MOS管开通过程和关断过程对恒流源电路稳定性的影响

MOS管开通过程和关断过程对恒流源电路稳定性的影响

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/SLAM_masterFei/article/details/103861301

最近在设计恒流源电路，但并没有现成的设计方案，只能参考论文中的电路设计。虽然电路本身并不复杂，有负反馈机制，可以通过虚短虚断的原理很容易得出激光的电流计算公式：

i = Vin / R4

但是，我一直对电路如何达到稳定状态感到困惑，特别是负反馈是如何发挥作用使电路稳定的。之前一直认为MOS管只要栅源电压超过阈值，漏极电流（Ids）就会立即由栅源电压（Vgs）决定，这样MOS管应该会立即进入饱和状态。后来才发现，原来MOS管的开通和关断过程并不是瞬间完成的，而是需要一定的时间。

MOS管的开通过程

MOS管的开通时间由两部分组成：延迟时间（td(on)）和上升时间（tr）。当在栅源间施加电压时，由于栅极电容的存在，需要一个充电过程才能达到栅源的开启电压，这个过程所需的时间就是延迟时间（td(on)）。当MOS管开始导通后，Ids电流并不会立即达到稳定值，而是会缓慢上升，Ids电流上升到稳态所需的时间称为上升时间（tr）。

MOS管的关断过程

MOS管的关断过程与开通过程类似，但由于电容需要放电，且电流需要下降，因此也会经历延迟时间和下降时间。

恒流源电路的稳定性分析

理解了MOS管的开通和关断过程后，就可以解释为什么图中的恒流源电路能够正常工作。当MOS管开始导通时，Ids电流并不是立即达到饱和值，而是缓慢上升。在这个过程中，负反馈机制可以及时作用于反相输入端，从而控制电流的大小，使电路达到稳定状态。