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MOSFET在電源設計中是最容易被忽視的電子元器件

工程師鄧生 ? 來源:快點PCB ? 作者:楊鑫 ? 2021-04-04 15:01 ? 次閱讀

金屬-氧化物半導體場效晶體管簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET),是一種可以廣泛使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管(field-effect transistor)。在電源設計中,MOSFET往往是最容易被工程師忽視的電子元器件。

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MOSFET是電源設計中必不可少的一種電子元器件,大部分工程師對MOSFET的使用普遍停留在MOSFET元器件的一些基本參數,比如Vds,Id,Rds(on),零件封裝。但其實MOSFET元器件還有許多重要的參數需要嚴謹思考和確認,包括Ciss,Coss,EAS,Ptot,Trr,SOA,Crss等參數。這些參數對電源產品的性能,穩定性,壽命都有極其重要的影響和作用。

MOSFET的主要參數

1、VDS,即漏源電壓,這是MOSFET的一個極限參數,表示MOSFET漏極與源極之間能夠承受的最大電壓值。需要注意的是,這個參數是跟結溫相關的,通常結溫越高,該值最大。

2、RDS(on),漏源導通電阻,它表示MOSFET在某一條件下導通時,漏源極之間的導通電阻。這個參數與MOSFET結溫,驅動電壓Vgs相關。在一定范圍內,結溫越高,Rds越大;驅動電壓越高,Rds越小。

3、Id,漏極電流,漏極電流通常有幾種不同的描述方式。這個參數同樣是MOSFET的一個極限參數,但此最大電流值并不代表在運行過程中漏極電流能夠達到這個值。它表示當殼溫在某一值時,如果MOSFET工作電流為上述最大漏極電流,則結溫會達到最大值。所以這個參數還跟器件封裝,環境溫度有關。

4、RDS(ON),是場效應管FET漏極D與源極S之間導通時D、S之間的電阻,ON表示導通。

5、Qg,柵極電荷,是在驅動信號作用下,柵極電壓從0V上升至終止電壓(如15V)所需的充電電荷。也就是MOSFET從截止狀態到完全導通狀態,驅動電路所需提供的電荷,是一個用于評估MOSFET的驅動電路驅動能力的主要參數。

6、Eoss,輸出容能量,表示輸出電容Coss在MOSFET存儲的能量大小。由于MOSFET的輸出電容Coss有非常明顯的非線性特性,隨Vds電壓的變化而變化。

7、Vgs,柵源極最大驅動電壓,這也是MOSFET的一個極限參數,表示MOSFET所能承受的最大驅動電壓,一旦驅動電壓超過這個極限值,即使在極短的時間內也會對柵極氧化層產生永久性傷害。

8、Ciss/Coss/Crss

Ciss=Cgs+Cgd此為截止狀態下閘極輸入電荷容量包括Gate端至source端和+Gate端至Drain端之和。

Coss=Cds+Cgd此為Drain端至Source端電荷容量之和,也可以說是寄生二極管逆偏壓容量。

Crss=Cgd此為Gate端至Drain端的電荷容量,此參數對于高頻切換動作影響較大。

9、SOA,安全工作區,每種MOSFET都會給出其安全工作區域,不同雙極型晶體管,功率MOSFET不會表現出二次擊穿,因此安全運行區域只簡單從導致結溫達到最大允許值時的耗散功率定義。

10、BUDS,漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,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BUDS。

11、PDSM,最大耗散功率。也是一項極限參數,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。

責任編輯:lq6

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