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选场效应管型号知识

信息来源:本站 日期:2017-04-11 

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选场效应管型号知识





准确挑选MOS管是很关紧的一个环节,MOS管挑选非常不好可能影响到整个儿电路的速率和成本,理解不一样的MOS管器件的微小区别及不一样开关电路中的应力能够帮忙工程师防止好些个问题,下边我们来学习下MOS管的准确的挑选办法。

第1步:选用N沟道仍然P沟道


为预设挑选准确部件的第1步是表决认为合适而使用N沟道仍然P沟道MOS管。在典型的功率应用中,当一个MOS管接地,而负载连署到干线间电压上时,该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应认为合适而使用N沟道MOS管,这是出于对关闭或导通部件所需电压的思索问题。当MOS管连署到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通例会在这个拓扑中认为合适而使用P沟道MOS管,这也是出于对电压驱动的思索问题。

要挑选适应应用的部件,务必确认驱动部件所需的电压,以及在预设中最简易执行的办法。下一步是确认所需的定额电压,还是部件所能承担的最大电压。定额电压越大,部件的成本就越高。依据实践经验,定额电压应该大于干线间电压或总线间电压。这么能力供给足够的尽力照顾,使MOS管不会失去效力。就挑选MOS管而言,务必确认漏极至源极间有可能承担的最大电压,即最大VDS.晓得MOS管能承担的最大电压会随温度而变动这点非常关紧。预设担任职务的人务必在整个儿办公温度范围内测试电压的变动范围。定额电压务必有足够的余量遮盖这个变动范围,保证电路不会失去效力。预设工程师需求思索问题的其它安全因素涵盖由开关电子设施(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。不一样应用的定额电压也有所不一样;一般,便携式设施为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V.

第2步:确认热要求


挑选MOS管的下一步是计算系统的散热要求。预设担任职务的人务必思索问题两种不一样的事情状况,即最坏事情状况和真实事情状况。提议认为合适而使用针对最坏事情状况的计算最后结果,因此最后结果供给更大的安全余量,能保证系统不会失去效力。在MOS管的资料表上还有一点需求注意的勘测数值;譬如封装部件的半导体结与背景之间的热阻,以及最大的结温。

部件的结温等于最大背景温度加上热阻与功率耗散的乘积(结温=最大背景温度+[热阻×功率耗散])。依据这个方程可解出系统的最大功率耗散,即按定义对等于I2×RDS(ON)。因为预设担任职务的人已确认即将经过部件的最大电流,因为这个可以计算出不一样温度下的RDS(ON)。值当注意的是,在处置简单热板型时,预设担任职务的人还务必思索问题半导体结/部件外壳及外壳/背景的热容量量;即要求印刷电路板和封装不会迅即升温。

雪崩击穿是指半导体部件上的逆向电压超过最大值,并形成强电场使部件内电流增加。该电流将耗散功率,使部件的温度升高,并且可能毁坏部件。半导体企业都会对部件施行雪崩测试,计算其雪崩电压,或对部件的稳健性施行测试。计算定额雪崩电压有两种办法;一是计数法,另一是热计算。而热计算由于较为实用而获得广泛认为合适而使用。除计算外,技术对雪崩效应也有非常大影响。例如,晶片尺寸的增加会增长抗雪崩有经验,最后增长部件的稳健性。对最后用户而言,这意味着要在系统中认为合适而使用更大的封装件。

第3步:表决开关性能


挑选MOS管的最终一步是表决MOS管的开关性能。影响开关性能的参变量有众多,但最关紧的是栅极/漏极、栅极/

源极及漏极/源极电容。这些个电容会在部件中萌生开关伤耗,由于在每每开关时都要对他们充电。MOS管的开关速度因为这个被减低,部件速率也减退。为计算开关过程中部件的总伤耗,预设担任职务的人务必计算开经过程中的伤耗(Eon)和关闭过程中的伤耗(Eoff)。MOSFET开关的总功率可用如下所述方程表现:Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。而栅极电荷(Qgd)对开关性能的影响最大。

第3步:确认定额电流


第4步是挑选MOS管的定额电流。视电路结构而定,该定额电流应是负载在全部事情状况下能够承担的最大电流。与电压的事情状况相仿,预设担任职务的人务必保证所选的MOS管能承担这个定额电流,纵然在系统萌生尖峰电流时。两个思索问题的电流事情状况是蝉联标准样式和电子脉冲尖峰。在蝉联导通标准样式下,MOS管处于稳态,此时电流蝉联经过部件。电子脉冲尖峰是指有数量多电涌(或尖峰电流)流过部件。一朝确认了这些个条件下的最大电流,只需直接挑选能承担这个最大电流的部件便可。

选好定额电流后,还务必计算导通伤耗。在实际事情状况下,MOS管并不是理想的部件,由于在导电过程中会有电能伤耗,这称之为导通伤耗。MOS管在"导通"时就像一个可变电阻,由部件的RDS(ON)所确认,并随温度而显著变动。部件的功率消耗损失可由Iload2×RDS(ON)计算,因为导通电阻随温度变动,因为这个功率消耗损失也会随之按比例变动。对MOS管给予的电压VGS越高,RDS(ON)便会越小;与之相反RDS(ON)便会越高。对系统预设担任职务的人来说,这就是决定于于系统电压而需求折衷衡量的地方。对便携式预设来说,认为合适而使用较低的电压比较容易(较为存在广泛),而对于工业预设,可认为合适而使用较高的电压。注意RDS(ON)电阻会随着电流微小升涨。关于RDS(ON)电阻的各种电气参变量变动可在制作商供给的技术资料表中查到。

技术对部件的特别的性质有着意大影响,由于有点技术在增长最大VDS时往往会使RDS(ON)增大。对于这么的技术,假如计划减低VDS和RDS(ON),那末就得增加晶片尺寸,因此增加与之组成一套的封装尺寸及有关的研发成本。业界现存好几种打算扼制晶片尺寸增加的技术,那里面最主要的是沟道和电荷均衡技术。

在沟道技术中,晶片中镶嵌了一个深沟,一般是为低电压预留的,用于减低导通电阻RDS(ON)。为了减损最大VDS对RDS(ON)的影响,研发过程中认为合适而使用了外延成长柱/腐刻柱工艺。例如,飞兆半导体研发了称为SupeRFET的技术,针对RDS(ON)的减低而增加了另外的制作步骤。这种对RDS(ON)的关心注视非常关紧,由于当标准MOSFET的击穿电压升高时,RDS(ON)会随之呈指数级增加,况且造成晶片尺寸增大。SuperFET工艺将RDS(ON)与晶片尺寸间的指数关系成为了线性关系。这么,SuperFET部件便可在小晶片尺寸,甚至于在击穿电压达到600V的事情状况下,成功实现理想的低RDS(ON)。最后结果是晶片尺寸可减小达35%.而对于最后用户来说,这意味着封装尺寸的大幅减小。