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對于開關(guān)電源的選擇MOSFET的步驟(二)
來源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時(shí)間:2019-12-16 點(diǎn)擊量:834
事實(shí)上,MOSFET數(shù)據(jù)表上的每一頁都包含有對設(shè)計(jì)者非常有價(jià)值的信息。但人們不是總能搞得清楚該如何解讀制造商提供的數(shù)據(jù)。本文概括了一些MOSFET的關(guān)鍵指標(biāo),這些指標(biāo)在數(shù)據(jù)表上是如何表述的,以及你理解這些指標(biāo)所要用到的清晰圖片。像大多數(shù)電子器件一樣,MOSFET也受到工作溫度的影響。所以很重要的一點(diǎn)是了解測試條件,所提到的指標(biāo)是在這些條件下應(yīng)用的。還有很關(guān)鍵的一點(diǎn)是弄明白你在“產(chǎn)品簡介”里看到的這些指標(biāo)是“最大”或是“典型”值,因?yàn)橛行?shù)據(jù)表并沒有說清楚。
確定開關(guān)電源之MOSFET的首要特性是其漏源電壓VDS,或“漏源擊穿電壓”,這是在柵極短路到源極,漏極電流在250μA情況下,MOSFET所能承受的保證不損壞的最高電壓。VDS也被稱為“25℃下的絕對最高電壓”,但是一定要記住,這個(gè)絕對電壓與溫度有關(guān),而且數(shù)據(jù)表里通常有一個(gè)“VDS溫度系數(shù)”。你還要明白,最高VDS是直流電壓加上可能在電路里存在的任何電壓尖峰和紋波。
開關(guān)電源的選擇MOSFET的步驟第一步:確定熱要求
選擇開關(guān)電源之MOSFET的下一步是計(jì)算系統(tǒng)的散熱要求。設(shè)計(jì)人員必須考慮兩種不同的情況,即最壞情況和真實(shí)情況。建議采用針對最壞情況的計(jì)算結(jié)果,因?yàn)檫@個(gè)結(jié)果提供更大的安全余量,能確保系統(tǒng)不會失效。在開關(guān)電源之MOSFET的資料表上還有一些需要注意的測量數(shù)據(jù);比如封裝器件的半導(dǎo)體結(jié)與環(huán)境之間的熱阻,以及最大的結(jié)溫。
器件的結(jié)溫等于最大環(huán)境溫度加上熱阻與功率耗散的乘積(結(jié)溫=最大環(huán)境溫度+[熱阻×功率耗散])。由于設(shè)計(jì)人員已確定將要通過器件的最大電流,因此可以計(jì)算出不同溫度下的RDS(ON)。值得注意的是,在處理簡單熱模型時(shí),設(shè)計(jì)人員還必須考慮半導(dǎo)體結(jié)/器件外殼及外殼/環(huán)境的熱容量;即要求開關(guān)電源之印刷電路板和封裝不會立即升溫。
雪崩擊穿是指半導(dǎo)體器件上的反向電壓超過最大值,并形成強(qiáng)電場使器件內(nèi)電流增加。該電流將耗散功率,使器件的溫度升高,而且有可能損壞器件。半導(dǎo)體公司都會對器件進(jìn)行雪崩測試,計(jì)算其雪崩電壓,或?qū)ζ骷姆€(wěn)健性進(jìn)行測試。計(jì)算額定雪崩電壓有兩種方法;一是統(tǒng)計(jì)法,另一是熱計(jì)算。
開關(guān)電源的選擇MOSFET的步驟第二步:決定開關(guān)性能
對于開關(guān)電源之選擇MOSFET的最后一步是決定MOSFET的開關(guān)性能。影響開關(guān)性能的參數(shù)有很多,但最重要的是柵極/漏極、柵極/ 源極及漏極/源極電容。這些電容會在器件中產(chǎn)生開關(guān)損耗,因?yàn)樵诿看伍_關(guān)時(shí)都要對它們充電。開關(guān)電源之MOSFET的開關(guān)速度因此被降低,器件效率也下降?;陂_關(guān)性能的重要性,新的技術(shù)正在不斷開發(fā)以解決這個(gè)開關(guān)問題。芯片尺寸的增加會加大柵極電荷;而這會使器件尺寸增大。為了減少開關(guān)損耗,新的技術(shù)如溝道厚底氧化已經(jīng)應(yīng)運(yùn)而生,旨在減少柵極電荷。開關(guān)電源之MOSFET就能應(yīng)對開關(guān)過程中的高速電壓瞬變(dv/dt)和電流瞬變(di/dt),甚至可在更高的開關(guān)頻率下可靠地工作。
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