在MOS管選擇方面,系統請求相關的幾個重要參數是:
2. 輸入—輸出電壓。它受MOSFET負載占空比才能限制;
3. mos開關頻率FS。這個參數影響MOSFET開關霎時的耗散功率;
4. MOSFET最大允許工作溫度。這要滿足系統指定的牢靠性目的。
MOSFET設計選擇:
一旦系統的工作條件(負載電流,開關頻率,輸出電壓等)被肯定,功率MOSFET在參數方面的選擇如下:
1 RDSON的值。最低的導通電阻,能夠減小損耗,并讓系統較好的工作。但是,較低電阻的MOSFET較高電阻器件。
2 散熱。假如空間足夠大,能夠起到外部散熱效果,就能夠以較低本錢取得與較低RDSON一樣的效果。也能夠運用外表貼裝MOSFET到達同樣效果。
3 MOSFET組合。假如板上空間允許,有時分,能夠用兩個較高RDSON的器件并聯,以取得相同的工作溫度,并且本錢較低。
MOS管參數
(1)MOS管主要參數
飽和漏極電流IDSS它可定義為:當柵、源極之間的電壓等于零,而漏、源極之間的電壓大于夾斷電壓時,對應的漏極電流。
夾斷電壓UP它可定義為:當UDS一定時,使ID減小到一個微小的電流時所需的UGS。
開啟電壓UT它可定義為:當UDS一定時,使ID到達某一個數值時所需的UGS。
(2)MOS管交流參數
交流參數可分為輸出電阻和低頻互導2個參數,輸出電阻一般在幾十千歐到幾百千歐之間,而低頻互導一般在十分之幾至幾毫西的范圍內,特殊的可達100mS,甚至更高。
低頻跨導gm它是描述柵、源電壓對漏極電流的控制作用。
極間電容MSO管三個電極之間的電容,它的值越小表示管子的性能越好。
(3)MOS管極限參數
①最大漏極電流是指管子正常工作時漏極電流允許的上限值,
②最大耗散功率是指在管子中的功率,受到管子最高工作溫度的限制,
③最大漏源電壓是指發生在雪崩擊穿、漏極電流開始急劇上升時的電壓,
④最大柵源電壓是指柵源間反向電流開始急劇增加時的電壓值。
除以上參數外,還有極間電容、高頻參數等其他參數。
漏、源擊穿電壓當漏極電流急劇上升時,產生雪崩擊穿時的UDS。
柵極擊穿電壓結型MOS管正常工作時,柵、源極之間的PN結處于反向偏置狀態,若電流過高,則產生擊穿現象。
(4)使用時主要關注的MOS管參數
1、IDSS—飽和漏源電流。是指結型或耗盡型絕緣柵MOS管中,柵極電壓UGS=0時的漏源電流。
2、UP—夾斷電壓。是指結型或耗盡型絕緣柵MOS管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。
3、UT—開啟電壓。是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓。
4、gM—跨導。是表示柵源電壓UGS—對漏極電流ID的控制能力,即漏極電流ID變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM是衡量MOS管放大能力的重要參數。
5、BUDS—漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,MOS管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數,加在MOS管上的工作電壓必須小于BUDS。
6、PDSM—最大耗散功率。也是一項極限參數,是指MOS管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,MOS管實際功耗應小于PDSM并留有一定余量。
7、IDSM—最大漏源電流。是一項極限參數,是指MOS管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。MOS管的工作電流不應超過IDSM。
MOS管參數含義說明
1、極限參數:
ID:最大漏源電流。是指場效應管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。場效應管的工作電流不應超過 ID 。此參數會隨結溫度的上升而有所減額
IDM:最大脈沖漏源電流。此參數會隨結溫度的上升而有所減額
PD:最大耗散功率。是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,場效應管實際功耗應小于 PDSM 并留有一定余量。此參數一般會隨結溫度的上升有所減額
VGS:最大柵源電壓
Tj:最大工作結溫。通常為 150 ℃ 或 175 ℃ ,器件設計的工作條件下須確應避免超過這個溫度,并留有一定裕量
TSTG:存儲溫度范圍
2、靜態參數
V(BR)DSS:漏源擊穿電壓。是指柵源電壓VGS 為 0 時,場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數,加在場效應管上的工作電壓必須小于 V(BR)DSS 。 它具有正溫度特性。故應以此參數在低溫條件下的值作為安全考慮。△ V(BR)DSS/ △ Tj :漏源擊穿電壓的溫度系數,一般為 0.1V/ ℃
RDS(on):在特定的 VGS (一般為 10V)、結溫及漏極電流的條件下, MOSFET 導通時漏源間的最大阻抗。它是一個非常重要的參數,決定了 MOSFET 導通時的消耗功率。此參數一般會隨結溫度的上升而有所增大。 故應以此參數在最高工作結溫條件下的值作為損耗及壓降計算
VGS(th):開啟電壓(閥值電壓)。當外加柵極控制電壓 VGS 超過 VGS(th) 時,漏區和源區的表面反型層形成了連接的溝道。應用中,常將漏極短接條件下 ID 等于 1 毫安時的柵極電壓稱為開啟電壓。此參數一般會隨結溫度的上升而有所降低
IDSS:飽和漏源電流,柵極電壓 VGS=0 、 VDS 為一定值時的漏源電流。一般在微安級
IGSS:柵源驅動電流或反向電流。由于MOSFET輸入阻抗很大,IGSS 一般在納安級
3、動態參數
gfs :跨導。是指漏極輸出電流的變化量與柵源電壓變化量之比,是柵源電壓對漏極電流控制能力大小的量度。 gfs 與 VGS 的轉移關系注意看圖表
Qg :柵極總充電電量。 MOSFET 是電壓型驅動器件,驅動的過程就是柵極電壓的建立過程,這是通過對柵源及柵漏之間的電容充電來實現的,下面將有此方面的詳細論述
Qgs :柵源充電電量
Qgd :柵漏充電(考慮到 Miller 效應)電量
Td(on) :導通延遲時間。從有輸入電壓上升到 10% 開始到 VDS 下降到其幅值 90% 的時間
Tr :上升時間,輸出電壓 VDS 從 90% 下降到其幅值 10% 的時間
Td(off) :關斷延遲時間,輸入電壓下降到 90% 開始到 VDS 上升到其關斷電壓時 10% 的時間
Tf :下降時間,輸出電壓 VDS 從 10% 上升到其幅值 90% 的時間
Ciss :輸入電容, Ciss= CGD + CGS ( CDS 短路)
Coss :輸出電容,Coss = CDS +CGD
Crss :反向傳輸電容,Crss = CGD
MOS管的極間電容,MOSFET 之感生電容被大多數制造廠商分成輸入電容,輸出電容以及反饋電容。所引述的值是在漏源電壓為某固定值的情況下。此些電容隨漏源電壓的變化而變化,電容數值的作用是有限的。輸入電容值只給出一個大概的驅動電路所需的充電說明,而柵極充電信息更為有用。它表明為達到一個特定的柵源電壓柵極所必須充的電量。
4、雪崩擊穿特性參數
這些參數是 MOSFET 在關斷狀態能承受過壓能力的指標。如果電壓超過漏源極限電壓將導致器件處在雪崩狀態
EAS:單次脈沖雪崩擊穿能量。這是個極限參數,說明 MOSFET 所能承受的最大雪崩擊穿能量
IAR:雪崩電流
EAR:重復雪崩擊穿能量
5、體內二極管參數
IS:連續最大續流電流(從源極)
ISM:脈沖最大續流電流(從源極)
VSD:正向導通壓降
Trr:反向恢復時間
Qrr:反向恢復充電電量
Ton:正向導通時間。(基本可以忽略不計)
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