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?教你若何准确挑选MOS管产物-KIA MOS管

信息来历:本站 日期:2016-10-20 

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可易亚教你准确挑选MOS管首要的一个关键,MOS管挑选不好就能够或许影响到全部电路的功率利用,会构成雪崩等缘由,领会差别的MOS管部件的纤细差别及差别开关电路中的参数,咱们能够或许赞助工程师防止诸多题目,上面咱们来进修下MOS管的准确的挑选体例。


第一步:选用P沟道仍是N沟道

可易亚半导体为企业选用准确元器件的第一步是决议接纳N沟道仍是P沟道MOS管。在典范的功率利用中,当一个MOS管接地,而负载毗连到支线电压上时,该MOS管就组成了高压侧开关。在高压侧开关中,应接纳N沟道MOS管,这是出于对封闭或导通器件所需电压的斟酌。当MOS管毗连到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。凡是会在这个拓扑中接纳P沟道MOS管,这也是出于对电压驱动的斟酌。

要挑选适合的利用元器件,必须肯定驱动器件所需的电压,和在设想中最简略单纯履行的体例。下一步是肯定所需的额外电压,或器件所能蒙受的最大电压。额外电压越大,器件的本钱就越高。按照理论经历,额外电压该当大于支线电压或总线电压。如许才能供给充足的掩护,使MOS管不会生效。就挑选MOS管而言,必须肯定漏极至源极间能够或许蒙受的最大电压,即最大VDS。晓得MOS管能蒙受的最大电压会随温度而变更这点非常首要。设想职员必须在全部任务温度规模内测试电压的变更规模。额外电压必须有充足的余量笼盖这个变更规模,确保电路不会生效。设想工程师须要斟酌的其余宁静身分包含由开关电子装备(如机电或变压器)引发的电压瞬变。差别利用的额外电压也有所差别;凡是,便携式装备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC利用为450~600V。


第二步:肯定额外电流

挑选MOS管的额外电流。视电路布局而定,该额外电流应是负载在一切情况下能够或许蒙受的最大电流。与电压的情况类似,设想职员必须确保所选的MOS管能蒙受这个额外电流,即便在体系发生尖峰电流时。两个斟酌的电流情况是持续形式和脉冲尖峰。在持续导通形式下,MOS管处于稳态,此时电流持续经由进程器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦肯定了这些前提下的最大电流,只要间接挑选能蒙受这个最大电流的器件便可。

选好额外电流后,还必须计较导通消耗。在现实情况下,MOS管并不是抱负的器件,由于在导电进程中会有电能消耗,这称之为导通消耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻,由器件的RDS(ON)所肯定,并随温度而明显变更。器件的功率耗费可由Iload2×RDS(ON)计较,由于导通电阻随温度变更,是以功率耗费也会随之按比例变更。对MOS管施加的电压VGS越高,RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。对体系设想职员来讲,这便是取决于体系电压而须要折衷衡量的处所。对便携式设想来讲,接纳较低的电压比拟轻易(较为遍及),而对产业设想,可接纳较高的电压。注重RDS(ON)电阻会跟着电流轻细回升。对RDS(ON)电阻的各类电气参数变更可在制作商供给的手艺材料表中查到。

手艺对器件的特征有着严重影响,由于有些手艺在进步最大VDS时常常会使RDS(ON)增大。对如许的手艺,若是筹算降落VDS和RDS(ON),那末就得增添晶片尺寸,从而增添与之配套的封装尺寸及相干的开辟本钱。业界现有好几种试图节制晶片尺寸增添的手艺,此中最首要的是沟道和电荷均衡手艺。

在沟道手艺中,晶片中嵌入了一个深沟,凡是是为低电压预留的,用于降落导通电阻RDS(ON)。为了削减最大VDS对RDS(ON)的影响,开辟进程中接纳了内涵发展柱/蚀刻柱工艺。比方,飞兆半导体开辟了称为SupeRFET的手艺,针对RDS(ON)的降落而增添了额外的制作步骤。这类对RDS(ON)的存眷非常首要,由于当规范MOSFET的击穿电压降落时,RDS(ON)会随之呈指数级增添,并且致使晶片尺寸增大。SuperFET工艺将RDS(ON)与晶片尺寸间的指数干系变成了线性干系。如许,SuperFET器件便可在小晶片尺寸,乃至在击穿电压到达600V的情况下,完成抱负的低RDS(ON)。成果是晶片尺寸可减小达35%。而对终究用户来讲,这象征着封装尺寸的大幅减小。


第三步:肯定散热请求

挑选MOS管的下一步是计较体系的散热请求。设想职员必须斟酌两种差别的情况,即最坏情况和实在情况。倡议接纳针对最坏情况的计较成果,由于这个成果供给更大的宁静余量,能确保体系不会生效。在MOS管的材料表上另有一些须要注重的丈量数据;比方封装器件的半导体结与情况之间的热阻,和最大的结温。

元器件的结温即是最大情况温度加上热阻与功率耗散的乘积(结温=最大情况温度+[热阻×功率耗散])。按照这个方程可解出体系的最大功率耗散,即按界说相即是I2×RDS(ON)。由于设想职员已肯定将要经由进程器件的最大电流,是以能够计较出差别温度下的RDS(ON)。值得注重的是,在处置简略热模子时,设想职员还必须斟酌半导体结/器件外壳及外壳/情况的热容量;即请求印刷电路板和封装不会当即升温。

雪崩击穿是指半导体器件上的反向电压跨越最大值,并构成强电场使器件内电流增添。该电流将耗散功率,使器件的温度降落,并且有能够或许破坏器件。半导体公司城市对器件停止雪崩测试,计较其雪崩电压,或对器件的妥当性停止测试。计较额外雪崩电压有两种体例;一是统计法,另外一是热计较。而热计较由于较为适用而获得普遍接纳。除计较外,手艺对雪崩效应也有很大影响。比方,晶片尺寸的增添会进步抗雪崩才能,终究进步器件的妥当性。对终究用户而言,这象征着要在体系中接纳更大的封装件。


第四步:开关机能

挑选MOS管的最初一步是决议MOS管的开关机能。影响开关机能的参数有良多,但最首要的是栅极/漏极、栅极/ 源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中发生开关消耗,由于在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速率是以被降落,器件效力也降落。为计较开关进程中器件的总消耗,设想职员必须计较开经由进程程中的消耗(Eon)和封闭进程中的消耗(Eoff)。MOSFET开关的总功率可用以下方程抒发:Psw=(Eon+Eoff)×开关频次。而栅极电荷(Qgd)对开关机能的影响最大。


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