MOS管選型規范- MOS管選型規范的六個(gè)原則必知-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-09-21
負載電流IL--它直接決定于MOSFET的輸出能力；輸入-輸出電壓–它受MOSFET負載占空比能力限制；開(kāi)關(guān)頻率FS–參數影響MOSFET開(kāi)關(guān)瞬間的耗散功率；MOS管最大允許工作溫度–這要滿(mǎn)足系統指定的可靠性目標。
在電源電路應用中，往往首先考慮漏源電壓VDS的選擇。在此上的基本原則為MOSFET實(shí)際工作環(huán)境中的最大峰值漏源極間的電壓不大于器件規格書(shū)中標稱(chēng)漏源擊穿電壓的90%。即：VDS_peak≤90%*V(BR)DSS
注：一般地，V(BR)DSS具有正溫度系數。故應取設備最低工作溫度條件下之V(BR)DSS值作為參考。
其次考慮漏極電流的選擇。基本原則為MOSFET實(shí)際工作環(huán)境中的最大周期漏極電流不大于規格書(shū)中標稱(chēng)最大漏源電流的90%；
漏極脈沖電流峰值不大于規格書(shū)中標稱(chēng)漏極脈沖電流峰值的90%即：ID_max≤90%*ID，ID_pulse≤90%*IDP
注：一般地，ID_max及ID_pulse具有負溫度系數，故應取器件在最大結溫條件下之ID_max及ID_pulse值作為參考。器件此參數的選擇是極為不確定的—主要是受工作環(huán)境，散熱技術(shù)，器件其它參數（如導通電阻，熱阻等）等相互制約影響所致。最終的判定依據是結點(diǎn)溫度（即如下第六條之“耗散功率約束”）。根據經(jīng)驗，在實(shí)際應用中規格書(shū)目中之ID會(huì )比實(shí)際最大工作電流大數倍，這是因為散耗功率及溫升之限制約束。在初選計算時(shí)期還須根據下面第六條的散耗功率約束不斷調整此參數。建議初選于3~5倍左右ID=(3~5)*ID_max。
MOSFEF的驅動(dòng)要求由其柵極總充電電量（Qg）參數決定。在滿(mǎn)足其它參數要求的情況下，盡量選擇Qg小者以便驅動(dòng)電路的設計。驅動(dòng)電壓選擇在保證遠離最大柵源電壓（VGSS）前提下使Ron盡量小的電壓值（一般使用器件規格書(shū)中的建議值）
小的Ron值有利于減小導通期間損耗，小的Rth值可減小溫度差（同樣耗散功率條件下），故有利于散熱。
MOSFET損耗計算主要包含如下8個(gè)部分：
PD=Pon+Poff+Poff_on+Pon_off+Pds+Pgs+Pd_f+Pd_recover
詳細計算公式應根據具體電路及工作條件而定。例如在同步整流的應用場(chǎng)合，還要考慮體內二極管正向導通期間的損耗和轉向截止時(shí)的反向恢復損耗。損耗計算可參考下文的“MOS管損耗的8個(gè)組成部分”部分。
器件穩態(tài)損耗功率PD,max應以器件最大工作結溫度限制作為考量依據。如能夠預先知道器件工作環(huán)境溫度，
則可以按如下方法估算出最大的耗散功率：
PD,max≤（Tj,max-Tamb）/Rθj-a
其中Rθj-a是器件結點(diǎn)到其工作環(huán)境之間的總熱阻,包括Rθjuntion-case,Rθcase-sink,Rθsink-ambiance等。MOS管選型規范如其間還有絕緣材料還須將其熱阻考慮進(jìn)去。
Vds：DS擊穿電壓.當Vgs=0V時(shí)，MOS的DS所能承受的最大電壓
Rds(on)：DS的導通電阻.當Vgs=10V時(shí)，MOS的DS之間的電阻
Id：最大DS電流.會(huì )隨溫度的升高而降低
Vgs:最大GS電壓.一般為：-20V~+20VI
dm:最大脈沖DS電流.會(huì )隨溫度的升高而降低，體現一個(gè)抗沖擊能力，跟脈沖時(shí)間也有關(guān)系
Pd:最大耗散功率
Tj:最大工作結溫，通常為150度和175度
Tstg:最大存儲溫度
Iar:雪崩電流
Ear:重復雪崩擊穿能量
Eas:單次脈沖雪崩擊穿能量
BVdss：DS擊穿電壓
Idss:飽和DS電流，uA級的電流
Igss:GS驅動(dòng)電流，nA級的電流.
gfs:跨導
Qg:G總充電電量
Qgs:GS充電電量
Qgd:GD充電電量
Td(on):導通延遲時(shí)間，從有輸入電壓上升到10%開(kāi)始到Vds下降到其幅值90%的時(shí)間
Tr:上升時(shí)間，輸出電壓VDS從90%下降到其幅值10%的時(shí)間
Td(off):關(guān)斷延遲時(shí)間，輸入電壓下降到90%開(kāi)始到VDS上升到其關(guān)斷電壓時(shí)10%的時(shí)間
Tf:下降時(shí)間，輸出電壓VDS從10%上升到其幅值90%的時(shí)間(參考圖4)。
Ciss:輸入電容，Ciss=Cgd+Cgs.
Coss:輸出電容，Coss=Cds+Cgd.
Crss:反向傳輸電容，Crss=Cgc.
