MOS管選型規(guī)范原則有六個(gè)必知

負(fù)載電流IL--它直接決定于MOSFET的輸出能力；輸入-輸出電壓–它受MOSFET負(fù)載占空比能力限制；開關(guān)頻率FS–參數(shù)影響MOSFET開關(guān)瞬間的耗散功率；MOS管最大允許工作溫度–這要滿足系統(tǒng)指定的可靠性目標(biāo)。

MOS管選型規(guī)范

一、電壓應(yīng)力

在電源電路應(yīng)用中，往往首先考慮漏源電壓VDS的選擇。在此上的基本原則為MOSFET實(shí)際工作環(huán)境中的最大峰值漏源極間的電壓不大于器件規(guī)格書中標(biāo)稱漏源擊穿電壓的90%。即：VDS_peak≤90%*V(BR)DSS

注：一般地，V(BR)DSS具有正溫度系數(shù)。故應(yīng)取設(shè)備最低工作溫度條件下之V(BR)DSS值作為參考。

二、漏極電流

其次考慮漏極電流的選擇。基本原則為MOSFET實(shí)際工作環(huán)境中的最大周期漏極電流不大于規(guī)格書中標(biāo)稱最大漏源電流的90%；

漏極脈沖電流峰值不大于規(guī)格書中標(biāo)稱漏極脈沖電流峰值的90%即：ID_max≤90%*ID，ID_pulse≤90%*IDP

注：一般地，ID_max及ID_pulse具有負(fù)溫度系數(shù)，故應(yīng)取器件在最大結(jié)溫條件下之ID_max及ID_pulse值作為參考。器件此參數(shù)的選擇是極為不確定的—主要是受工作環(huán)境，散熱技術(shù)，器件其它參數(shù)（如導(dǎo)通電阻，熱阻等）等相互制約影響所致。最終的判定依據(jù)是結(jié)點(diǎn)溫度（即如下第六條之“耗散功率約束”）。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中規(guī)格書目中之ID會比實(shí)際最大工作電流大數(shù)倍，這是因?yàn)樯⒑墓β始皽厣拗萍s束。在初選計(jì)算時(shí)期還須根據(jù)下面第六條的散耗功率約束不斷調(diào)整此參數(shù)。建議初選于3~5倍左右ID=(3~5)*ID_max。

三、驅(qū)動要求

MOSFEF的驅(qū)動要求由其柵極總充電電量（Qg）參數(shù)決定。在滿足其它參數(shù)要求的情況下，盡量選擇Qg小者以便驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)。驅(qū)動電壓選擇在保證遠(yuǎn)離最大柵源電壓（VGSS）前提下使Ron盡量小的電壓值（一般使用器件規(guī)格書中的建議值）

四、損耗及散熱

小的Ron值有利于減小導(dǎo)通期間損耗，小的Rth值可減小溫度差（同樣耗散功率條件下），故有利于散熱。

五、損耗功率初算

MOSFET損耗計(jì)算主要包含如下8個(gè)部分：

PD=Pon+Poff+Poff_on+Pon_off+Pds+Pgs+Pd_f+Pd_recover

詳細(xì)計(jì)算公式應(yīng)根據(jù)具體電路及工作條件而定。例如在同步整流的應(yīng)用場合，還要考慮體內(nèi)二極管正向?qū)ㄆ陂g的損耗和轉(zhuǎn)向截止時(shí)的反向恢復(fù)損耗。損耗計(jì)算可參考下文的“MOS管損耗的8個(gè)組成部分”部分。

六、耗散功率約束

器件穩(wěn)態(tài)損耗功率PD,max應(yīng)以器件最大工作結(jié)溫度限制作為考量依據(jù)。如能夠預(yù)先知道器件工作環(huán)境溫度，

則可以按如下方法估算出最大的耗散功率：

PD,max≤（Tj,max-Tamb）/Rθj-a

其中Rθj-a是器件結(jié)點(diǎn)到其工作環(huán)境之間的總熱阻,包括Rθjuntion-case,Rθcase-sink,Rθsink-ambiance等。MOS管選型規(guī)范如其間還有絕緣材料還須將其熱阻考慮進(jìn)去。

MOS管參數(shù)含義說明

Vds：DS擊穿電壓.當(dāng)Vgs=0V時(shí)，MOS的DS所能承受的最大電壓

Rds(on)：DS的導(dǎo)通電阻.當(dāng)Vgs=10V時(shí)，MOS的DS之間的電阻

Id：最大DS電流.會隨溫度的升高而降低

Vgs:最大GS電壓.一般為：-20V~+20VI

dm:最大脈沖DS電流.會隨溫度的升高而降低，體現(xiàn)一個(gè)抗沖擊能力，跟脈沖時(shí)間也有關(guān)系

Pd:最大耗散功率

Tj:最大工作結(jié)溫，通常為150度和175度

Tstg:最大存儲溫度

Iar:雪崩電流

Ear:重復(fù)雪崩擊穿能量

Eas:單次脈沖雪崩擊穿能量

BVdss：DS擊穿電壓

Idss:飽和DS電流，uA級的電流

Igss:GS驅(qū)動電流，nA級的電流.

gfs:跨導(dǎo)

Qg:G總充電電量

Qgs:GS充電電量

Qgd:GD充電電量

Td(on):導(dǎo)通延遲時(shí)間，從有輸入電壓上升到10%開始到Vds下降到其幅值90%的時(shí)間

Tr:上升時(shí)間，輸出電壓VDS從90%下降到其幅值10%的時(shí)間

Td(off):關(guān)斷延遲時(shí)間，輸入電壓下降到90%開始到VDS上升到其關(guān)斷電壓時(shí)10%的時(shí)間

Tf:下降時(shí)間，輸出電壓VDS從10%上升到其幅值90%的時(shí)間(參考圖4)。

Ciss:輸入電容，Ciss=Cgd+Cgs.

Coss:輸出電容，Coss=Cds+Cgd.

Crss:反向傳輸電容，Crss=Cgc.
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