ROHM课堂 | 什么是网孔分析法

发布时间：2026-01-16 10:36
作者：AMEYA360
来源：ROHM
阅读量：1227

　　网孔分析法(网孔电流法、回路电流法)是一种电路分析的基本方法，该方法将导线互不交叉的平面电路中的每个网孔电流设为未知量，并根据基尔霍夫电压定律(KVL)建立联立方程组，从而求解电压和电流。它是与节点分析法并列的代表性电路分析方法，尤其能够高效地求解具有多个电压源的电路。若能灵活运用这两种方法，就可以应对更广泛的电气网络。接下来我们将详细介绍网孔分析法的原理、基本步骤以及如何将其拓展应用于包含多个电源和受控源的复杂电路。

　　网孔分析法概述

　　网孔分析法的前提是目标电路为平面电路。该方法为每个闭合回路(即网孔)分配一个网孔电流作为未知量，并根据电路元件、电源和KVL建立联立方程组。由于大多数示例电路都是平面电路，因此该方法具有适用性强的特点。

ROHM课堂 | 什么是网孔分析法

　　与基尔霍夫定律的关系

ROHM课堂 | 什么是网孔分析法

　　基本步骤和示例

　　在网孔分析法中，需要定义围绕闭合回路流动的网孔电流，并对每个回路应用KVL。以下Step将采用仅包含电阻和电压源的简单案例来说明标准分析步骤。

　　Step 1：分配网孔电流

　　首先确认电路是平面电路，然后为每个基本网孔(不包含其他回路的最小闭合路径)设置任意方向的网孔电流。按照惯例，若将所有网孔均设为顺时针方向，会更易于进行符号管理。

　　Step 2：对每个网孔应用KVL

　　对每个网孔应用KVL，并用网孔电流表示每个元件的电压降或电压升。当网孔间共有元件时，该元件的电压用网孔电流的差值来表示。

　　针对每个网孔，沿着回路应用KVL。需注意电流是如何流过每个电路元件的，回路内有电压源时需注意其极性。当两个网孔共有一个电路元件时，需要用两个网孔电流在该元件内流动方向相反时的差值来表示该元件的电压降。

　　基于矩阵形式的网孔分析法

　　当含有多个电压源或三个以上的回路时，手动求解所有的联立方程组将变得十分困难。在这种情况下，将方程组转换为矩阵形式，并应用标准的线性代数步骤(或电路仿真和软件)，能够使分析更加系统化。下面将介绍网孔分析法中矩阵表达式的建立方法和求解步骤。

ROHM课堂 | 什么是网孔分析法

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

上一篇：参会有礼 | 罗姆车载应用产品解析

下一篇：鲁光 HBL810 整流桥：高可靠性的工业级功率之选

在线留言询价

相关阅读
AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇：桥式电路的开关产生的电流和电压
行业新闻

AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇：桥式电路的开关产生的电流和电压

　　在上一篇文章中，对SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路的导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作进行了解说。本文将介绍在SiC MOSFET这一系列开关动作中，SiC MOSFET的VDS和ID的变化会产生什么样的电流和电压。　　下面的电路图是SiC MOSFET桥式结构的同步式boost电路，LS开关导通时的示例。电路图中包括SiC MOSFET的寄生电容、电感、电阻，HS和LS的SiC MOSFET的VDS和ID的变化带来的各处的栅极电流(绿色线)。　　ID的变化dID/dt所产生的电压　　ID的变化将会产生下述公式(1)所示的电压。　　这是由于存在于SiC MOSFET源极的寄生电感中流过ID而产生的电压，是由电路图中的(I)引起的。该电压会使电流(I’)流过。　　VDS的变化dVDS/dt所产生的电流　　以HS为例，当SiC MOSFET关断、VDS变化时，Gate-Drain寄生电容CGD中会流过电流ICGD。如电路图所示，该电流分为Gate-Source寄生电容CGS侧流过的电流ICGD1：(II)-1和栅极电路侧流过的电流ICGD2：(II)-2。当VDS开始变化时，栅极电路侧的阻抗较大，因此大部分ICGD都在CGS侧，此时的ICGD1如公式(2)所示。　　从公式可以看出，当CGD较大时或CGD/CGS的比值变小时，ICGD1会增加。　　dVDS/dt和dID/dt既可以为正也可以为负，所以因它们而产生的电流和电压的极性在导通(Turn-on)和关断(Turn-off)时是不同的。在下一篇文章中将会进一步详细解说。　　AMEYA360作为ROHM官方授权代理商，可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持，助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
2026-10-22 10:05 阅读量：168
AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇：SiC-MOSFET的桥式结构栅源电压动作解析
行业新闻

AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇：SiC-MOSFET的桥式结构栅源电压动作解析

　　从本文开始，我们将进入SiC功率元器件基础知识应用篇的第一弹“SiC MOSFET：桥式结构中栅极-源极间电压的动作”。　　前言　　MOSFET和IGBT等电源开关元器件被广泛应用于各种电源应用和电源线路中。另外，所使用的电路方式也多种多样，除单独使用外，还有串联连接、并联连接等多种使用方法。　　其中，在将开关元件上下串联连接的桥式结构中，通常交替地导通与关断各个元器件。下面是常规的桥式结构同步方式boost电路，波形图是根据栅极信号交替地导通/关断的低边(LS)MOSFET和高边(HS)MOSFET的漏极-源极间电压(VDS)和漏极电流(ID)示例。　　通过开关工作，流过各元件的电流和变化的电压以复杂的方式相互影响。尤其是在处理高电压高电流的电路中，受安装电路板和结线引起的寄生分量等影响，产生电压和电流的动作，并因此导致工作不稳定、效率下降，从而可能导致损耗增加、产生异常发热等问题。　　近年来，SiC MOSFET等高性能功率元器件的应用，使得通过高速开关转换大功率成为可能，但在操作过程中，需要对开关工作有深入的了解。　　在探讨“SiC MOSFET：桥式结构中Gate-Source电压的动作”时，本文先对SiC MOSFET的桥式结构和工作进行介绍，这也是这个主题的前提。　　SiC MOSFET的桥式结构　　下面给出的电路图是在桥式结构中使用SiC MOSFET时最简单的同步式boost电路。该电路中使用的SiC MOSFET的高边(HS)和低边(LS)是交替导通的，为了防止HS和LS同时导通，设置了两个SiC MOSFET均为OFF的死区时间。右下方的波形表示其门极信号(VG)时序。　　该电路中HS和LS MOSFET的Drain-Source电压(VDS)和漏极电流(ID)的波形示意图如下。这是电感L的电流处于连续动作状态，即所谓的硬开关状态的波形。　　横轴表示时间，时间范围Tk(k=1～8)的定义如下：　　T1： LS为ON时、MOSFET电流变化的时间段　　T2： LS为ON时、MOSFET电压变化的时间段　　T3： LS为ON时的时间段　　T4： LS为OFF时、MOSFET电压变化的时间段　　T5： LS为OFF时、MOSFET电流变化的时间段　　T4～T6： HS变为ON之前的死区时间　　T7： HS为ON的时间段(同步整流时间段)　　T8： HS为OFF时、LS变为ON之前的死区时间　　本文将针对SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路及其导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作进行解说。　　SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路　　LS(低边)侧SiC MOSFET Turn-on和Turn-off时的VDS和ID的变化方式不同。在探讨SiC MOSFET的这种变化对Gate-Source电压(VGS)带来的影响时,需要在包括SiC MOSFET的栅极驱动电路的寄生分量在内的等效电路基础上进行考量。　　右图是最基本的栅极驱动电路和SiC MOSFET的等效电路。栅极驱动电路中包括栅极信号(VG)、SiC MOSFET内部的栅极线路内阻(RG_INT)、以及SiC MOSFET的封装的源极电感量(LSOURCE)、栅极电路局部产生的电感量(LTRACE)和外加栅极电阻(RG_INT)。　　关于各电压和电流的极性，需要在等效电路图中，以栅极电流(IG)和漏极电流(ID)所示的方向为正，以源极引脚为基准来定义VGS和VDS。　　SiC MOSFET内部的栅极线路中也存在电感量，但由于它比LTRACE小，因此在此忽略不计。　　导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作　　为了理解桥式电路的Turn-on / Turn-off动作，下面对上一篇文章中提到的桥式电路中各SiC MOSFET的电压和电流波形进行详细说明。下面的波形图与上次的波形图是相同的。我们和前面的等效电路图结合起来进行说明。　　当正的VG被施加给LS侧栅极信号以使LS侧ON时，Gate-Source间电容(CGS)开始充电，VGS上升，当达到SiC MOSFET的栅极阈值电压(VGS(th))以上时， LS的ID开始流动，同时从源极流向漏极方向的HS侧ID开始减少。这个时间范围就是前一篇文章中定义的T1(见波形图最下方)。　　接下来，当HS侧的ID变为零、寄生二极管 Turn-off时，与中间点的电压(VSW)开始下降的同时，将对HS侧的Drain-Source间电容(CDS)及Drain-Gate间电容(CGD)进行充电(波形图T2)。对该HS侧的CDS+CGD充电(LS侧放电)完成后，当LS侧的VGS达到指定的电压值，LS侧的 Turn-on动作完成。　　而Turn-off动作则在LS侧VG OFF时开始，LS侧的CGS蓄积的电荷开始放电，当达到SiC MOSFET的平台电压(进入米勒效应区)时，LS侧的VDS开始上升，同时VSW上升。　　在这个时间点，大部分负载电流仍在LS侧流动(波形图T4)，HS侧的寄生二极管还没有转流电流。LS侧的CDS+CGD充电(HS侧为放电)完成时，VSW超过输入电压(E)，HS侧的寄生二极管Turn-on，LS侧的ID开始转向HS侧流动(波形图T5)。　　LS侧的ID最终变为零，进入死区时间(波形图T6)，当正的VG被印加给HS侧MOSFET的栅极信号时Turn-on，进入同步工作时间(波形图T7)。　　在这一系列的开关工作中，HS侧和LS侧MOSFET的VDS和ID变化导致的各种栅极电流流动，造成了与施加信号VG不同的VGS变化。具体内容将在下一篇文章进行详细说明。　　AMEYA360优势料号　　SCT4018KRC15：　　1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET　　SCT4026DLLTRDC：　　750V, 61A, 9引脚SMD，沟槽结构，碳化硅(SiC) MOSFET　　SCT4036DLLTRDC：　　750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET　　SCT4045DLLTRDC：　　750V, 37A, 9引脚SMD，沟槽结构，SiC(碳化硅)MOSFET　　SCT4036KRC15：　　1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET　　AMEYA360作为ROHM官方授权代理商，可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持，助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
2026-10-20 13:02 阅读量：222
AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇：SiC-MOSFET－体二极管的特性
行业新闻

AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇：SiC-MOSFET－体二极管的特性

　　上一章介绍了与IGBT的区别。本章将对SiC-MOSFET的体二极管的正向特性与反向恢复特性进行说明。　　如图所示，MOSFET(不局限于SiC-MOSFET)在漏极-源极间存在体二极管。从MOSFET的结构上讲，体二极管是由源极-漏极间的pn结形成的，也被称为“寄生二极管”或“内部二极管”。对于MOSFET来说，体二极管的性能是重要的参数之一，在应用中使用时，其性能发挥着至关重要的作用。　　SiC-MOSFET体二极管的正向特性　　下图表示SiC-MOSFET的Vds-Id特性。在SiC-MOSFET中，以源极为基准向漏极施加负电压，体二极管为正向偏置状态。该图中Vgs=0V的绿色曲线基本上表示出体二极管的Vf特性，。Vgs为0V即MOSFET在关断状态下，没有通道电流，因此该条件下的Vd-Id特性可以说是体二极管的Vf-If特性。如“ROHM SiC基础篇：为何SiC能成为新能源主力器件?”中“何谓碳化硅”中提到的，SiC的带隙更宽，Vf比Si-MOSFET大得多。　　而在给栅极-源极间施加18V电压、SiC-MOSFET导通的条件下，电阻更小的通道部分(而非体二极管部分)流过的电流占支配低位。为方便从结构角度理解各种状态，下面还给出了MOSFET的截面图。　　SiC-MOSFET体二极管的反向恢复特性　　MOSFET体二极管的另一个重要特性是反向恢复时间(trr)。trr是二极管开关特性相关的重要参数这一点在SiC肖特基势垒二极管一文中也已说明过。不言而喻，MOSFET的体二极管是具有pn结的二极管，因而存在反向恢复现象，其特性表现为反向恢复时间(trr)。下面是1000V耐压的Si-MOSFET和SiC-MOSFET SCT2080KE的trr特性比较。　　如图所示，示例的Si-MOSFET的trr较慢，流过较大的Irr。而SiC-MOSFET SCT2080KE的体二极管速度则非常快。trr、Irr均为几乎可忽略的水平，恢复损耗Err已经大幅降低。　　AMEYA36优势料号　　SCT4018KRC15：　　1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET　　SCT4026DLLTRDC：　　750V, 61A, 9引脚SMD，沟槽结构，碳化硅(SiC) MOSFET　　SCT4036DLLTRDC：　　750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET　　SCT4045DLLTRDC：　　750V, 37A, 9引脚SMD，沟槽结构，SiC(碳化硅)MOSFET　　SCT4036KRC15：　　1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET　　AMEYA360作为ROHM官方授权代理商，可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持，助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
2026-10-16 14:31 阅读量：313
AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇：SiC-MOSFET与IGBT的区别
行业新闻

AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇：SiC-MOSFET与IGBT的区别

　　上一章针对与Si-MOSFET的区别，介绍了关于SiC-MOSFET驱动方法的两个关键要点。本章将针对与IGBT的区别进行介绍。AMEYA360 作为 ROHM 官方授权代理商，可为工程师提供 SiC 器件选型、驱动调试等配套技术支持。　　与IGBT的区别：Vd-Id特性　　Vd‑Id 特性是晶体管的基础特性，下文对比了 25℃与 150℃条件下的 Vd‑Id 特性表现。　　观察 25℃下的特性曲线可以发现，SiC‑MOSFET 与 Si‑MOSFET 的漏极电流 Id 会随漏源电压 Vds 呈线性上升;而 IGBT 存在导通阈值压降，因此在小电流区间内，MOSFET 器件的 Vds 更低(对应 IGBT 为集电极电流、集电极‑发射极电压)。Vd‑Id 特性本质上也反映器件的导通电阻特性。依据欧姆定律，相同 Id 条件下 Vd 越小，导通电阻就越小;特性曲线斜率越陡峭，导通电阻性能越优异。　　IGBT的低Vd(或低Id)范围(在本例中是Vd到1V左右的范围)，在IGBT中是可忽略不计的范围。这在高电压大电流应用中不会构成问题，但当用电设备的电力需求从低功率到高功率范围较宽时，低功率范围的效率并不高。　　与之相对，SiC‑MOSFET 能够在更宽的工作区间维持较低的导通电阻。　　另一方面，温度升至 150℃时，Si‑MOSFET、SiC‑MOSFET 的特性曲线斜率均会变小，导通电阻随之上升。不过 SiC‑MOSFET 受温度影响幅度更小：25℃时导通性能接近的器件，高温环境下二者差距会进一步拉开，SiC‑MOSFET 导通电阻的温度漂移显著更低。　　与IGBT的区别：关断损耗特性　　前文多次提及，SiC 功率器件具备出色的开关性能，可实现大功率工况下的高速开关。下面具体对比其与 IGBT 的开关损耗差异。　　IGBT 器件关断时，受自身器件结构影响会产生拖尾电流，造成关断损耗增大，这是 IGBT 固有的特性。　　对比关断波形能够看出，SiC‑MOSFET 从原理上不存在拖尾电流，因此关断损耗可以做到很低。本次测试中，SiC‑MOSFET 搭配 SBD 肖特基势垒二极管方案，相较于 IGBT 搭配 FRD 快速恢复二极管方案，关断损耗 Eoff 降低 88%。　　还有一点需要注意：IGBT 的拖尾电流会随着工作温度升高而增大。另外，想要实现 SiC‑MOSFET 高速开关，需要合理配置外部栅极电阻 Rg，这一点在前面对比 Si‑MOSFET 的章节中已经做过说明。针对栅极电阻调试、驱动电路设计等实操问题，AMEYA360 可提供技术协助。　　与IGBT的区别：导通损耗特性　　接下来看开关导通时的损耗。　　IGBT 开通瞬间会出现图中蓝色 Ic 波形红色虚框所示的电流分量，该电流主要来自二极管反向恢复电流，是 IGBT 开通损耗的主要来源。值得留意：搭配 SiC‑SBD 使用时，凭借其优异的反向恢复特性，MOSFET 的开通损耗可以得到有效抑制;而配套 FRD 使用时，开通损耗会和 IGBT 拖尾电流一样，随温度升高进一步增大。　　综上，从开关损耗整体表现来看，SiC‑MOSFET 性能明显优于 IGBT。　　注：以上数据均来自 ROHM 内部测试环境。受驱动电路等外部条件影响，实际测试结果会存在一定差异。　　AMEYA36优势料号　　SCT4018KRC15：　　1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET　　SCT4026DLLTRDC：　　750V, 61A, 9引脚SMD，沟槽结构，碳化硅(SiC) MOSFET　　SCT4036DLLTRDC：　　750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET　　SCT4045DLLTRDC：　　750V, 37A, 9引脚SMD，沟槽结构，SiC(碳化硅)MOSFET　　SCT4036KRC15：　　1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET　　AMEYA360作为ROHM官方授权代理商，可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持，助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
2026-10-14 10:13 阅读量：359
热门分类
盒子，外壳，机架 电缆，电线 电路保护 连接器，互连器件 开发套件 机电产品 嵌入式解决方案 风扇，热管理 光电元件 其它 无源元件 电源 半导体 传感器，变送器 测试与测量
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
BP3621 ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
原厂授权品牌
更多授权品牌>>
资讯排行榜
  • 周排行榜
  • 月排行榜

相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年，现 有超过3500家优质供应商，收录600万种产品型号数据，100 多万种元器件库存可供选购，产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等，为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码：

验证码