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  • 選場效應(yīng)MOS管型號知識
    • 發(fā)布時間:2020-01-09 15:22:02
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    選場效應(yīng)MOS管型號知識
    準確挑選MOS管是很關(guān)緊的一個環(huán)節(jié),MOS管挑選非常不好可能影響到整個兒電路的速率和成本,理解不一樣的MOS管器件的微小區(qū)別及不一樣開關(guān)電路中的應(yīng)力能夠幫忙工程師防止好些個問題,下邊我們來學(xué)習(xí)下MOS管的準確的挑選辦法。
    場效應(yīng)MOS管
    第1步:選用N溝道仍然P溝道
    為預(yù)設(shè)挑選準確部件的第1步是表決認為合適而使用N溝道仍然P溝道MOS管。在典型的功率應(yīng)用中,當一個MOS管接地,而負載連署到干線間電壓上時,該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開關(guān)。在低壓側(cè)開關(guān)中,應(yīng)認為合適而使用N溝道MOS管,這是出于對關(guān)閉或?qū)ú考桦妷旱乃妓鲉栴}。當MOS管連署到總線及負載接地時,就要用高壓側(cè)開關(guān)。通例會在這個拓撲中認為合適而使用P溝道MOS管,這也是出于對電壓驅(qū)動的思索問題。
    要挑選適應(yīng)應(yīng)用的部件,務(wù)必確認驅(qū)動部件所需的電壓,以及在預(yù)設(shè)中最簡易執(zhí)行的辦法。下一步是確認所需的定額電壓,還是部件所能承擔(dān)的最大電壓。定額電壓越大,部件的成本就越高。依據(jù)實踐經(jīng)驗,定額電壓應(yīng)該大于干線間電壓或總線間電壓。這么能力供給足夠的盡力照顧,使MOS管不會失去效力。就挑選MOS管而言,務(wù)必確認漏極至源極間有可能承擔(dān)的最大電壓,即最大VDS.曉得MOS管能承擔(dān)的最大電壓會隨溫度而變動這點非常關(guān)緊。預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必在整個兒辦公溫度范圍內(nèi)測試電壓的變動范圍。定額電壓務(wù)必有足夠的余量遮蓋這個變動范圍,保證電路不會失去效力。預(yù)設(shè)工程師需求思索問題的其它安全因素涵蓋由開關(guān)電子設(shè)施(如電機或變壓器)誘發(fā)的電壓瞬變。不一樣應(yīng)用的定額電壓也有所不一樣;一般,便攜式設(shè)施為20V、FPGA電源為20~30V、85~220VAC應(yīng)用為450~600V.
    第2步:確認熱要求
    挑選MOS管的下一步是計算系統(tǒng)的散熱要求。預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必思索問題兩種不一樣的事情狀況,即最壞事情狀況和真實事情狀況。提議認為合適而使用針對最壞事情狀況的計算最后結(jié)果,因此最后結(jié)果供給更大的安全余量,能保證系統(tǒng)不會失去效力。在MOS管的資料表上還有一點需求注意的勘測數(shù)值;譬如封裝部件的半導(dǎo)體結(jié)與背景之間的熱阻,以及最大的結(jié)溫。
    部件的結(jié)溫等于最大背景溫度加上熱阻與功率耗散的乘積(結(jié)溫=最大背景溫度+[熱阻×功率耗散])。依據(jù)這個方程可解出系統(tǒng)的最大功率耗散,即按定義對等于I2×RDS(ON)。因為預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人已確認即將經(jīng)過部件的最大電流,因為這個可以計算出不一樣溫度下的RDS(ON)。值當注意的是,在處置簡單熱板型時,預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人還務(wù)必思索問題半導(dǎo)體結(jié)/部件外殼及外殼/背景的熱容量量;即要求印刷電路板和封裝不會迅即升溫。
    雪崩擊穿是指半導(dǎo)體部件上的逆向電壓超過最大值,并形成強電場使部件內(nèi)電流增加。該電流將耗散功率,使部件的溫度升高,并且可能毀壞部件。半導(dǎo)體企業(yè)都會對部件施行雪崩測試,計算其雪崩電壓,或?qū)Σ考姆€(wěn)健性施行測試。計算定額雪崩電壓有兩種辦法;一是計數(shù)法,另一是熱計算。而熱計算由于較為實用而獲得廣泛認為合適而使用。除計算外,技術(shù)對雪崩效應(yīng)也有非常大影響。例如,晶片尺寸的增加會增長抗雪崩有經(jīng)驗,最后增長部件的穩(wěn)健性。對最后用戶而言,這意味著要在系統(tǒng)中認為合適而使用更大的封裝件。
    第3步:表決開關(guān)性能
    挑選MOS管的最終一步是表決MOS管的開關(guān)性能。影響開關(guān)性能的參變量有眾多,但最關(guān)緊的是柵極/漏極、柵極/
    源極及漏極/源極電容。這些個電容會在部件中萌生開關(guān)傷耗,由于在每每開關(guān)時都要對他們充電。MOS管的開關(guān)速度因為這個被減低,部件速率也減退。為計算開關(guān)過程中部件的總傷耗,預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必計算開經(jīng)過程中的傷耗(Eon)和關(guān)閉過程中的傷耗(Eoff)。MOSFET開關(guān)的總功率可用如下所述方程表現(xiàn):Psw=(Eon+Eoff)×開關(guān)頻率。而柵極電荷(Qgd)對開關(guān)性能的影響最大。
    第4步:確認定額電流
    第4步是挑選MOS管的定額電流。視電路結(jié)構(gòu)而定,該定額電流應(yīng)是負載在全部事情狀況下能夠承擔(dān)的最大電流。與電壓的事情狀況相仿,預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人務(wù)必保證所選的MOS管能承擔(dān)這個定額電流,縱然在系統(tǒng)萌生尖峰電流時。兩個思索問題的電流事情狀況是蟬聯(lián)標準樣式和電子脈沖尖峰。在蟬聯(lián)導(dǎo)通標準樣式下,MOS管處于穩(wěn)態(tài),此時電流蟬聯(lián)經(jīng)過部件。電子脈沖尖峰是指有數(shù)量多電涌(或尖峰電流)流過部件。一朝確認了這些個條件下的最大電流,只需直接挑選能承擔(dān)這個最大電流的部件便可。
    選好定額電流后,還務(wù)必計算導(dǎo)通傷耗。在實際事情狀況下,MOS管并不是理想的部件,由于在導(dǎo)電過程中會有電能傷耗,這稱之為導(dǎo)通傷耗。MOS管在"導(dǎo)通"時就像一個可變電阻,由部件的RDS(ON)所確認,并隨溫度而顯著變動。部件的功率消耗損失可由Iload2×RDS(ON)計算,因為導(dǎo)通電阻隨溫度變動,因為這個功率消耗損失也會隨之按比例變動。對MOS管給予的電壓VGS越高,RDS(ON)便會越小;與之相反RDS(ON)便會越高。對系統(tǒng)預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人來說,這就是決定于于系統(tǒng)電壓而需求折衷衡量的地方。對便攜式預(yù)設(shè)來說,認為合適而使用較低的電壓比較容易(較為存在廣泛),而對于工業(yè)預(yù)設(shè),可認為合適而使用較高的電壓。注意RDS(ON)電阻會隨著電流微小升漲。關(guān)于RDS(ON)電阻的各種電氣參變量變動可在制作商供給的技術(shù)資料表中查到。
    技術(shù)對部件的特別的性質(zhì)有著意大影響,由于有點技術(shù)在增長最大VDS時往往會使RDS(ON)增大。對于這么的技術(shù),假如計劃減低VDS和RDS(ON),那末就得增加晶片尺寸,因此增加與之組成一套的封裝尺寸及有關(guān)的研發(fā)成本。業(yè)界現(xiàn)存好幾種打算扼制晶片尺寸增加的技術(shù),那里面最主要的是溝道和電荷均衡技術(shù)。
    在溝道技術(shù)中,晶片中鑲嵌了一個深溝,一般是為低電壓預(yù)留的,用于減低導(dǎo)通電阻RDS(ON)。為了減損最大VDS對RDS(ON)的影響,研發(fā)過程中認為合適而使用了外延成長柱/腐刻柱工藝。例如,飛兆半導(dǎo)體研發(fā)了稱為SupeRFET的技術(shù),針對RDS(ON)的減低而增加了另外的制作步驟。這種對RDS(ON)的關(guān)心注視非常關(guān)緊,由于當標準MOSFET的擊穿電壓升高時,RDS(ON)會隨之呈指數(shù)級增加,況且造成晶片尺寸增大。SuperFET工藝將RDS(ON)與晶片尺寸間的指數(shù)關(guān)系成為了線性關(guān)系。這么,SuperFET部件便可在小晶片尺寸,甚至于在擊穿電壓達到600V的事情狀況下,成功實現(xiàn)理想的低RDS(ON)。最后結(jié)果是晶片尺寸可減小達35%.而對于最后用戶來說,這意味著封裝尺寸的大幅減小。
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