在mos管选择方面,系统请求相关的几个重要参数是:
1. 负载电流il。它直接决议于mosfet的输出才能;
2. 输入—输出电压。它受mosfet负载占空比才能限制;
3. mos开关频率fs。这个参数影响mosfet开关霎时的耗散功率;
4. mosfet最大允许工作温度。这要满足系统指定的牢靠性目的。
mosfet设计选择:
一旦系统的工作条件(负载电流,开关频率,输出电压等)被肯定,功率mosfet在参数方面的选择如下:
1 rdson的值。最低的导通电阻,能够减小损耗,并让系统较好的工作。但是,较低电阻的mosfet较高电阻器件。
2 散热。假如空间足够大,能够起到外部散热效果,就能够以较低本钱取得与较低rdson一样的效果。也能够运用外表贴装mosfet到达同样效果。
3 mosfet组合。假如板上空间允许,有时分,能够用两个较高rdson的器件并联,以取得相同的工作温度,并且本钱较低。
mos管参数
(1)mos管主要参数
饱和漏极电流idss它可定义为:当栅、源极之间的电压等于零,而漏、源极之间的电压大于夹断电压时,对应的漏极电流。
夹断电压up它可定义为:当uds一定时,使id减小到一个微小的电流时所需的ugs。
开启电压ut它可定义为:当uds一定时,使id到达某一个数值时所需的ugs。
(2)mos管交流参数
交流参数可分为输出电阻和低频互导2个参数,输出电阻一般在几十千欧到几百千欧之间,而低频互导一般在十分之几至几毫西的范围内,特殊的可达100ms,甚至更高。
低频跨导gm它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。
极间电容mso管三个电极之间的电容,它的值越小表示管子的性能越好。
(3)mos管极限参数
①最大漏极电流是指管子正常工作时漏极电流允许的上限值,
②最大耗散功率是指在管子中的功率,受到管子最高工作温度的限制,
③最大漏源电压是指发生在雪崩击穿、漏极电流开始急剧上升时的电压,
④最大栅源电压是指栅源间反向电流开始急剧增加时的电压值。
除以上参数外,还有极间电容、高频参数等其他参数。
漏、源击穿电压当漏极电流急剧上升时,产生雪崩击穿时的uds。
栅极击穿电压结型mos管正常工作时,栅、源极之间的pn结处于反向偏置状态,若电流过高,则产生击穿现象。
(4)使用时主要关注的mos管参数
1、idss—饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅mos管中,栅极电压ugs=0时的漏源电流。
2、up—夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅mos管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。
3、ut—开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。
4、gm—跨导。是表示栅源电压ugs—对漏极电流id的控制能力,即漏极电流id变化量与栅源电压ugs变化量的比值。gm是衡量mos管放大能力的重要参数。
5、buds—漏源击穿电压。是指栅源电压ugs一定时,mos管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在mos管上的工作电压必须小于buds。
6、pdsm—最大耗散功率。也是一项极限参数,是指mos管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,mos管实际功耗应小于pdsm并留有一定余量。
7、idsm—最大漏源电流。是一项极限参数,是指mos管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。mos管的工作电流不应超过idsm。
mos管参数含义说明
1、极限参数:
id:最大漏源电流。是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过 id 。此参数会随结温度的上升而有所减额
idm:最大脉冲漏源电流。此参数会随结温度的上升而有所减额
pd:最大耗散功率。是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于 pdsm 并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升有所减额
vgs:最大栅源电压
tj:最大工作结温。通常为 150 ℃ 或 175 ℃ ,器件设计的工作条件下须确应避免超过这个温度,并留有一定裕量
tstg:存储温度范围
2、静态参数
v(br)dss:漏源击穿电压。是指栅源电压vgs 为 0 时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于 v(br)dss 。 它具有正温度特性。故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。△ v(br)dss/ △ tj :漏源击穿电压的温度系数,一般为 0.1v/ ℃
rds(on):在特定的 vgs (一般为 10v)、结温及漏极电流的条件下, mosfet 导通时漏源间的最大阻抗。它是一个非常重要的参数,决定了 mosfet 导通时的消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。 故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算
vgs(th):开启电压(阀值电压)。当外加栅极控制电压 vgs 超过 vgs(th) 时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中,常将漏极短接条件下 id 等于 1 毫安时的栅极电压称为开启电压。此参数一般会随结温度的上升而有所降低
idss:饱和漏源电流,栅极电压 vgs=0 、 vds 为一定值时的漏源电流。一般在微安级
igss:栅源驱动电流或反向电流。由于mosfet输入阻抗很大,igss 一般在纳安级
3、动态参数
gfs :跨导。是指漏极输出电流的变化量与栅源电压变化量之比,是栅源电压对漏极电流控制能力大小的量度。 gfs 与 vgs 的转移关系注意看图表
qg :栅极总充电电量。 mosfet 是电压型驱动器件,驱动的过程就是栅极电压的建立过程,这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的,下面将有此方面的详细论述
qgs :栅源充电电量
qgd :栅漏充电(考虑到 miller 效应)电量
td(on) :导通延迟时间。从有输入电压上升到 10% 开始到 vds 下降到其幅值 90% 的时间
tr :上升时间,输出电压 vds 从 90% 下降到其幅值 10% 的时间
td(off) :关断延迟时间,输入电压下降到 90% 开始到 vds 上升到其关断电压时 10% 的时间
tf :下降时间,输出电压 vds 从 10% 上升到其幅值 90% 的时间
ciss :输入电容, ciss= cgd + cgs ( cds 短路)
coss :输出电容,coss = cds +cgd
crss :反向传输电容,crss = cgd
mos管的极间电容,mosfet 之感生电容被大多数制造厂商分成输入电容,输出电容以及反馈电容。所引述的值是在漏源电压为某固定值的情况下。此些电容随漏源电压的变化而变化,电容数值的作用是有限的。输入电容值只给出一个大概的驱动电路所需的充电说明,而栅极充电信息更为有用。它表明为达到一个特定的栅源电压栅极所必须充的电量。
4、雪崩击穿特性参数
这些参数是 mosfet 在关断状态能承受过压能力的指标。如果电压超过漏源极限电压将导致器件处在雪崩状态
eas:单次脉冲雪崩击穿能量。这是个极限参数,说明 mosfet 所能承受的最大雪崩击穿能量
iar:雪崩电流
ear:重复雪崩击穿能量
5、体内二极管参数
is:连续最大续流电流(从源极)
ism:脉冲最大续流电流(从源极)
vsd:正向导通压降
trr:反向恢复时间
qrr:反向恢复充电电量
ton:正向导通时间。(基本可以忽略不计)
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