關(guān)于MOSFET這些一定要知道【圖文分享】-KIA MOS管

MOSFET就是我們俗稱(chēng)的MOS管，常用的就是用MOS管來(lái)做開(kāi)關(guān)器件。

我們通常選MOS管會(huì)希望其有如下的參數(shù)：

1、耐壓足夠高，避免DS的擊穿。 

2、導(dǎo)通電流足夠大，保證功率的輸出足夠。

3、體積小發(fā)熱低，避免過(guò)熱損壞器件。

4、開(kāi)關(guān)速度要快，因?yàn)橐?jīng)過(guò)可變電阻區(qū)，所以要盡快， 避免過(guò)多的發(fā)熱損耗。

各個(gè)參數(shù)介紹：

一、擊穿電壓

DS可承受的最大電壓，這個(gè)參數(shù)也并不是越大越好，耐壓高的管子，一般通態(tài)電阻也比較大！

二、導(dǎo)通電流

Id，持續(xù)漏極電流，通常和通態(tài)電阻有很大關(guān)系。

三、體積和發(fā)熱

熱阻：熱量在傳導(dǎo)過(guò)程中受到的阻礙作用，用R表示。單位℃/W. 

我們自然希望熱阻越小越好，那樣熱量就會(huì)散發(fā)出去，而避免管子過(guò)熱而損壞器件。通常相同參數(shù)的MOS管，體積越大，熱阻就越小，散熱越順利。通常對(duì)于MOS管我們還會(huì)進(jìn)行輔助散熱，諸如增大散熱片，線路板面積的鋪銅等措施。

四、開(kāi)關(guān)速度

開(kāi)關(guān)速度如何處理不好，那么導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的發(fā)熱可能比通態(tài)電阻造成的發(fā)熱還大！

究其原因還是因?yàn)镸OS管不是理想的導(dǎo)通和截止，而是需要一段時(shí)間。例如導(dǎo)通，電壓逐漸降低，電流逐漸升高，這段時(shí)間內(nèi)，電壓和電流都不為0，對(duì)應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生一定的發(fā)熱功率。

當(dāng)然如果是長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的導(dǎo)通或者關(guān)斷的狀態(tài)也倒是無(wú)所謂，但是一般MOS管都是出于高速開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)。這時(shí)候?qū)?yīng)的損耗就不容小覷了。

1.MOS管的開(kāi)關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗

通常解決辦法有 零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)(ZVS)和零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)(ZCS)。

MOS管原理：

MOS管是一個(gè)柵極電壓控制漏極電流的器件。 

柵極從外部來(lái)看的話可以等效成為一個(gè)電容的，控制MOS管的開(kāi)關(guān)就是電容的充放電。一旦超過(guò)開(kāi)啟電壓（2~4V）再繼續(xù)增加就會(huì)進(jìn)入可變電阻區(qū)，繼續(xù)升高就會(huì)進(jìn)入恒流區(qū)。 

電容兩端的電壓不會(huì)突變，升降需要一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程越快也即是開(kāi)關(guān)速度越快，對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)損耗也就越低。

2.柵極充放電等效電路

常情況下，電流越大，對(duì)應(yīng)的柵極電容也就越大也就是說(shuō)開(kāi)關(guān)速度慢。但是電流越大，對(duì)應(yīng)的功率也就越大，它們是相互制約又相互聯(lián)系的，所以，在參數(shù)選擇上，要做到均衡。

柵極電阻的作用

說(shuō)一千道一萬(wàn)就是想盡可能高的提高開(kāi)關(guān)速度，而柵極電阻的存在勢(shì)必會(huì)影響開(kāi)關(guān)速度，即電容的充放電速度。那為何還要保留呢？

3.柵極的寄生振蕩

如果沒(méi)有柵極電阻，由于各種雜散參數(shù)的影響，會(huì)產(chǎn)生柵極的寄生震蕩。甚至還有嚴(yán)重的過(guò)沖現(xiàn)象的發(fā)生。

MOS管內(nèi)部的二極管

通常在MOS管的DS之間是并有一個(gè)二極管的，性能堪比快恢復(fù)二極管。這就是為什么MOS管驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載不需要在額外并聯(lián)二極管的原因。

MOS管驅(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)電路要求足夠的充放電電流，在高速狀態(tài)下，不能使用上下拉電阻來(lái)提供相應(yīng)的高電平和低電平，否則將嚴(yán)重降低開(kāi)關(guān)速度，增加通過(guò)可變電阻區(qū)的時(shí)間，降低效率。那該怎么辦呢？

慢開(kāi)快關(guān)場(chǎng)合驅(qū)動(dòng)電路

4.簡(jiǎn)化后慢開(kāi)快關(guān)電路

在避免寄生震蕩的前提下(保留柵極電阻)，在柵極電阻上并聯(lián)一個(gè)二極管。

這樣在是低電平的時(shí)，可以達(dá)到快速截止的效果。

負(fù)壓截止場(chǎng)合驅(qū)動(dòng)電路

先來(lái)說(shuō)一下負(fù)壓截止的好處

①、保證快速截止。由RC充電模型可知，在0~5V的參考區(qū)間內(nèi)，-5~12的關(guān)斷速度要遠(yuǎn)大于5~12的關(guān)斷速度。

②、保證可靠截止。 因?yàn)镸OS管的GD間有較大的電容存在，因此來(lái)自負(fù)載的高頻干擾可能通過(guò)Cgd在柵極產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓可能導(dǎo)致MOS管的誤導(dǎo)通，而負(fù)壓截止在一定程度上避免此種情況的發(fā)生。

一般驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

5.MOS管驅(qū)動(dòng)電路參考

這里有一點(diǎn)不同了，就是那個(gè)R2和穩(wěn)壓管。

Q：R2啥作用？

A：MOS管柵極輸入阻抗高，在引腳懸空的狀態(tài)下，很容易在柵極形成較高的感應(yīng)電壓而使得管子誤導(dǎo)通，R2的存在可以保證可靠的下拉截止。典型值10K。

Q：穩(wěn)壓管的作用？

A：將柵極電位鉗位，避免擊穿柵極電容，造成MOS管的損壞。 

取值應(yīng)高于驅(qū)動(dòng)電壓，低于最大承受電壓。

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