MOS管

对于MOSFET Datasheet上的参数，你最关心的是哪一个/几个: VDS?ID?RDS(on)?Vgs(th)?封装?Ciss,Coss?Qgs,Qgd,Qg?体二极管?雪崩?…… 从VDS开始 datasheet上电气参数第一个就是V(BR)DSS，即DS击穿电压，也就是我们关心的MOSFET的耐压 此处V(BR)DSS的最小值是600V，是不是表示设计中只要MOSFET上电压不超过600V MOSFET就能工作在安全状态? 相信很多人的 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 是“是!”，曾经我也是这么认为的，但这个正确答案是“不是!” 这个参数是有条件的，这个最小值600V是在Tj=25℃的值，也就是只有在Tj=25℃时,MOSFET上电压不超过600V才算是工作在安全状态。 MOSFET V(BR)DSS是正温度系数的，其实datasheet上有一张V(BR)DSS与Tj的关系图(Table 17)，如下: 要是电源用在寒冷的地方，环境温度低到-40℃甚至更低的话，MOSFET V(BR)DSS值<560V，这时候600V就已经超过MOSFET耐压了。 所以在MOSFET使用中，我们都会保留一定的VDS的电压裕量，其中一点就是为了考虑到低温时 MOSFET V(BR)DSS值变小了，另外一点是为了应对各种恶例条件下开关机的VDS电压尖峰 说到电流，那么接下来就开始看ID 相信大家都知道MOSFET最初都是按xA, xV的命名方式（比如20N60~），慢慢的都转变成Rds(on)和电压的命 名方式(比如IPx60R190C6, 190就是指Rds(on)~). 其实从电流到Rds(on)这种命名方式的转变就表明ID和Rds(on)是有着直接联系的，那么它们之间有什么关系呢？在说明ID和Rds(on)的关系之前，先得跟大家聊聊封装和结温： 1. 封装：影响我们选择MOSFET的条件有哪些？ a) 功耗跟散热性能-->比如：体积大的封装相比体积小的封装能够承受更大的损耗；铁封比塑封的散热性能 更好 b) 对于高压MOSFET还得考虑爬电距离-->高压的MOSFET就没有SO-8封装的，因为G/D/S间的爬电距 离不够 c) 对于低压MOSFET还得考虑寄生参数-->引脚会带来额外的寄生电感、电阻，寄生电感往往会影响到驱动 信号，寄生电阻会影响到Rds(on)的值 d) 空间/体积-->对于一些对体积要求严格的电源，贴片MOSFET就显得有优势了 2. 结温：MOSFET的最高结温Tj_max=150℃，超过此温度会损坏MOSFET，实际使用中建议不要超过70%~90% Tj_max. 回到正题，MOSFET ID和Rds(on)的关系: (1) 封装能够承受的损耗和封装的散热性能(热阻)之间的关系 (2) MOSFET通过电流ID产生的损耗 (1), (2)联立，计算得到ID和Rds_on的关系 有个问题请教下： (3)式的成立时建立在（2）的基础上，但是PD仅仅等于直流损耗吗？一般MOSFET的损耗中直流损耗和开关损耗占的比例都不少，这样只计算直流损耗而忽略开关损耗，会不会造成很大的误差？ ID的定义是Continuous drain current，所以此处计算忽略了开关损耗 其实ID只是个参考值，损耗【ID*Rds(on)^2】引起的温升超过Tj_max才是MOSFET坏掉最终原因 想请教个问题，如果结温是150度的MOS、在极端异常情况下接近150度，是否马上会损坏（这是一个界限转换点吗？损坏的机理是什么？是不是当达到150度时，内部电流密度太大从而烧毁？）。还是说想电容光藕一样，不会马上坏但是会对寿命造成很大的衰减呢？ 各个厂家应该都会留有余量，应该不会是刚好150度就坏的。光耦是光衰，电解电容是电解液的挥发，MOSFET没有这种寿命衰减的说法。 MOSFET的寿命是跟温度有关的。（下图红色框中） 请教一下：您说的对于低压MOSFET还得考虑寄生参数-->引脚会带来额外的寄生电感、电阻，寄生电感往往会影响到驱动信号，寄生电阻会影响到Rds(on)的值。 1. 影响驱动信号，是因为低压MOS驱动电压相对高压MOS比较低，所以寄生电感需要注意吗？ 2.寄生电阻也是因为低压MOS的Rds（on）相对小些，所以也要关注？ 这些都是相对的，应该是所有的管子都要考虑。 1. 是的！因为低压MOSFET的Vgs_th相对要低，所以同样的计生电感产生的Vgs尖峰，在高压MOSFET中达不到Vgs_th，但这个电压可能会大于低压MOSFET的Vgs_th。 2. 是这样的！假设高、低压MOSFET引脚的电阻都为0.5mR：对高压MOSFET来说，目前最小Rds(on)也就20mR 左右，0.5mR/20mR=2.5%，但对低压MOSFET来说，目前Rds(on)最低可以<1mR，0.5mR/1mR=50%。所以相对来说，寄生电阻/引脚电阻在低压MOSFET中显得尤为重要。 Rds(on) 从MOSFET Rds(on)与Tj的图表中可以看 到：Tj增加Rds(on)增大，即Rds(on)是正 温度系数，MOSFET的这一特性使得 MOSFET易于并联使用。 温馨推荐 您可前往百度文库小程序 享受更优阅读体验 不去了 立即体验 Vgs(th) 相信这个值大家都熟悉，但是Vgs(th)是负温度系数有 多少人知道，你知道吗?(上面两图分别来自BSC010NE2LS 和IPP075N15N3 G datasheet.) 相信会有很多人没有注意到Vgs(th)的这一特性，这也是正常的，因为高压MOSFET 的datasheet 中压根就没有这个图，这一点可能是因为高压MOSFET 的Vgs(th)值一般都是2.5V 以上，高温时也就到2V 左右。但对于低压MOSFET 就有点不一样了，很多低压MOSFET 的Vgs(th)在常温时就很低，比如BSC010NE2LS 的Vgs(th)是1.2V~2V ，高温时最低都要接近0.8V 了，这样只要在Gate 有一个很小的尖峰就可能误触发MOSFET 开启从而引起整个电源系统异常。 所以，低压MOSFET 使用时一定要留意Vgs(th)的这个负温度系数的特性!! MOSFET带寄生电容的等效模型 Ciss=Cgd+Cgs, Coss=Cgd+Cds, Crss=Cgd Ciss, Coss, Crss的容值都是随着VDS电压改变而改变的，如下图: Qg 从此图中能够看出: 1. Qg并不等于Qgs+Qgd!! 2. Vgs高,Qg大，而Qg大，驱动损耗大 有个问题,CISS,COSS,CRSS，都是在1MHZ时候定义的，那平时工作在50KHZ时候该怎么计算 频率变化对Ciss,Coss,Crss没什么影响的，主要考虑VDS对这几个值的影响 50kHz时也可以按datasheet中标的值去用 在半桥LLC拓扑中，在死区时间时，我们需要将上下桥臂中的一个MOSFET Coss上的电容从0充电到Vin，同时将另外一个MOSFET Coss上的电容从Vin放电到0，此时等效电容Ceq等于上下桥臂MOSFET的Ciss之和，但 由于上下桥臂MOSFET上VDS电压的差 别,Ceq的电容将会如下图: 在LLC拓扑中，减小死区时间可以提高效率，但过小的死区时间会导致无法实现ZVS。因此选择在VDS在低压时Coss较小的MOSFET可以让LLC更加容易实现ZVS，死区时间也可以适当减小，从而提升效率。 并联使用的时候3个脚对应连在一起就可以了吗? 并不是这样的，每个MOSFET都得有自己的驱动电阻，建议最好每个驱动电阻再串联一个小磁珠 还有体二极管的几个参数，补上! VSD，二极管正向压降==> 这个参数不是关注的重点 trr，二极管反向回复时间 ==>越小越好 Qrr，反向恢复电荷==>Qrr大小关系到MOSFET的开关损耗，越小越好,trr越小此值也会小 trr越小此值也会小---------这个未必 从上图看出,Qrr就是Qs+Qf，也就是以trr为底以Irrm为高的三角形面积，可见考量反向恢复损耗时还要考虑反向恢复电流Irrm，相同的Qrr时,trr越小意味着Irrm越大,di/dt也大，反向恢复特性越硬，这种特性在超结MOS上暴露无遗