时候下管开通的方式，叫做互补输出的方式。

接下来研究互补输出方式。

从导通时序上来看：

这样所有的管子都有开关损耗，在大电流的场合，开关损耗占的比重就不大了，关键能把续流损耗减掉。

还是用上面这幅图来分析，先不看中间的一路桥臂M3 M6。

PWM on期间：

电源正出发 ---> M1  ---> U ---> W ---> M2 ---> 电源地

死区时间：

W出发---> M5体二极管---> 电源正---> 电源地---> M4体二极管---> U

电感作为电流源，Vbus电源作为负载，实现的是对电源充电，能量的回收。那么，看看电感两端的钳位电压：U相是-0.7V，W相是310V，电感的两端被Vbus电源所钳位，钳位电压很高，我们把这种钳位电压高的方式叫做快续流。也就说说，电流下降到0的时间更快，有可能一段时间内是没有电流的。

慢续流有可能整个周期内电流是更加连续的；

快续流有可能整个周期内电流是更加断续的。

快续流的方式，电机的平均功率要小。

用MT3540芯片设计BOOST电路（1）

用MT3540芯片设计BOOST电路

MT3540是一款Boost芯片，它的输入电压范围：2.5~5.5V，输出电压范围：最高28V（在Vin=5V，Io=100mA条件下）。最大负载电流：1.5A（在Vin=4.2V，D=50%条件下）。固定工作频率：1.2MHz。参考电压：1.20V/1.23V/1.25V（在选型使用时需要注意，查阅对应的数据手册）。

芯片总共5个引脚。按照数据手册所推荐的工作原理图来选择电容、电感、电阻、二极管，就可以了。

另外，厂家也给了布局建议。到目前为止，似乎不用知道太多，好像也能让电路正常工作，完成设计。对于一位刚毕业的大学生，只要会使用软件，也能完成这个设计。现实是，确实也有一部分工程师也是这么来做的。因为在公司里面，项目进度很紧张，或者杂事很多，被各种耽误。即使自己想深入研究，也力不从心或者无从下手，甚至用心去学习了，也不系统。很可能，随着年龄的增长，自己感到很焦虑。

那么，我们能否更深入一步呢？接下来我们就从Boost电路的拓扑结构开始讲起。

上面这幅图就是Boost电路的拓扑结构，SW开关在实际电路中用的是MOS管，这里是为了方便说明。L1是电感，D1是二极管，C1是电容，RL是假负载。我们现在就开始观察SW的两种状态：闭合和断开。

当开关闭合时：

当开关闭合时，后面的电路被开关短路了，可以忽略掉。此时就相当于一个电源和电感构成一个完整回路，Vin给电感充能（电感和电容一样，都是充放电。给电容充电就是以电场的形式存储能量；给电感充电就是以磁场的形式存储能量。放电也是同样的原理）。回路如下：

当开关闭合后，粉框内的电路被开关短路了，此时可以不看，只分析左边的回路。Vin给电感充能，根据电感的特性，会产生左正右负的自感电动势（电磁感应定律）。另外，电感还有一个特性：阻碍电流的变化。所以，电感上的电流会呈现一个斜向上的变化趋势：

（上面这个公式是根据电磁感应定律得到的，它是根据这个公式变换得来的：）

根据上图我们知道，在开关闭合期间，电感两端的电压是一个常数Vin，而电感确定后，它的感量L也是一个常数，所以，电感电流的变化率 di/dt也是一个常数，如果我们把它用一个波形表示，就是这样子的：

对于电感来说，它的电流有多大，磁场就有多强，储存的能量也就和流过它的电流成平方关系：（这个能量公式是这样推导的：W = P*t = U*I*t，由于每个时刻的电流都不同，所以需要对每个点功率进行积分，，这里面的u指的就是电感两端的电压，i就是流过电感的瞬时电流，我们知道，把这个带进刚才的能量积分公式，所以：）。

我们也说了，当开关闭合时，是给电感充能的。但是不能无止尽的充，因为对于电感来说，当电流高到一定程度，电感会出现饱和的（关于电感饱和，可以理解为电感磁芯没有抑制电流变化的能力了。饱和后电感就相当于一根导线，造成电源直接正负极短路）。所以，我们要选择一个合适的时间，把开关断开，不让电源给电感充能。什么时间合适呢？这是根据输出电压反馈回路来给的信号。