MOS管選型規(guī)范原則有六個必知
負載電流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?;驹瓌t為MOSFET實際工作環(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)點溫度(即如下第六條之“耗散功率約束”)。根據(jù)經(jīng)驗,在實際應(yīng)用中規(guī)格書目中之ID會比實際最大工作電流大數(shù)倍,這是因為散耗功率及溫升之限制約束。在初選計算時期還須根據(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。驅(qū)動電壓選擇在保證遠離最大柵源電壓(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損耗計算主要包含如下8個部分:
PD=Pon+Poff+Poff_on+Pon_off+Pds+Pgs+Pd_f+Pd_recover
詳細計算公式應(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)向截止時的反向恢復(fù)損耗。損耗計算可參考下文的“MOS管損耗的8個組成部分”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去。
MOS管參數(shù)含義說明
Vds:DS擊穿電壓.當(dāng)Vgs=0V時,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,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)一個抗沖擊能力,跟脈沖時間也有關(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(guān)斷延遲時間,輸入電壓下降到90%開始到VDS上升到其關(guān)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(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.
烜芯微專業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,4000家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報價以及產(chǎn)品介紹
烜芯微專業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠直銷省20%,4000家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報價以及產(chǎn)品介紹