MOS管選型規范- MOS管選型規范的六個規格

MOS管選型規范原則有六個必知

負載電流IL--它直接決定于MOSFET的輸出能力；輸入-輸出電壓–它受MOSFET負載占空比能力限制；開關頻率FS–參數影響MOSFET開關瞬間的耗散功率；MOS管最大允許工作溫度–這要滿足系統指定的可靠性目標。

MOS管選型規范

一、電壓應力

在電源電路應用中，往往首先考慮漏源電壓VDS的選擇。在此上的基本原則為MOSFET實際工作環境中的最大峰值漏源極間的電壓不大于器件規格書中標稱漏源擊穿電壓的90%。即：VDS_peak≤90%*V(BR)DSS

注：一般地，V(BR)DSS具有正溫度系數。故應取設備最低工作溫度條件下之V(BR)DSS值作為參考。

二、漏極電流

其次考慮漏極電流的選擇。基本原則為MOSFET實際工作環境中的最大周期漏極電流不大于規格書中標稱最大漏源電流的90%；

漏極脈沖電流峰值不大于規格書中標稱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具有負溫度系數，故應取器件在最大結溫條件下之ID_max及ID_pulse值作為參考。器件此參數的選擇是極為不確定的—主要是受工作環境，散熱技術，器件其它參數（如導通電阻，熱阻等）等相互制約影響所致。最終的判定依據是結點溫度（即如下第六條之“耗散功率約束”）。根據經驗，在實際應用中規格書目中之ID會比實際最大工作電流大數倍，這是因為散耗功率及溫升之限制約束。在初選計算時期還須根據下面第六條的散耗功率約束不斷調整此參數。建議初選于3~5倍左右ID=(3~5)*ID_max。

三、驅動要求

MOSFEF的驅動要求由其柵極總充電電量（Qg）參數決定。在滿足其它參數要求的情況下，盡量選擇Qg小者以便驅動電路的設計。驅動電壓選擇在保證遠離最大柵源電壓（VGSS）前提下使Ron盡量小的電壓值（一般使用器件規格書中的建議值）

四、損耗及散熱

小的Ron值有利于減小導通期間損耗，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。

五、損耗功率初算

MOSFET損耗計算主要包含如下8個部分：

PD=Pon+Poff+Poff_on+Pon_off+Pds+Pgs+Pd_f+Pd_recover

詳細計算公式應根據具體電路及工作條件而定。例如在同步整流的應用場合，還要考慮體內二極管正向導通期間的損耗和轉向截止時的反向恢復損耗。損耗計算可參考下文的“MOS管損耗的8個組成部分”部分。

六、耗散功率約束

器件穩態損耗功率PD,max應以器件最大工作結溫度限制作為考量依據。如能夠預先知道器件工作環境溫度，

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是器件結點到其工作環境之間的總熱阻,包括Rθjuntion-case,Rθcase-sink,Rθsink-ambiance等。MOS管選型規范如其間還有絕緣材料還須將其熱阻考慮進去。

MOS管參數含義說明

Vds：DS擊穿電壓.當Vgs=0V時，MOS的DS所能承受的最大電壓

Rds(on)：DS的導通電阻.當Vgs=10V時，MOS的DS之間的電阻

Id：最大DS電流.會隨溫度的升高而降低

Vgs:最大GS電壓.一般為：-20V~+20VI

dm:最大脈沖DS電流.會隨溫度的升高而降低，體現一個抗沖擊能力，跟脈沖時間也有關系

Pd:最大耗散功率

Tj:最大工作結溫，通常為150度和175度

Tstg:最大存儲溫度

Iar:雪崩電流

Ear:重復雪崩擊穿能量

Eas:單次脈沖雪崩擊穿能量

BVdss：DS擊穿電壓

Idss:飽和DS電流，uA級的電流

Igss:GS驅動電流，nA級的電流.

gfs:跨導

Qg:G總充電電量

Qgs:GS充電電量

Qgd:GD充電電量

Td(on):導通延遲時間，從有輸入電壓上升到10%開始到Vds下降到其幅值90%的時間

Tr:上升時間，輸出電壓VDS從90%下降到其幅值10%的時間

Td(off):關斷延遲時間，輸入電壓下降到90%開始到VDS上升到其關斷電壓時10%的時間

Tf:下降時間，輸出電壓VDS從10%上升到其幅值90%的時間(參考圖4)。

Ciss:輸入電容，Ciss=Cgd+Cgs.

Coss:輸出電容，Coss=Cds+Cgd.

Crss:反向傳輸電容，Crss=Cgc.

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