深圳市可易亚半导体科技有限公司

国家高新企业

cn en

新闻中心

功率MOS管保护电路设计-功率mos管参数及mos管作用型号选型表-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2019-01-29 

分享到:

功率MOS管,保护电路,MOS管参数

功率MOSFET是较常使用的一类功率器件。“MOSFET”是英文MetalOxideSemicoductorFieldEffectTransistor的缩写,译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。所谓功率MOSFET(PowerMOSFET)是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安),用于功率输出级的器件。功率MOSFET可分为增强型和耗尽型,按沟道分又可分为N沟道型和P沟道型。


做开关电源,常用功率MOSFET。一般而言,MOS管制造商采用RDS(ON)参数来定义导通阻抗;对ORing FET应用来说,RDS(ON)也是最重要的器件特性。数据手册定义RDS(ON)与栅极(或驱动)电压VGS以及流经开关的电流有关,但对于充分的栅极驱动,RDS(ON)是一个相对静态参数。


MOS管的作用

1.mos管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。


2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。


3.场效应管可以用作可变电阻。


4.场效应管可以方便地用作恒流源。


5.场效应管可以用作电子开关。


功率MOS管保护电路

功率MOS管自身拥有众多优点,但是MOS管具有较脆弱的承受短时过载能力,特别是在高频的应用场合,所以在应用功率MOS管对必须为其设计合理的保护电路来提高器件的可靠性,MOS管作用是什么

功率MOS管保护电路主要有以下几个方面:


1)防止栅极 di/dt过高:由于采用驱动芯片,其输出阻抗较低,直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断,有可能造成功率管漏源极间的电压震荡,或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt而引起误导通。为避免上述现象的发生,通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个电阻,电阻的大小一般选取几十欧姆。


2)防止栅源极间过电压 由于栅极与源极的阻抗很高,漏极与源极间的电压突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的栅源尖峰电压,此电压会使很薄的栅源氧化层击穿,同时栅极很容易积累电荷也会使栅源氧化层击穿,所以要在MOS管栅极并联稳压管以限制栅极电压在稳压管稳压值以下,保护MOS管不被击穿,MOS管栅极并联电阻是为了释放栅极电荷,不让电荷积累。


3)防护漏源极之间过电压 虽然漏源击穿电压VDS一般都很大,但如果漏源极不加保护电路,同样有可能因为器件开关瞬间电流的突变而产生漏极尖峰电压,进而损坏MOS管,功率管开关速度越快,产生的过电压也就越高。为了防止器件损坏,通常采用齐纳二极管钳位和RC缓冲电路等保护措施。

功率MOS管,保护电路,MOS管参数


当电流过大或者发生短路时,功率MOS管漏极与源极之间的电流会迅速增加并超过额定值,必须在过流极限值所规定的时间内关断功率MOS管,否则器件将被烧坏,因此在主回路增加电流采样保护电路,当电流到达一定值,通过保护电路关闭驱动电路来 保护MOS管。图1是MOS管的保护电路,由此可以清楚的看出保护电路的功能。


功率MOS管的正向导通等效电路

(1):等效电路

(2):说明

功率 MOSFET 正向导通时可用一电阻等效,该电阻与温度有关,温度升高,该电阻变大;它还与门极驱动电压的大小有关,驱动电压升高,该电阻变小。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。


功率MOSFET的反向导通等效电路

(1):等效电路(门极不加控制)

(2):说明

即内部二极管的等效电路,可用一电压降等效,此二极管为MOSFET 的体二极管,多数情况下,因其特性很差,要避免使用。


功率MOSFET的反向导通等效电路

(1):等效电路(门极加控制)

(2):说明

功率 MOSFET 在门级控制下的反向导通,也可用一电阻等效,该电阻与温度有关,温度升高,该电阻变大;它还与门极驱动电压的大小有关,驱动电压升高,该电阻变小。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。此工作状态称为MOSFET 的同步整流工作,是低压大电流输出开关电源中非常重要的一种工作状态。


功率MOSFET的正向截止等效电路

(1):等效电路

(2):说明

功率 MOSFET 正向截止时可用一电容等效,其容量与所加的正向电压、环境温度等有关,大小可从制造商的手册中获得。


功率MOSFET的稳态特性总结

(1):功率MOSFET 稳态时的电流/电压曲线

(2):说明


功率 MOSFET 正向饱和导通时的稳态工作点

当门极不加控制时,其反向导通的稳态工作点同二极管。

(3):稳态特性总结

-- 门极与源极间的电压Vgs 控制器件的导通状态;当VgsVth时,器件处于导通状态;器件的通态电阻与Vgs有关,Vgs大,通态电阻小;多数器件的Vgs为 12V-15V ,额定值为+-30V;


-- 器件的漏极电流额定是用它的有效值或平均值来标称的;只要实际的漏极电流有效值没有超过其额定值,保证散热没问题,则器件就是安全的;


-- 器件的通态电阻呈正温度系数,故原理上很容易并联扩容,但实际并联时,还要考虑驱动的对称性和动态均流问题;


-- 目前的 Logic-Level的功率 MOSFET,其Vgs只要 5V,便可保证漏源通态电阻很小;


-- 器件的同步整流工作状态已变得愈来愈广泛,原因是它的通态电阻非常小(目前最小的为2-4 毫欧),在低压大电流输出的DC/DC 中已是最关键的器件。


功率MOS管选型

P沟道MOS管型号

功率MOS管,保护电路,MOS管参数

N沟道MOS管部分型号

功率MOS管,保护电路,MOS管参数



联系方式:邹先生

联系电话:0755-83888366-8022

手机:18123972950

QQ:2880195519

联系地址:深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1


请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号

请“关注”官方微信公众号:提供 MOS管 技术帮助