mos管功耗-mos管功耗計算方法及MOS驅動(dòng)基礎-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-08-05
MOS管功耗，要確定一個(gè)MOSFET場(chǎng)效應管是否適于某一特定應用，需要對其功率耗散進(jìn)行計算。耗散主要包括阻抗耗散和開(kāi)關(guān)耗散：PDDEVICETOTAL=PDRESISTIVE+PDSWITCHING
封裝的小型化使封裝的熱阻降低，功率耗散才能進(jìn)步，相同電壓電流規格或者功率規格的產(chǎn)品，個(gè)頭小的，功率耗散才能更高，這似乎與我們的生活常識有些相悖，但是事實(shí)確實(shí)如此。
VMOS的通態(tài)功耗，業(yè)界習氣于用飽和導通電阻RDS(ON)來(lái)權衡，這是不太客觀(guān)的，由于電流規格在很大水平上影響著(zhù)RDS(ON)的數值，其內在緣由是VMOS管的管芯是由大量管芯單元(Cell)構成的，很顯然，其他條件相同的情況下，電流規格越小，RDS（ON)越大。
一個(gè)相對客觀(guān)的辦法是將管芯面積的要素思索進(jìn)來(lái)，將管芯面積A與RDS(ON)相乘，得到一個(gè)名為“本征電阻”的參數以減少電流規格的影響(圖1．46)。本征電阻小，就意味著(zhù)要么電流規格很高，要么適用的開(kāi)關(guān)頻率很高。另一方面，管芯制程（芯片的設計與制造規程）的開(kāi)展使管芯單元的密度逐步提高，也有利于管芯的小型化。在功率半導體方面，耗散功率會(huì )限制管芯制程的進(jìn)一步減小，這方面還是滯后于小功率IC的。
除了通態(tài)功耗，開(kāi)關(guān)功耗（開(kāi)通與關(guān)斷期間的功耗）也是影響大功率VMOS的主要要素之一，特別是高頻應用，請求尤為迫切。而管芯單元密度的不時(shí)進(jìn)步，會(huì )增加極間電容、散布電容以及柵電荷，這些要素既影響開(kāi)關(guān)功耗，義影響開(kāi)關(guān)速度，雖然如此，這依然是當前技術(shù)開(kāi)展的主要方面。
在普通狀況下，我們很難從公開(kāi)的技術(shù)材料中查閱到管芯的詳細大小，一個(gè)粗略的替代辦法是，能夠用產(chǎn)品技術(shù)手冊中給出RDS(ON)和丈量這一數值所采， 用的漏極電流相乘，我們權且稱(chēng)這個(gè)數值為“歐安值”。用歐安值也能得到相似的結果，如圖1. 47所示。
這個(gè)圖形與圖1. 46最大的不同是，可以反映出開(kāi)關(guān)速度存其中的限制因素，早期的高速產(chǎn)品，如2SK2313，同樣有比擬低的歐安值，但是它的封裝比擬大，而且電流規格偏低。
mos管功耗的驅動(dòng)基礎和時(shí)間功耗計算詳解，我們先來(lái)看看MOS關(guān)模型：
Cgs：由源極和溝道區域重疊的電極形成的，其電容值是由實(shí)際區域的大小和在不同工作條件下保持恒定。
Cgd：是兩個(gè)不同作用的結果。第一JFET區域和門(mén)電極的重疊，第二是耗盡區電容（非線(xiàn)性）。等效的Cgd電容是一個(gè)Vds電壓的函數。
Cds：也是非線(xiàn)性的電容，它是體二極管的結電容，也是和電壓相關(guān)的。這些電容都是由Spec上面的Crss，Ciss和Coss決定的。
由于Cgd同時(shí)在輸入和輸出，因此等效值由于 Vds電壓要比原來(lái)大很多，這個(gè)稱(chēng)為米勒效應。
由于SPEC上面的值按照特定的條件下測試得到的，我們在實(shí)際應用的時(shí)候需要修改Cgd的值。
開(kāi)啟和關(guān)斷的過(guò)程分析：
MOSFET驅動(dòng)器的功耗包含三部分：
1. 由于MOSFET柵極電容充電和放電產(chǎn)生的功耗。
與MOSFET柵極電容充電和放電有關(guān)。這部分功耗通常是最高的，特別在很低的開(kāi)關(guān)頻率時(shí)。
2. 由于MOSFET 驅動(dòng)器吸收靜態(tài)電流而產(chǎn)生的功耗。
高電平時(shí)和低電平時(shí)的靜態(tài)功耗。
3. MOSFET 驅動(dòng)器交越導通（穿通）電流產(chǎn)生的功耗。
由于MOSFET 驅動(dòng)器交越導通而產(chǎn)生的功耗，通常這也被稱(chēng)為穿通。這是由于輸出驅動(dòng)級的P溝道和N 溝道場(chǎng)效應管（FET）在其導通和截止狀態(tài)之間切換時(shí)同時(shí)導通而引起的。
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