免費撥打全國服務熱線

18148590336

當前位置:首頁 > 公司新聞 > 正文

微碧vbsemi用四個方法 教你如何正確選擇mosfet 場效應管

作者:管理員   發表時間:2019-12-06 17:50:55

場效應管廣泛使用在模擬電路中與數字電路中,和我們的生活密不可分。場效應管的優勢在于:首先驅動電路比較簡單。場效應管需要的驅動電流比BJT則小得多,而且通常可以直接由CMOS或者集電極開路TTL驅動電路;某次場效應管的開關速度比較迅速,能夠以較高的速度工作,因為沒有電荷存儲效應;另外場效應管沒有二次擊穿失效機理,它在溫度越高時往往耐力越強,而且發生熱擊穿的可能性越低,還可以在較寬的溫度范圍內提供較好的性能。場效應已經得到了大量應用,在消費電子、工業產品、機電設備、智能手機以及其他便攜式數碼電子產品中隨處可見。

近年來,隨著汽車、通信、能源、消費、綠色工業等大量應用場效應管產品的行業在近幾年來得到了快速的發展。功率場效應管更是備受關注,在未來的時間,場效應管仍會占據主導的位置。場效應管也仍將是眾多剛入行的工程師會接觸到的器件,下面微碧半導體將會從基礎開始,探討場效應管的一些基礎知識,包括選型、關鍵常數的介紹、系統和散熱的考慮等為大家做一些介紹。

一、場效應管的基礎選型

場效應管有兩大類型:N溝道和P溝道,第一步是決定采用N溝道還是P溝道MOS管。在典型的功率應用中,當一個MOS管接地,而負載連接到干線電壓上時,該MOS管就構 成了低壓側開關。在低壓側開關中,應采用N溝道MOS管,這是出于對關閉或導通器件所需電壓的考慮。當MOS管連接到總線及負載接地時,就要用高壓側開 關。通常會在這個拓撲中采用P溝道MOS管,這也是出于對電壓驅動的考慮。

確定所需的額定電壓,或者器件所能承受的最大電壓。額定電壓越大,器件 的成本就越高。根據實踐經驗,額定電壓應當大于干線電壓或總線電壓。這樣才能提供足夠的保護,使MOS管不會失效。就選擇MOS管而言,必須確定漏極至源 極間可能承受的最大電壓,即最大VDS。知道MOS管能承受的最大電壓會隨溫度而變化這點十分重要。我們須在整個工作溫度范圍內測試電壓的變化范圍。額定 電壓必須有足夠的余量覆蓋這個變化范圍,確保電路不會失效。需要考慮的其他安全因素包括由開關電子設備(如電機或變壓器)誘發的電壓瞬變。不同應用的額定 電壓也有所不同;通常,便攜式設備為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應用為450~600V。KIA半導體設計的MOS管耐壓能力強,應用領域廣,深受廣大客戶青睞。


二、確定MOS管的額定電流

該額定電流應是負載在所有情況下能夠承受的最大電流。與電壓的情況相似,確保所選的MOS管能承受這個額定電流,即使在系統產生 尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續模式和脈沖尖峰。在連續導通模式下,MOS管處于穩態,此時電流連續通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電 流)流過器件。一旦確定了這些條件下的最大電流,只需直接選擇能承受這個最大電流的器件便可。

選好額定電流后,還必須計算導通損耗。在實際情況下,MOS管并不是理想的器件,因為在導電過程中會有電能損耗,這稱之為導通損耗。MOS管在“導通”時就像一個可變電阻,由器件的RDS(ON)所確 定,并隨溫度而顯著變化。器件的功率耗損可由Iload2×RDS(ON)計算,由于導通電阻隨溫度變化,因此功率耗損也會隨之按比例變化。對MOS管施 加的電壓VGS越高,RDS(ON)就會越小;反之RDS(ON)就會越高。注意RDS(ON)電阻會隨著電流輕微上升。關于RDS(ON)電阻的各種電 氣參數變化可在制造商提供的技術資料表中查到。

 

三、選擇MOS管的下一步是系統的散熱要求

須考慮兩種不同的情況,即最壞情況和真實情況。建議采用針對最壞情況的計算結果,因為這個結果提供更大的安全余量,能確保系統不會失效。在MOS管的資料表上還有一些需要注意的測量數據;器件的結溫等于最大環境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積(結溫=最大環境溫度+[熱阻×功率耗散])。根據這個式子可解出系統的最大功率耗散,即按定義相等于I2×RDS(ON)。我們已將要通過器件的最大電流,可以計算出不同溫度下的RDS(ON)。另外,還要做好電路板 及其MOS管的散熱。

雪崩擊穿是指半導體器件上的反向電壓超過最大值,并形成強電場使器件內電流增加。晶片尺寸的增加會提高抗雪崩能力,最終提高器件的穩健性。因此選擇更大的封裝件可以有效防止雪崩。

選擇MOS管的最后一步是決定MOS管的開關性能

影響開關性能的參數有很多,但最重要的是柵極/漏極、柵極/ 源極及漏極/源極電容。這些電容會在器件中產生開關損耗,因為在每次開關時都要對它們充電。MOS管的開關速度因此被降低,器件效率也下降。為計算開關過 程中器件的總損耗,要計算開通過程中的損耗(Eon)和關閉過程中的損耗(Eoff)。MOSFET開關的總功率可用如下方程表達:Psw= (Eon+Eoff)×開關頻率。而柵極電荷(Qgd)對開關性能的影響最大。

国产中文字幕乱码免费-欧美 国产?日产?韩国-任你躁国语自产一区在