MOS是MOSFET的縮寫,全稱Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,即金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管,我們一般簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。
MOS管主要分兩大類型,即N溝道和P溝道。在功率系統(tǒng)中,它可以被看作為電器開關(guān)。
當(dāng)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和源極之間加上正電壓時(shí)即為開關(guān)導(dǎo)通,這時(shí)電流可經(jīng)過開關(guān)從漏極流向源極,兩極之間存在一個(gè)導(dǎo)通電阻,要知道,場(chǎng)效應(yīng)管的柵極是個(gè)高阻抗端,所以我們一般要在柵極加上一個(gè)電壓,若柵極為懸空,器件就不可以按照設(shè)計(jì)意圖工作,而且可能在不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)ɑ蜿P(guān)閉,導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)潛在的功率損耗。當(dāng)兩極之間電壓為零的時(shí)候開關(guān)閉合,電流不在流動(dòng),雖然這個(gè)時(shí)候器件處于關(guān)閉狀態(tài),但是仍會(huì)有微小的電流存在,這就是我們說的漏電流IDSS。
那么我們對(duì)于溝道該如何選擇呢?我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)器件第一步就是需要正確的選擇使用N溝道還是P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管,在典型的功率應(yīng)用中,當(dāng)一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管接地,那么負(fù)責(zé)連接到干線電壓上的時(shí)候,這個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管就成為了低壓側(cè)開關(guān),而低壓側(cè)開關(guān)中,一般我們采用N溝道場(chǎng)效應(yīng)管,這也是處于對(duì)關(guān)閉或者導(dǎo)通器件需要的電壓條件考慮。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管連接到總線及負(fù)責(zé)接地的時(shí)候,就需要用到高壓側(cè)開關(guān),這時(shí)候我們一般會(huì)在拓?fù)渲惺褂肞溝道場(chǎng)效應(yīng)管,這是處于對(duì)電壓驅(qū)動(dòng)的考慮。所以兩種情況各不相同,看我們?cè)O(shè)計(jì)的器件具體需求來確認(rèn)具體的溝道型號(hào)。
正常情況下,額定電壓越大,我們的器件成本就越高,根據(jù)我司多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),當(dāng)額定電壓需要大于干線電壓或者總線電壓,這樣才可以提供足夠的保護(hù)以保證場(chǎng)效應(yīng)管不失效,就選擇MOS管而言,我們必須要確定漏極到源極之間可能承受的最大電壓,設(shè)計(jì)過程中也需要考慮的其他安全因素包括開關(guān)電子設(shè)備秀誘發(fā)的電壓瞬間。
不同應(yīng)用情況下的額定電壓也有所不同,在連續(xù)導(dǎo)通的情況下,MOS管處于穩(wěn)態(tài),電流連續(xù)通過器件,一旦確定了脈沖尖峰電流那么直接選擇能承受住這個(gè)最大電流的器件就可以。
MOS管的功率損耗可以用Iload2×RDS(ON)來計(jì)算,由于導(dǎo)通電阻會(huì)隨著溫度變化,所以功率損耗也會(huì)隨之變化,對(duì)于很多方便攜帶的設(shè)備來說,用較低的電壓相對(duì)普遍,而對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備來說,最好采用較高的電壓,需要注意的是RDS(ON)電阻會(huì)隨著電流輕微上升,關(guān)于這方面的電氣參數(shù)變化如果您需要詳細(xì)了解可以聯(lián)系我司索取相應(yīng)的規(guī)格書查詢。
一般情況下,計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求我們也需要考慮到,設(shè)計(jì)工程師必須考慮到設(shè)備的最壞情況和正常使用情況,建議采用針對(duì)最壞情況的計(jì)算結(jié)果來設(shè)計(jì),這樣結(jié)果會(huì)給設(shè)備提供更大的安全余量,能一定程度上確保系統(tǒng)不會(huì)失效。
導(dǎo)通的瞬間電壓電流成績(jī)非常大,一定程度上也決定了器件的開關(guān)性能,所以我們也需要考慮到開關(guān)的損耗,如果系對(duì)開關(guān)性能的要求比較好,建議選擇柵極電荷QG相對(duì)小些功率的MOS管。
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