MOS設(shè)計(jì)選型及損耗計(jì)算資料下載

MOS設(shè)計(jì)選型的幾個(gè)基本原則 建議初選之基本步驟： 1 電壓應(yīng)力 在電源電路應(yīng)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(guī)格書(shū)中標(biāo)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(shù)。故應(yīng)取設(shè)備最低工作溫度條件下之 V(BR)DSS 值作為參考。 2 漏極電流 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(guī)格書(shū)中標(biāo)稱(chēng)最大漏源電流的 90% ；漏極脈沖電流峰值不大于規(guī)格書(shū)中標(biāo)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(fù)溫度系數(shù)，故應(yīng)取器件在最大結(jié)溫條件下之 ID_max 及 ID_pulse 值作為參考。器件此參數(shù)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(shù)（如導(dǎo)通電阻，熱阻等）等相互制約影響所致。最終的判定依據(jù)是結(jié)點(diǎn)溫度（即如下第六條之“耗散功率約束”）。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中規(guī)格書(shū)目中之 ID 會(huì)比實(shí)際最大工作電流大數(shù)倍，這是因?yàn)樯⒑墓β始皽厣拗萍s束。在初選計(jì)算時(shí)期還須根據(jù)下面第六條的散耗功率約束不斷調(diào)整此參數(shù)。建議初選于 3~5 倍左右 ID = (3~5)*ID_max 。 3 驅(qū)動(dòng)要求 MOSFEF 的驅(qū)動(dòng)要求由其柵極總充電電量（ Qg ）參數(shù)決定。在滿(mǎn)足其它參數(shù)要求的情況下，盡量選擇 Qg 小者以便驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)電壓選擇在保證遠(yuǎn)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(guī)格書(shū)中的建議值） 4 損耗及散熱 小的 Ron 值有利于減小導(dǎo)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。 5 損耗功率初算 MOSFET 損耗計(jì)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(xì)計(jì)算公式應(yīng)根據(jù)具體電路及工作條件而定。例如在同步整流的應(yīng)用場(chǎng)合，還要考慮體內(nèi)二極管正向?qū)ㄆ陂g的損耗和轉(zhuǎn)向截止時(shí)的反向恢復(fù)損耗。損耗計(jì)算可參考下文的“MOS管損耗的8個(gè)組成部分”部分。 6 耗散功率約束 器件穩(wěn)態(tài)損耗功率 PD,max 應(yīng)以器件最大工作結(jié)溫度限制作為考量依據(jù)。如能夠預(yù)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(jié)點(diǎn)到其工作環(huán)境之間的總熱阻 , 包括 Rθjuntion-case,Rθcase-sink,Rθsink-ambiance 等。如其間還有絕緣材料還須將其熱阻考慮進(jìn)去。 MOS管損耗的8個(gè)組成部分 在器件設(shè)計(jì)選擇過(guò)程中需要對(duì) MOSFET 的工作過(guò)程損耗進(jìn)行先期計(jì)算（所謂先期計(jì)算是指在沒(méi)能夠測(cè)試各工作波形的情況下，利用器件規(guī)格書(shū)提供的參數(shù)及工作電路的計(jì)算值和預(yù)計(jì)波形，套用公式進(jìn)行理論上的近似計(jì)算）。 MOSFET 的工作損耗基本可分為如下幾部分： 1 導(dǎo)通損耗Pon 導(dǎo)通損耗,指在 MOSFET 完全開(kāi)啟后負(fù)載電流（即漏源電流） IDS(on)(t) 在導(dǎo)通電阻 RDS(on) 上產(chǎn)生之壓降造成的損耗。 導(dǎo)通損耗計(jì)算 先通過(guò)計(jì)算得到 IDS(on)(t) 函數(shù)表達(dá)式并算出其有效值 IDS(on)rms ，再通過(guò)如下電阻損耗計(jì)算式計(jì)算： Pon=IDS(on)rms2 × RDS(on) × K × Don 說(shuō)明 計(jì)算 IDS(on)rms 時(shí)使用的時(shí)期僅是導(dǎo)通時(shí)間 Ton ，而不是整個(gè)工作周期 Ts ； RDS(on) 會(huì)隨 IDS(on)(t) 值和器件結(jié)點(diǎn)溫度不同而有所不同，此時(shí)的原則是根據(jù)規(guī)格書(shū)查找盡量靠近預(yù)計(jì)工作條件下的 RDS(on) 值（即乘以規(guī)格書(shū)提供的一個(gè)溫度系數(shù) K ）。 2 截止損耗Poff 截止損耗，指在 MOSFET 完全截止后在漏源電壓 VDS(off) 應(yīng)力下產(chǎn)生的漏電流 IDSS 造成的損耗。 截止損耗計(jì)算 先通過(guò)計(jì)算得到 MOSFET 截止時(shí)所承受的漏源電壓 VDS(off) ，在查找器件規(guī)格書(shū)提供之 IDSS ，再通過(guò)如下公式計(jì)算： Poff=VDS(off) × IDSS ×（ 1-Don ） 說(shuō)明 IDSS 會(huì)依 VDS(off) 變化而變化，而規(guī)格書(shū)提供的此值是在一近似 V(BR)DSS 條件下的參數(shù)。如計(jì)算得到的漏源電壓 VDS(off) 很大以至接近 V(BR)DSS 則可直接引用此值，如很小，則可取零值，即忽略此項(xiàng)。 3 開(kāi)啟過(guò)程損壞