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MOSFET datasheet参数理解及其主要特性

MOSFET datasheet参数理解及其主要特性
MOSFET datasheet参数理解及其主要特性

如何看懂MOSFET规格书

如何看懂MOSFET规格书 作为一个电源方面的工程师、技术人员,相信大家对MOSFET 都不会陌生。在电源论坛中,关于MOSFET 的帖子也应有尽有:MOSFET 结构特点/工作原理、MOSFET 驱动技术、MOSFET 选型、MOSFET 损耗计算等,论坛高手、大侠们都发表过各种牛贴,我也不敢在这些方面再多说些什么了。 工程师们要选用某个型号的 MOSFET,首先要看的就是规格书/datasheet,拿到 MOSFET 的规格书/datasheet 时,我们要怎么去理解那十几页到几十页的内容呢?本帖的目的 就是为了和大家分享一下我对 MOSFET 规格书/datasheet 的理解和一些观点,有什么错误、不当的地方请大家指出,也希望大家分享一下自己的一些看法,大家一起学习。PS: 1. 后续内容中规格书/datasheet 统一称为 datasheet2. 本 帖中有关 MOSFET datasheet 的数据截图来自英飞凌 IPP60R190C6 datasheet1VDSDatasheet 上电气参数第一个就是 V(BR)DSS,即 DS 击穿电压,也就是我们关心的 MOSFET 的耐压 此处V(BR)DSS的最小值是600V,是不是表示设计中只要MOSFET上电压不超过600V MOSFET就能工作在安全状态?

相信很多人的答案是“是!”,曾经我也是这么认为的,但这个正确答案是“不是!” 这个参数是有条件的,这个最小值600V是在Tj=25℃的值,也就是只有在Tj=25℃时,MOSFET上电压不超过600V 才算是工作在安全状态。 MOSFET V(BR)DSS是正温度系数的,其实datasheet上有一张 V(BR)DSS与Tj的关系图(Table 17),如下:要是电源用在寒冷的地方,环境温度低到-40℃甚至更低的话,MOSFET V(BR)DSS值 所以在MOSFET使用中,我们都会保留一定的VDS的电压裕量,其中一点就是为了考虑到低温时MOSFET V(BR)DSS值变小了,另外一点是为了应对各种恶例条件下开关机的VDS电压尖峰。2ID相信大家都知道 MOSFET 最初都是按 xA, xV 的命名方式(比如 20N60~),慢慢的都转变成Rds(on)和电压的命名方式(比如 IPx60R190C6, 190 就是指Rds(on)~).其实从电流到 Rds(on)这种命名方式的转变就表明 ID 和 Rds(on)是有着直接联系的,那么它们之间有什么关系呢?在说明 ID 和 Rds(on)的关系之前,先得跟大家聊聊封装和结温:1). 封装:影响我们选择 MOSFET 的条件有哪些?a) 功耗跟散热性能 -->比如:体积大的封装相比

MOSFET选型注意事项及应用实例

MOSFET选型注意事项及应用实例 MOSFET的选型基础MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。导通时,电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。作为电气系统中的基本部件,工程师如何根据参数做出正确选择呢?本文将讨论如何通过四步来选择正确的MOSFET。1)沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N 沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。 2)电压和电流的选择。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220V AC 应用为450~600V。在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。3)计算导通损耗。MOSFET器件的功率耗损可由Iload2×RDS(ON)计算,由于导通电阻随温度变化,因此功率耗损也会随之按比例变

MOSFET选型经验

功率MOSFET选型的几点经验 作者:Hugo Yu 使用功率MOSFET也有两年多时间了,这方面的技术文章看了不少,但实际应用选型方面的文章不是很多。在此,根据学到的理论知识和实际经验,和广大同行一起分享、探讨交流下功率MOSFET的选型。 由于相应理论技术文章有很多介绍MOSFET参数和性能的,这里不作赘述,只对实际选型用图解和简单公式作简单通俗的讲解。另外,这里的功率MOSFET应用选型为功率开关应用,对于功率放大应用不一定适用。不正之处,希望大家不吝指正。 功率MOSFET的分类及优缺点 和小功率MOSFET类似,功率MOSFET也有分为N沟道和P沟道两大类;每个大类又分为增强型和耗尽型两种。虽然耗尽型较之增强型有不少的优势(请查阅资料,不详述),但实际上大部分功率MOSFET都是增强型的。(可能因为实际的制作工艺无法达到理论要求吧,看来理论总是跟实际有差距的,哈哈) MOSFET是电压控制型器件,三极管是电流控制型器件,这里说的优缺点当然是要跟功率三极管(GTR)来做比较的:优点—开关速度快、输入阻抗高、驱动方便等;缺点—难以制成高电压、大电流型器件,这是因为耐压高的功率MOSFET的通态电阻较大的缘故。 言归正传,下面来看看具体如何选型— 功率MOSFET的选型 1. 我的应用该选择哪种类型的MOSFET? 前面说了,实际应用主要使用增强型功率MOSFET,但到底该选择N沟道的还是P沟道的呢?如果你对这个问题有疑问,下面的图和注释会让你一目了然! a) N沟道MOSFET b) P沟道MOSFET 负载(Load)的连接方式决定了所选MOSFET的类型,这是出于对驱动电压的考虑。当负载接地时,采用P沟道MOSFET;当负载连接电源电压时,选择N沟道MOSFET。

mos管选型指导

MOS管选型指导 正确选择MOS管是很重要的一个环节,MOS管选择不好有可能影响到整个电路的效率和成本,了解不同的MOS管部件的细微差别及不同开关电路中的应力能够帮助工程师避免诸多问题,下面我们来学习下MOS管的正确的选择方法。 第一步:选用N沟道还是P沟道 为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中,当一个MOS管接地,而负载连接到干线电压上时,该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道MOS管,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P 沟道MOS管,这也是出于对电压驱动的考虑。 要选择适合应用的器件,必须确定驱动器件所需的电压,以及在设计中最简易执行的方法。下一步是确定所需的额定电压,或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOS管不会失效。就选择MOS管而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。知道MOS管能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围,确保电路不会失效。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如

电机或变压器)诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V。 第二步:确定额定电流 第二步是选择MOS管的额定电流。视电路结构而定,该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,设计人员必须确保所选的MOS管能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,MOS管处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。 选好额定电流后,还必须计算导通损耗。在实际情况下,MOS管并不是理想的器件,因为在导电过程中会有电能损耗,这称之为导通损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻,由器件的RDS(ON)所确定,并随温度而显著变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS(ON)计算,由于导通电阻随温度变化,因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施加的电压VGS越高,RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。对系统设计人员来说,这就是取决于系统电压而需要折中权衡的地方。对便携式设计来说,采用较低的电压比较容易(较为普遍),而对于工业设计,可采用较高的电压。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升。关于RDS(ON)电阻的各种电气参数变化可在制造商提供的技术资料表中查到。 技术对器件的特性有着重大影响,因为有些技术在提高最大VDS时往往会使RDS(ON)增大。对于这样的技术,如果打算降低VDS和RDS(ON),那么就得增加晶片尺寸,从而增加与之配套的封装尺寸及相关的开发成本。业界现有好几种试图控制晶片尺寸增加的技术,其中最主要的是沟道和电荷平衡技术。 在沟道技术中,晶片中嵌入了一个深沟,通常是为低电压预留的,用于降低导通电阻RDS(ON)。为了减少最大VDS对RDS(ON)的影响,开发过程中采用了外延生长柱/蚀刻柱工艺。例如,飞兆半导体开发了称为SupeRFET的技术,针对RDS(ON)的降低而增加了额外的制造步骤。这种对RDS(ON)的关注十分重要,因为当标准MOSFET的击穿电压升高时,RDS(ON)会随之呈指数级增加,并且导致晶片尺寸增大。SuperFET工艺将RDS(ON)与晶片尺寸间的指数关系变成了线性关系。这样,SuperFET器件便可在小晶片尺寸,甚至在击穿电压达到600V的情况下,实现理想的低RDS(ON)。结果是晶片尺寸可减小达35%。而对于最终用户来说,这意味着封装尺寸的大幅减小。 第三步:确定热要求 选择MOS管的下一步是计算系统的散热要求。设计人员必须考虑两种不同的情况,即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果,因为这个结果提供更大的安全余量,能确保系统不会失效。在MOS管的资料表上还有一些需要注意的测量数据;比如封装器件的半导体结与环境之间的热阻,以及最大的结温。

常用mos管(选型)

常用MOS管选型参考如下表所示: IRFU020 50V 15A 42W * * NmOS场效应IRFPG42 1000V 4A 150W * * NmOS场效应IRFPF40 900V 4.7A 150W * * NmOS场效应IRFP9240 200V 12A 150W * * PmOS场效应IRFP9140 100V 19A 150W * * PmOS场效应IRFP460 500V 20A 250W * * NmOS场效应IRFP450 500V 14A 180W * * NmOS场效应IRFP440 500V 8A 150W * * NmOS场效应IRFP353 350V 14A 180W * * NmOS场效应IRFP350 400V 16A 180W * * NmOS场效应IRFP340 400V 10A 150W * * NmOS场效应IRFP250 200V 33A 180W * * NmOS场效应IRFP240 200V 19A 150W * * NmOS场效应IRFP150 100V 40A 180W * * NmOS场效应IRFP140 100V 30A 150W * * NmOS场效应IRFP054 60V 65A 180W * * NmOS场效应IRFI744 400V 4A 32W * * NmOS场效应IRFI730 400V 4A 32W * * NmOS场效应IRFD9120 100V 1A 1W * * NmOS场效应IRFD123 80V 1.1A 1W * * NmOS场效应IRFD120 100V 1.3A 1W * * NmOS场效应IRFD113 60V 0.8A 1W * * NmOS场效应IRFBE30 800V 2.8A 75W * * NmOS场效应IRFBC40 600V 6.2A 125W * * NmOS场效应IRFBC30 600V 3.6A 74W * * NmOS场效应IRFBC20 600V 2.5A 50W * * NmOS场效应IRFS9630 200V 6.5A 75W * * PmOS场效应IRF9630 200V 6.5A 75W * * PmOS场效应IRF9610 200V 1A 20W * * PmOS场效应IRF9541 60V 19A 125W * * PmOS场效应IRF9531 60V 12A 75W * * PmOS场效应IRF9530 100V 12A 75W * * PmOS场效应IRF840 500V 8A 125W * * NmOS场效应IRF830 500V 4.5A 75W * * NmOS场效应IRF740 400V 10A 125W * * NmOS场效应IRF730 400V 5.5A 75W * * NmOS场效应IRF720 400V 3.3A 50W * * NmOS场效应IRF640 200V 18A 125W * * NmOS场效应

常用MOS管选型参考

常用MOS管选型参考 IRFU02050V15A42W NmOS场效应IRFPG421000V4A150W NmOS场效应IRFPF40900V 4.7A150W NmOS场效应IRFP460500V20A250W NmOS场效应IRFP450500V14A180W NmOS场效应IRFP440500V8A150W NmOS场效应IRFP353350V14A180W NmOS场效应IRFP350400V16A180W NmOS场效应IRFP340400V10A150W NmOS场效应IRFP250200V33A180W NmOS场效应IRFP240200V19A150W NmOS场效应IRFP150100V40A180W NmOS场效应IRFP140100V30A150W NmOS场效应IRFP05460V65A180W NmOS场效应IRFI744400V4A32W NmOS场效应IRFI730400V4A32W NmOS场效应IRFD9120100V1A1W NmOS场效应IRFD12380V 1.1A1W NmOS场效应IRFD120100V 1.3A1W NmOS场效应IRFD11360V0.8A1W NmOS场效应IRFBE30800V 2.8A75W NmOS场效应IRFBC40600V 6.2A125W NmOS场效应IRFBC30600V 3.6A74W NmOS场效应IRFBC20600V 2.5A50W NmOS场效应IRFS9630200V 6.5A75W PmOS场效应IRF9630200V 6.5A75W PmOS场效应IRF9610200V1A20W PmOS场效应IRF954160V19A125W PmOS场效应IRF953160V12A75W PmOS场效应IRF9530100V12A75W PmOS场效应IRF840500V8A125W NmOS场效应IRF830500V 4.5A75W NmOS场效应IRF740400V10A125W NmOS场效应IRF730400V 5.5A75W NmOS场效应IRF720400V 3.3A50W NmOS场效应IRF640200V18A125W NmOS场效应IRF630200V9A75W NmOS场效应IRF610200V 3.3A43W NmOS场效应IRF54180V28A150W NmOS场效应IRF540100V28A150W NmOS场效应IRF530100V14A79W NmOS场效应IRF440500V8A125W NmOS场效应IRF230200V9A79W NmOS场效应IRF130100V14A79W NmOS场效应BUZ20100V12A75W NmOS场效应BUZ11A50V25A75W NmOS场效应BS17060V0.3A0.63W NmOS场效应

如何正确的选择MOSFET

如何正确选择MOSFET 随着制造技术的发展和进步,系统设计人员必须跟上技术的发展步伐,才能为其设计挑选最合适的电子器件。MOSFET是电气系统中的基本部件,工程师需要深入了解它的关键特性及指标才能做出正确选择。 本文将讨论如何根据RDS(ON)、热性能、雪崩击穿电压及开关性能指标来选择正确的MOSFET。MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。导通时,电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端, 因此,总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。 第一步:选用N沟道还是P沟道 为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。 要选择适合应用的器件,必须确定驱动器件所需的电压,以及在设计中最简易执行的方法。下一步是确定所需的额定电压,或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。知道MOSFET能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围,确保电路不会失效。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V。 第二步:确定额定电流 第二步是选择MOSFET的额定电流。视电路结构而定,该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,设计人员必须确保所选的MOSFET能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。

常见mos管的型号参数

电调常见的烧毁问题,可通过更换烧坏的MOS管来解决,如相应电流的,可用更多大额定电流的代替。注意,焊接MOS止静电。 TO-220 TO-252 TO-3

附SO-8(贴片8脚)封装MOS管IRF7805Z的引脚图。 上图中有小圆点的为1脚 注:下表按电流降序排列(如有未列出的,可回帖,我尽量补 封装形式极性型号电流(A)耐压(V)导通电阻(mΩ) SO-8N型SI43362230 4.2 SO-8N型IRF78312130 3.6 SO-8N型IRF783220304

SO-8N型IRF872114308.5 SO-8N型IRF78051330 SO-8N型IRF7805Q133011 SO-8N型IRF7413123018 SO-8N型TPC800312306 SO-8N型IRF7477113020 SO-8N型IRF7811113012 SO-8N型IRF7466103015 SO-8N型SI4410103014 SO-8N型SI4420103010 SO-8N型A27009307.3 SO-8N型IRF78078.330 SO-8N型SI48127.33028 SO-8N型SI9410 6.93050 SO-8N型IRF731363029 SO-8P型SI440517307.5 SO-8P型STM4439A143018 SO-8P型FDS667913309 SO-8P型SI441113308 SO-8P型SI446312.32016 SO-8P型SI44071230 SO-8P型IRF7424113013.5 SO-8P型IRF7416103020 SO-8P型IRF7416Q103020 SO-8P型SI442593019 SO-8P型IRF74248.83022 SO-8P型SI443583020 SO-8P型SI4435DY83020 SO-8P型A271673011.3 SO-8P型IRF7406 5.83045 SO-8P型SI9435 5.33050 SO-8P型IRF7205 4.63070 TO-252N型FDD668884305 TO-3N型IRF1504010055 TO-220N型IRF370321030 2.8 TO-220N型IRL3803140306 TO-220N型IRF140513155 5.3 TO-220N型IRF3205110558 TO-220N型BUZ111S80558

MOSFET设计选择

MOSFET设计选择/ 损耗组成及计算方法 2007年04月17日星期二22:10 一、设计选择 MOSFET 的应用选择须综合各方面的限制及要求。下面主要从应用的安全可靠性方面阐述选型的基本原则。 建议初选之基本步骤: 下面详细解释其中各参数选择之原则及注意事项。 1 )电压应力: 在电源电路应用中,往往首先考虑漏源电压 V DS的选择。在此上的基本原则为 MOSFET 实际工作环境中的最大峰值漏源极间的电压不大于器件规格书中标称漏源击穿电压的 90% 。即: V DS_peak≤ 90% * V(BR)DSS 注:一般地, V(BR)DSS具有正温度系数。故应取设备最低工作温度条件下之 V(BR)DSS值作为参考。 2)漏极电流: 其次考虑漏极电流的选择。基本原则为 MOSFET 实际工作环境中的最大周期漏极电流不大于规格书中标称最大漏源电流的 90% ;漏极脉冲电流峰值不大于规格书中标称漏极脉冲电流峰值的 90% 即: I D_max≤ 90% * I D I D_pulse ≤ 90% * I DP 注:一般地, I D_max及 I D_pulse 具有负温度系数,故应取器件在最大结温条件下之 I D_max及 I D_pulse 值作为参考。器件此参数的选择是极为不确定的—主要是受工作环境,散热技术,器件其它参数(如导通电阻,热阻等)等相互制约影响所致。最终的判定依据是结点温度(即如下第六条之“耗散功率约束”)。根据经验,在实际应用中规格书目中之 I D会比实际最大工作电流大数倍,这是因为散耗功率及温升之限制约束。在初选计算时期还须根据下面第六条的散耗功率约束不断调整此参数。建议初选于 3~5 倍左右 I D = (3~5)*I D_max。 3)驱动要求: MOSFEF 的驱动要求由其栅极总充电电量( Qg )参数决定。在满足其它参数要求的情况下,尽量选择 Qg 小者以便驱动电路的设计。驱动电压选择在保证远离最大栅源电压( V GSS)前提下使 Ron 尽量小的电压值(一般使用器件规格书中的建议值)。 4)损耗及散热: 小的 Ron 值有利于减小导通期间损耗,小的 Rth 值可减小温度差(同样耗散功率条件下),故有利于散热。

MOS管正确选择的步骤

MOS管正确选择的步骤 正确选择MOS管是很重要的一个环节,MOS管选择不好有可能影响到整个电路的效率和成本,了解不同的MOS管部件的细微差别及不同开关电路中的应力能够帮助工程师避免诸多问题,下面我们来学习下MOS管的正确的选择方法。 第一步:选用N沟道还是P沟道 为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中,当一个MOS管接地,而负载连接到干线电压上时,该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N 沟道MOS管,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管,这也是出于对电压驱动的考虑。 要选择适合应用的器件,必须确定驱动器件所需的电压,以及在设计中最简易执行的方法。下一步是确定所需的额定电压,或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOS管不会失效。就选择MOS管而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。知道MOS管能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围,确保电路不会失效。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA 电源为20~30V、85~220V AC应用为450~600V。 第二步:确定额定电流 第二步是选择MOS管的额定电流。视电路结构而定,该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,设计人员必须确保所选的MOS管能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,MOS管处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。 选好额定电流后,还必须计算导通损耗。在实际情况下,MOS管并不是理想的器件,因为在导电过程中会有电能损耗,这称之为导通损耗。MOS管在“导通”时就像一个可变电阻,由器件的RDS(ON)所确定,并随温度而显著变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS(ON)计算,由于导通电阻随温度变化,因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施加的电压VGS越高,RDS(ON)就会越小;反之RDS (ON)就会越高。对系统设计人员来说,这就是取决于系统电压而需要折中权衡的地方。对便携式设计来说,采用较低的电压比较容易(较为普遍),而对于工业设计,可采用较高的电压。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升。关于RDS(ON)电阻的各种电气参数变化可在制造商提供的技术资料表中查到。 需要提醒设计人员,一般来说MOS管规格书标注的Id电流是MOS管芯片的最大常态电流,实际使用时的最大常态电流还要受封装的最大电流限制。因此客户设计产品时的最大使用电流设定要考虑封装的最大电流限制。建议客户设计产品时的最大使用电流设定更重要的是要考虑MOS的内阻参数。 技术对器件的特性有着重大影响,因为有些技术在提高最大VDS时往往会使RDS(ON)增大。对于

关于MOSFET驱动电阻选择

Q L Rg Cgs DR IVE VC C 12V

驱动电压: 驱动电流: 可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高,震荡比较多,L越大越明显,此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。 此外也要看到,当L比较小时, 此时驱动电流的峰值比较大,而一般 IC的驱动电流输出能力都是有一定 限制的,当实际驱动电流达到IC输 出的最大值时,此时IC输出相当于 一个恒流源,对Cgs线性充电,驱动 电压波形的上升率会变慢。电流曲线 就可能如左图所示(此时由于电流不 变,电感不起作用)。这样可能会对 IC的可靠性产生影响,电压波形上升 段可能会产生一个小的台阶或毛刺。

TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80 可以看到L 对上升时间的影响比较小,主要还是Rg 影响比较大。上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算,通常上升时间小于导通时间的二十分之一时,MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题,因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值 也就确定了 Rg 140Ton_min Cgs ,一般Rg 在取值范围内越小越好,但是考虑EMI 的话可以 适当取大。 以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择,在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小,这也是Rsink

MOSFET的选型及应用概览

MOSFET的选型及应用概览 中心议题:MOSFETMOSFET的选型基础MOSFET在开关电源中的应用MOSFET在马达控制中的应用MOSFET在汽车中的应用MOSFET在LED 灯具中的驱动 MOSFET广泛使用在模拟电路与数字电路中,和我们的生活密不可分。MOSFET的优势在于:首先驱动电路比较简单。MOSFET需要的驱动电流比BJT则小得多,而且通常可以直接由CMOS 或者集电极开路TTL驱动电路驱动;其次MOSFET的开关速度比较迅速,能够以较高的速度工作,因为没有电荷存储效应;另外MOSFET没有二次击穿失效机理,它在温度越高时往往耐力越强,而且发生热击穿的可能性越低,还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。MOSFET 已经得到了大量应用,在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。近年来,随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用MOSFET 产品的行业在近几年来得到了快速的发展,功率MOSFET更是备受关注。据预测,2010-2015年中国功率MOSFET市场的总体复合年度增长率将达到13.7%。虽然市场研究公司 iSuppli 表示由于宏观的投资和经济政策和日本地震带来的晶圆与原材料供应问题,今年的功率MOSFET市场会放缓,但消费电子和数据处理的需求依然旺盛,因此长期来看,功率MOSFET 的增长还是会持续一段相当长的时间。技术一直在进步,功率MOSFET市场逐渐受到了新技术的挑战。例如,业内有不少公司已经开始研发GaN功率器件,并且断言硅功率MOSFET的性能可提升的空间已经非常有限。不过,GaN 对功率MOSFET市场的挑战还处于非常初期的阶段,MOSFET在技术成熟度、供应量等方面仍然占据明显的优势,经过三十多年的发展,MOSFET 市场也不会轻易被新技术迅速替代。五年甚至更长的时间内,MOSFET仍会占据主导的位置。MOSFET也仍将是众多刚入行的工程师都会接触到的器件,本期半月谈将会从基础开始,探讨MOSFET的一些基础知识,包括选型、关键参数的介绍、系统和散热的考虑等等;最后还会就一些最常见的热门应用为大家做一些介绍。MOSFET 的选型基础 MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。在功率系统中,MOSFET可被看成电气开关。当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。导通时,电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端,因此,总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空,器件将不能按设计意图工作,并可能在不恰当的时刻导通或关闭,导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时,开关关闭,而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭,但仍然有微小电流存在,这称之为漏电流,即IDSS。作为电气系统中的基本部件,工程师如何根据参数做出正确选择呢?本文将讨论如何通过四步来选择正确的MOSFET。1)沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N 沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。 2)电压和电流的选择。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常,便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V。在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。3)计算导通损耗。MOSFET器件的功率耗损可由Iload2×RDS(ON)计算,

电动车专用MOSFET选择指南

电动车专用MOSFET选择指南 电动车电动二轮车(小功率)电动三轮车(中功率)电动汽车(大功率)控制器6管/9管/12管12管/15管/18管12管/24管/36管48V NCE6990/NCE7190/NCE7580NCE7190/NCE70H12/NCE70H13NCE70H13/NCE75H21 60V/64V NCE8580/NCE8290NCE80H11/NCE80H12NCE85H21/NCE85H21C 72V NCE01H10/NCE01H11NCE01H11/NCE01H13/NCE01H14NCE01H14/NCE01H14C 96V - NCE1490/NCE1579C NCE1490/NCE1579C 电动车专用MOSFET参数 ▼48V控制器专用: NCE6990NCE7190NCE7580NCE70H12NCE70H13NCE75H21 VDS >69V >71V >75V >70V >70V >75V VTH 3V 3V 2.85V 2.9V 2.9V 3V Ron 6.2mR 5.9mR 6.5mR 4.5mR 4.0mR 3.1mR ▼60~64V控制器专用: NCE8580NCE8290NCE80H11NCE80H12NCE85H21NCE85H21C VDS >85V >82V >85V >85V >85V >85V VTH 2.85V 2.9V 3V 3V 3V 3V Ron 6.8mR 7.5mR 5.8mR 4.9mR 3.2mR 3.6mR ▼72V控制器专用: NCE01H10NCE01H11NCE01H13NCE01H14NCE01H14C VDS >100V >100V >100V >100V >100V VTH 3V 3V 3V 3.2V 3.2V Ron 9.9mR 7.5mR 5.7mR 4.6mR 5mR ▼96V控制器专用: NCE1490NCE1579C VDS >140V >150V VTH 3V 3.1V Ron 10.5mR 13mR 注:产品名后面字母C表示电容和Qg优化升级的新一代产品,具有更快的开关速度和更低的开关损耗。

MOS管参数详解及驱动电阻选择

MOS管参数解释 MOS管介绍 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,一般都要考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等因素。 MOSFET管是FET的一种,可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管,所以通常提到的就是这两种。这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。 在MOS管内部,漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要,并且只在单个的MOS管中存在此二极管,在集成电路芯片内部通常是没有的。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免。 MOS管导通特性 导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到一定电压(如4V或10V, 其他电压,看手册)就可以了。 PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。 MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,因而在DS间流过电流的同时,两端还会有电压,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧,几十毫欧左右 MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。降低开关时间,可以减小每次导通时的损失;降低开关频率,可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 MOS管驱动 MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。但是,我们还需要速度。在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。 普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS 管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大(4V或10V其他电压,看手册)。如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。 Mosfet参数含义说明 Features: Vds: DS击穿电压.当Vgs=0V时,MOS的DS所能承受的最大电压 Rds(on):DS的导通电阻.当Vgs=10V时,MOS的DS之间的电阻 Id:最大DS电流.会随温度的升高而降低 Vgs: 最大GS电压.一般为:-20V~+20V Idm: 最大脉冲DS电流.会随温度的升高而降低,体现一个抗冲击能力,跟脉冲时间也

MOS管参数选型指南

SHENZHEN LIYOU TECHNOLOGY CO.,LTD 型号类型P D I D V BR(DSS) (Ω) I D V GS (V)I D(μA)(S) V DS 封装形式(W)(A)(V)(A)(V)(V) 2N7000N-ch MOS0.6250.26050.5100.8~310000.110TO-92 2N7002N-ch MOS0.2250.1156050.5101~2.52500.0810SOT-23 2N7002K N-ch MOS0.6250.346050.5101~2.5250--TO-92 2N7002K N-ch MOS0.350.346050.5101~2.51000--SOT-23 2N7002KW N-ch MOS0.20.346050.5101~2.51000--SOT-323 2N7002T N-ch MOS0.150.1156050.5101~2.52500.0810SOT-523 2N7002W N-ch MOS0.20.1156050.5101~2.52500.0810SOT-323 2N7002X N-ch MOS0.50.1156050.5101~2.52500.0810SOT-89-3L 2SK1658N-ch MOS0.20.130100.0140.9~1.510.023SOT-323 2SK3018N-ch MOS0.350.13080.0140.8~1.51000.023SOT-23 2SK3018N-ch MOS0.20.13080.0140.8~1.51000.023SOT-323 2SK3019N-ch MOS0.150.13080.0140.8~1.51000.023SOT-523 2SK3541N-ch MOS0.15±0.13080.0140.8~1.51000.023SOT-723 BSS123N-ch MOS0.350.1710060.17101~2.82500.0810SOT-23 BSS138N-ch MOS0.350.2250 3.50.22100.8~1.510000.1210SOT-23 BSS138W N-ch MOS0.30.2250 3.50.22100.8~1.525012010SOT-323 BSS84P-ch MOS0.225-0.13-5010-0.1-5-0.9~-2-2500.05-25SOT-23 CJ1012N-ch MOS0.150.5200.70.6 4.50.45~1.22501+10SOT-523 CJ2101P-ch MOS0.29-1.4-200.1-1-4.5-0.45-250--SOT-323

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